Почтовый адрес: САФУ, Редакция «Лесной журнал», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002, ауд. 1425

Тел.: 8(8182) 21-61-18
Сайт: http://lesnoizhurnal.ru/ 
e-mail: forest@narfu.ru

RussianEnglish



архив

Теплотворная способность деструктированной стволовой древесины ели Picea abies (L.). Стр. 179–188

 Версия для печати

О.Н. Тюкавина, С.А. Васькин, Д.Ю. Корепин, П.А. Феклистов, В.И. Мелехов, С.С. Макаров

Рубрика: Краткие сообщения и обмен опытом

Скачать статью (pdf, 0.5MB )

УДК

630.81:536.662

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-6-179-188

Аннотация

Популярность биоэнергетики в свете развития зеленой экономики и стремления к достижению углеродной нейтральности производств возрастает. В связи с этим рассматриваются различные виды энергетического сырья, его свойства и возможности утилизации отходов. Цель исследования заключается в оценке теплотворной способности древесины ели, поврежденной дереворазрушающими грибами. Для измерения теплотворной способности стволовой древесины ели применяли автоматизированный бомбовый калориметр АБК-1В. Отдельно из древесины, коры и сучков прессовали пеллеты, высушивали их в сушильном шкафу при температуре 105 °С. Пеллеты сжигали в абсолютно сухом состоянии. Массу золы определяли как разницу между массой тигеля с остатками после сжигания образца в калориметрической бомбе и массой пустого тигеля. Теплотворная способность здоровой древесины ели составляет 20 180–20 232 Дж/г В поперечном сечении ствола ели теплотворная способность изменяется в диапазоне от 18 900 до 21 700 Дж/г. Наименьшие значения характерны для предраневой зоны деструктированной древесины. Древесина, поврежденная коррозионной гнилью, отличается меньшей теплоемкостью по сравнению со здоровой на 1,5–6,2 % (18 926–19 868 Дж/г). Теплотворная способность древесины, поврежденной деструктивной гнилью, превышает показатель для здоровой древесины на 1,5–10,5 % (20 487–22 301 Дж/г). С увеличением стадии деструктивной гнили древесины ели ее теплотворная способность возрастает. Теплотворную способность пеллет из деструктированной древесины ели можно оценить по их внешнему виду. Желтая и пестрая окраска прессованного сырья указывают на значимо меньшую теплотворную способность по сравнению с пеллетами бурого и оранжевого цветов. Зольность деструктированной древесины разных типов находится на одном уровне. Зольность древесины, поврежденной коррозионной гнилью 3-й стадии, значимо больше, чем у здоровой древесины и древесины предшествующих стадий разложения на 96–129 %. У коры поврежденных гнилью стволов ели теплотворная способность находится на уровне теплотворной способности здоровой древесины, а зольность выше в 3 раза. У сучка теплотворная способность больше показателя здоровой древесины на 7 %, а зольность остается на одном уровне.

Сведения об авторах

О.Н. Тюкавина1, д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: H-2336-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4024-6833
С.А. Васькин2, канд. с.-х. наук, вед. инженер; ResearcherID: AHB-7358-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6160-5140
Д.Ю. Корепин2, инженер; ResearcherID: KYR-2226-2024, ORCID: https://orcid.org/0009-0003-0063-3879
П.А. Феклистов3, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: AAC-2377-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8226-893X
В.И. Мелехов1, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: Q-1051-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2583-3012
С.С. Макаров4, д-р с.-х. наук; ResearcherID: AAK-9829-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
1Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; o.tukavina@narfu.ru, v.melekhov@narfu.ru
2Филиал ФБУ «Рослесозащита» – «Центр защиты леса Архангельской области», ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск, Россия, 163062; serzh.vaskin.2015@mail.ru,
korepin.mitya@yandex.ru
3Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, просп. Никольский, д. 20, г. Архангельск, Россия, 163020; pfeklistov@yandex.ru
4Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, д. 49, Москва, Россия, 127550; s.makarov@rgau-msha.ru

Ключевые слова

теплотворная способность, ель, древесина, ствол, коррозионная гниль, деструктивная гниль

Для цитирования

Тюкавина О.Н., Васькин С.А., Корепин Д.Ю., Феклистов П.А., Мелехов В.И., Макаров С.С. Теплотворная способность деструктированной стволовой древесины ели Picea abies (L.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 6. С. 179–188. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-6-179-188

Литература

  1. Доклад. Состояние и охрана окружающей среды Архангельской области за 2023 год / отв. ред. Э.В. Шашин. Архангельск: 2024. 505 с. 

  2. Коптев С.В. Фаутность северотаежных ельников // Изв. вузов. Лесн. журн. 1992. № 2. С. 20–26. 

  3. Кулак М.И., Федоренчик А.С., Леонов Е.А. Прогнозирование хранения запасов топлива в условиях лесоэнергетических терминалов // Наука и инновации. 2012. № 7(113). С. 69–72. 

  4. Лебедев А.В., Иванова Э.А. Патология ели в древостоях разного состава // Изв. вузов. Лесн. журн. 2001. № 3. С. 47–50.

  5. Леонов Е.А., Клоков Д.В., Гарабажиу А.А., Духовник А.А. Влияние сроков хранения древесного сырья и топливной щепы на их теплотворную способность // Тр. БГТУ. 2020. Сер. 1, № 2. С. 186–191. 

  6. Остроухова Л.А., Федорова Т.Е., Онучина Н.А., Левчук А.А., Бабкин В.А. Определение количественного содержания экстрактивных веществ из древесины, корней и коры деревьев хвойных видов сибири: лиственницы (Larix sibirica L.), сосны (Pinus sylvestris L.), пихты (Abies sibirica L.), ели (Picea obovata L.) и кедра (Pinus sibirica Du Tour.) // Химия растит. сырья. 2018. № 4. С. 185–195. https://doi.org/10.14258/jcprm.2018044245

  7. Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. М.: Лесн. пром-сть, 1967. 276 с. 

  8. Серков Б.Б., Сивенков А.Б., Тхань Б.Д., Асеева Р.М. Тепловыделение при горении древесины // Лесн. вестн. 2003. № 5. С. 74–79. 

  9. Стороженко В.Г. Состояние и пораженность дереворазрушающими грибами коренных ельников подзоны северной тайги // Тр. КарНЦ РАН. 2013. № 6. С. 153–158. 

  10. Стороженко В.Г., Засадная В.А. Структура древесного отпада девственных ельников северной и южной тайги Европейской части России // Сиб. лесн. журн. 2019. № 2. С. 64–73. https://doi.org/10.15372/SJFS20190206

  11. Тюкавина О.Н. Направления использования сосновых горельников // Лесная наука современности: материалы VI Мелеховских науч. чтений, посвящ. 115-летию со дня рождения выдающегося ученого-лесовода, акад. Ивана Степановича Мелехова. Архангельск: САФУ, 2020. С. 62–69. 

  12. Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Мелехов В.И., Неверов Н.А. Теплотворная способность фракций надземной фитомассы культур сосны обыкновенной в условиях Северо-таежного лесного района // Лесн. вестн. / Forestry Bulletin. 2024. Т. 28, № 2. С. 27–33. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2024-2-27-33

  13. Тюкавина О.Н., Корепин Д.Ю. Теплотворная способность стволов ели при поражении их еловой губкой // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы IX Всерос. науч.-техн. конф. СПб.: СПбГЛТУ, 2024. С. 210–212. 

  14. Тюкавина О.Н., Кунников Ф.А., Кошелева А.Е. Влияние гнили на распределение минеральных элементов в древесине тополя бальзамического // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2016. № 214. С. 105–119. 

  15. Apraku S.E., Shen Y. Biomass Pellet Fuel Production and Utilization in Ghana: A Review. ACS Sustainable Resource Management, 2024, vol. 1, iss. 4, pp. 586–603. https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.3c00121

  16. Gendek A., Aniszewska M., Owoc D., Tamelová B., Malaťák J., Velebil J., Krilek J. Physico-Mechanical and Energy Properties of Pellets Made from Ground Walnut Shells, Coniferous Tree Cones and Their Mixtures. Renewable Energy, 2023, vol. 122, pp. 248–258. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.04.122

  17. Gendek A., Piętka J., Aniszewska M., Malaťák J., Velebil J., Tamelová B., Krilek J., Moskalik T. Energy Value of Silver Fir (Abies alba) and Norway Spruce (Picea abies) Wood Depending on the Degree of its Decomposition by Selected Fungal Species. Renewable Energy, 2023, vol. 215, art. no. 118948. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.118948

  18. Gonçalves A.C., Malico I., Sousa A.M.O. Energy Production from Forest Biomass: An Overview. Forest Biomass – From Trees to Energy, IntechOpen, 2021, pp. 1–23. https://doi.org/10.5772/intechopen.93361

  19. Sui H., Chen J., Cheng W., Zhu Y., Zhang W., Hu J., Jiang H., Shao J., Chen H. Effect of Oxidative Torrefaction on Fuel and Pelletizing Properties of Agricultural Biomass in Comparison with Non-Oxidative Torrefaction. Renewable Energy, 2024, vol. 226, art. no. 120423. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.120423

  20. He H., Wang W., Sun Y., Sun W., Wu K. From Raw Material Powder to Solid Fuel Pellet: A State-of-the-Art Review of Biomass Densification. Biomass and Bioenergy, 2024, vol. 186, art. no. 107271. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2024.107271

  21. Krajnc N. Wood Fuels Handbook. Pristina, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2015. 31 p.

  22. Librenti I., Ceotto E., Di Candilo M. Biomass Characteristics and Energy Contents of Dedicated Lignocellulose Crops. Proceedings of the Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste. Italy, Venice, 2010. 8 p.

  23. Nasser R.A., Aref I.M. Fuelwood Characteristics of Six Acacia Species Growing Wild in the Southwest of Saudi Arabia as Affected by Geographical Location. BioResources, 2014, vol. 9, iss. 1, pp. 1212–1224. https://doi.org/10.15376/biores.9.1.1212-1224

  24. Petráš R., Mecko J., Kukla J., Kuklová M., Krupová D., Pástor M., Raček M., Pivková I. Energy Stored in Above-Ground Biomass Fractions and Model Trees of the Main Coniferous Woody Plants. Sustainability, 2021, vol. 13, no. 22, art. no. 12686. https://doi.org/10.3390/su132212686

  25. Piętka J., Gendek A., Malaťák J., Velebil J., Moskalik T. Effects of Selected WhiteRot Fungi on the Calorific Value of Beech Wood (Fagus sylvatica L.). Biomass and Bioenergy, 2019, vol. 127, art. no. 105290. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.105290

  26. Zeng W.-s., Tang S.-z., Xiao Q.-h. Calorific Values and Ash Contents of Different Parts of Masson Pine Trees in Southern China. Journal of Forestry Research, 2014, vol. 25, pр. 779-786. https://doi.org/10.1007/s11676-014-0525-3