未开发的资源
2018-05-30
Stephen Powney报道,如果PalmwoodNet项目成功完成将该树种变为商业可用材的使命,在亚洲饱受诟病的油棕榈种植园可能是未来几年木材原料的主要来源地。
我们可能还没有意识到,棕榈可能是未来几年木材的主要来源,废弃的树干摇身一变成为增值木制品。随着全球木材资源的压力以及日益激烈的木纤维竞争,可用木材原料的新来源在未来会变得非常重要。
许多为木工行业服务的机械设备公司都表示支持这个由德国政府资助的PalmwoodNet项目,开发这个迄今为止很大程度上未被充分利用的资源。
这个由德国投资与开发股份有限公司(DEG)资助的项目,在项目协调员——胶粘剂生产商Jowat SE的领导下于2015年11月正式启动。
研究结果最近在位于汉诺威(Hannover)的Ligna展会上共享,令人鼓舞。
项目背景
那么为什么是油棕榈呢?
资源量大且越来越大。全球油棕榈种植面积共计近5 000万英亩。
棕榈油本身用于食品、生化及能源工业中,但棕榈树树龄达到15~20年后,油产量显著下降。
由此,种植园会在25年后清除和再种植。基于种植面积近5 000万英亩,平均每年接近200万英亩需要再种植。
结果,大量油棕榈木在亚洲、非洲和南美洲的种植园累积下来,预估每年有1亿~1.2亿m3的树干。国际领先的油棕榈生产国有印度尼西亚、马来西亚、泰国和尼日利亚。
这些树干通常留到腐烂或作为肥料粉碎,甚至烧毁。不使用油棕榈木的主要原因是树干内的极端密度分布,含水率非常高,以及与平时使用的树种相比明显的结构和特性差异。
早期利用油棕榈树干开发产品的研究与试验项目显示出很高的技术和经济潜力,但目前还没有实现工业化。
直到现在也没有全面的解决方案能提供给对利用油棕榈木感兴趣的投资者和公司,关于产品、市场及工艺的信息也很少。此外,机器和工具必须适应或优化加工油棕榈木也具有独特的挑战性。
木材特性
油棕榈木材密度及工艺特点,在树干横向显著不同。密度在150 kg/m3到700 kg/m3不等,树干外部密度最大,内部密度最小。
硬而长的深色木质纤维,当观察木材横截面时,呈现出“PAC-MAN”(吃豆人,20世纪80年代娱乐性游戏机游戏的角色)的外观。
赋予木材强度,并嵌入在非常软的细胞基质中。正是这种特殊的结构特点,意味着取决于不同密度组织的特殊的工艺技术和回收策略是必要的。在加工过程中不能压碎或撕裂纤维细胞,必须达到精确切割。
试验表明,在不破坏木材的情况下有效地切割,需要一个极大的剪切角和特定的齿形。
木材的拉伸、抗压和弯曲特性良好,但是由于结构的特点,纤维的横向特性和剪切应力下的性能降低。
木材由于没有节子和相关生长缺陷而质地均匀,独特的木纹结构提高了产品的美学价值。
油棕榈树干含水率非常高(绝对含水率达到150%~600%)。由于高含水率加上木材中的糖分和淀粉,很快就会出现真菌腐朽。防止腐烂需要供应链中特殊的工艺流程,从伐木到加工,以及非常复杂的干燥过程。
事实上,决策者仍然主要关注油棕榈果实,再加上以上这些缺点,阻碍了油棕榈木材加工业的发展。
产品开发
不同的公司和机构都利用多方利益相关者的方法加入了PalmwoodNet以支持这个项目。
五大核心合伙人分别来自胶王(Jowat SE)公司、Minda Industrieanlagen GmbH、M?hringer Anlagenbau GmbH、蓝帜(Leitz GmbH)公司、倍锐特(Boehlerit GmbH)公司,以及在弗里堡的Palmwood R+D再加上多家德国大学和其他行业伙伴承担具体的开发和实验任务。
其他一些项目合作伙伴,包括研发机构、大学、加工公司和来自马来西亚及泰国的种植园园主,也都加入了项目。
只有按照国际标准认证种植面积相当大的种植园园主才能加入到项目中。
产品开发的第一阶段是按照标准尺寸生产干材,接下来依次是产品指接及成型、施胶、交叉层压、单层拼板、芯板、复合板、多层地板,以及轻质家具组件。
马来西亚木材研究所、木材工业局及干燥窑制造商Visdamax共同参与了第一次窑干油棕榈木材生产工业试验。
在最近的汉诺威(Hannover)的Ligna展会上,刀具生产商蓝帜(Leitz)公司表示,它的作用就是专注于优化产品制造的过程。
蓝帜(Leitz)公司和倍锐特(Boehlerit)公司都在专注于切削工艺和设计合适的加工工艺和程序。具体来说,就是需要开发合适的切削材料和刀具来达到切割过程要求的质量和效率。
该公司表示:“问题是这种木材里有很多腐蚀剂”,已经安装的生产系统会形成不同表面。
Leitz的CEO Jürgen Koppel说,将这种木材作为需要插入部件的家具组件的一个方法是,除特殊钉结合需求外,将不同密度的木材使用在特定的区域。
嵌板和门部件的样品是与位于德国埃伯恩(Ebern)的Meisterschule(学徒学校)合作,使用100%油棕榈木或仅用油棕榈木制作芯板,面板使用其他类型饰面板制造的。
制作的样品门比传统木门轻3 kg,同时可能与刨花板具有相同的隔音性能。
这种轻质特性表示棕榈木是作为轻质芯板再用其他类型木材单板饰面的完美材料。
展望未來
PalmwoodNet项目的目标是在一个具有大量油棕榈木的地区建一座锯材厂。其研究工作至2018年,包括分析和评估油棕榈木材利用的生态、经济和社会影响。也包括继续分析产品类型和设计,为现有或预期的需求开发适销对路的产品。
进一步的研究工作将在加工机器、刀具、切削材料和优化制造工艺上下功夫。制造成本、投资回报、投资回收期和风险模型也正在草拟当中,同时为检验可持续性建立一个受信的认证系统。
同时也将积极展开与亚洲的研发部门、加工工业、协会、种植园和非政府组织合作伙伴的合作。性能和制造工艺文档将编在手册和网站上进行知识传播。
当然,最后项目的成功取决于投资方是否支持,从而建立生产设施。也许棕榈木板材和木质原料成为主要的材料并在英国和欧洲大量销售还有一段时间,但令人鼓舞的一点是,未来几年的这个未开发木材原料将准备就绪可以投入使用。
(网址:http://www.wbpionline.com/ 王雅梅译)