Древесина состоит из органических и неорганических (минеральных) веществ.
В состав органических веществ входят углерод (С), водород (Н), кислород (О) и немного азота (N).
Углерод, водород и кислород, образуют в сумме до 99% сухой массы, содержание азота (N) остается обычно ниже 0,2%.
Содержание углерода, водорода и кислорода в древесине разных пород практически одинаково, элементарный состав органических веществ древесины ствола и ветвей различается мало, влияние условий произрастания практически не сказывается на содержании основных элементов органических веществ.
Неорганические (минеральные) вещества при сгорании древесины дают золу, количество которой, в зависимости от породы, в основном колеблется в пределах 0, 2-1, 7%, но для отдельных пород (саксаул, ядро фисташки) количество золы достигает 3-3,5%.
В состав древесины входит сера, хлор, в разных частях дерева содержатся в малых количествах никель, мышьяк, кадмий, хром, медь, ртуть, свинец и цинк.
В состав золы входят, главным образом, соли щелочно-земельных металлов (соли кальция, калия, натрия, магния). Часть веществ (10-25%), входящих в состав золы, растворима в воде (главным образом поташ и сода). Раньше поташ добывали из древесной золы.
Содержание серы (S) обычно ниже 0,05% от сухой массы. Содержание серы в топливе представляет интерес прежде всего из-за возникновения сернистых отходов, однако при ее высоком содержании может возникать угроза низкотемпературной коррозии в газоходах и дымовой трубе.
Поскольку хлор также может вызвать коррозию поверхностей нагрева, важно знать и его содержание в топливе. Хлор может создавать проблему при сжигании, например, щепы хвойных пород, если их доля в топливе достаточно велика. Хотя содержание тяжелых металлов в древесной массе не достигает опасных величин, в случае жестких требований к охране окружающей среды с ними следует считаться.
В одной, и той же породе количество золы зависит от части дерева, положения в стволе, возраста и условий произрастания. Наибольшее количество золы дают кора и листья, древесина ветвей содержит золы больше, чем древесина ствола. Так же повышенное содержание золы наблюдается в древесине верхней части ствола, что указывает на большее содержание золы у молодых деревьев.
Основные составные части древесины:
Основные элементы, входящие в состав древесины - сложные органические соединения подразделяют на структурные и неструктурные элементы.
Структурные элементы составляют клеточную оболочку (такие как целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы – пентозаны и гексозаны).
Неструктурные элементы содержатся в полостях клеток (такие как дубильные и красящие вещества смолы, эфирные масла).
Древесина хвойных пород содержит повышенное количество целлюлозы и гексозанов, а древесина лиственных пород отличается повышенным содержанием пектозанов.
Кора, по сравнению с древесиной, содержит больше экстрактивных веществ и лигнина, но значительно меньше целлюлозы и пентозанов.
В лубе, по сравнению с корой, найдено большее количество экстрактивных веществ, целлюлозы и пентозанов, но меньше лигнина.
Неструктурные элементы древесины:
1) Экстрактивные вещества
Не являются структурным элементом древесины, но придают ей цвет, запах и, некоторые из них, способность сопротивляться загниванию.
Экстрактивные вещества могут быть извлечены из древесины нейтральными растворителями: водой, спиртом, ацетоном, бензолом и эфиром.
Входящие в состав древесины сахар, крахмал, жиры и белки легко разрушаются и являются источниками гниения древесины.
В некоторых деревьях, например таких как дуб и сосна, содержатся танины и смолы, которые препятствуют гниению
- танниды (танины)
- смолы
- сахара
- крахмалы
- жиры
- красящие вещества
- масла
- воски
Структурные элементы древесины:
2) Целлюлоза
C6H10O5
Наиболее крупная составляющая часть (вещество) древесины, включает в себя около 70% древесины.
Из целлюлозы состоят стенки растительных клеток.
Целлюлоза образуется путем ассимиляции из углекислоты и воды под воздействием солнечного света.
Целлюлоза в клеточной оболочке находится в соединении с прочими составными частями; особенно тесная связь наблюдается между целлюлозой и лигнином.
Может быть подразделена на:
- альфацеллюлозу
( Основной источник для получения бумаги, взрывчатых веществ, синтетических тканей, пластиков )
- гемицеллюлозу
3) Лигнин
Составляет 18-28% от веса древесины.
Вещество лигнин откладывается в ходе прогрессирующего развития клеток.
Лигнин способствует затвердеванию (одревеснению) клеток: он цементирует отдельные структурные элементы древесины между собой и придаёт ей жесткость.
4) Минеральные вещества (образующие золу)
Минеральные вещества необходимы для питания дерева и усиления его роста.
При сжигании целлюлозы и лигнина они, оставаясь в виде золы, составляют от 0,2 до 1% от веса древесины.
