Modernization of the Technical Equipment of the Sections of Separation of the Birch Bark Layer from the Bast

Abstract

Introduction. Depending on the purpose, a distinction is made between "pure" birch bark and that with an admixture of bast. With an increase in the bast proportion in the birch bark composition, not only the grade of the bark but also its quality decreases. The necessity to separate the outer layer of birch bark from its inner layer is quite a complicated task that requires special devices. The conducted patent search and literature review revealed practical interest in the need to increase the volumes of harvesting high-quality birch bark. The purpose of the research is to modernize devices for separating birch bark layers in order to ensure high quality characteristics of the finished product. Objects and methods. The objects of the study are devices for separating birch bark from bast. The methods of literature survey and patent search for studying similar devices were employed. The advantages and disadvantages of existing design solutions were identified. Results and discussion. Analogs of the equipment, their advantages and disadvantages were determined. New design options were developed and proposals were made to modernize the existing technical solutions for separating bark layers. The authors used the principles of bark layer separation based on the interaction of impact mechanisms, electromagnetic vibrators, contacting vibrating plates and other mechanisms facilitating the deformation of the bark, destruction of the bast layer under the action of impact mechanisms and vibration loads and its separation. It is noted that changing the number of sequentially installed working units of the modernized equipment makes it possible to achieve the required quality of the separation of bark layers. Schematic diagrams of the equipment are presented, a brief description of its main units and their operation principle are given. Conclusion. Specialists and researchers of scientific and industrial organizations are invited to consider the proposed modernized design solutions for separating birch bark layers that allow for high quality characteristics of the finished products. This provides an opportunity to expand the range of existing equipment options available to production facility sections engaged in processing wood raw materials while increasing the efficiency of technological processes. The described technical solutions can contribute to the technical and economic development of the industry.

About the authors

Evgeny M. Tsarev

Volga State University of Technology

Author for correspondence.
Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0001-5695-3028
SPIN-code: 3117-8576

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Forestry and Chemical Technologies

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

Konstantin P. Rukomojnikov

Volga State University of Technology

Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0002-9956-5081
SPIN-code: 9119-8261

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Forestry and Chemical Technologies

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

Ilya S. Anisimov

Volga State University of Technology

Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0002-9528-8988
SPIN-code: 7951-9072

student of training direction 35.03.06 Agroengineering, Department of Operation of Machines and Equipment

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

Nikita S. Anisimov

Volga State University of Technology

Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0001-8465-261X
SPIN-code: 8848-6902

student of training direction 35.03.06 Agroengineering, Department of Operation of Machines and Equipment

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

Vladimir E. Makarov

Volga State University of Technology

Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0003-2564-0832
SPIN-code: 5076-2600

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Transport and Technological Machines

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

Pavel N. Anisimov

Volga State University of Technology

Email: RukomojnikovKP@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0002-7789-2399
SPIN-code: 9087-4940

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Energy Supply of Enterprises

Russian Federation, 3, Lenin Sq., Yoshkar-Ola, 424000

References

  1. Area of land where forests are located, thousand hectares, as of 01.01.2024. Available from https://rosleshoz.gov.ru/opendata/7705598840-ForestLocationArea [Aссessed 22 February 2024]. (In Russ.).
  2. Vinokurova R. I., Troshkova I. Yu., Vinokurov A. I. Assessment of bioindicational features of betulin and suberin in birchbark of weeping birch. Vestnik of Mari State Technical University. Series: Forest. Ecology. Nature Management. 2009;(1):81–87. EDN KBDTRT (In Russ.).
  3. Zhang W., Wei R., Chen S. et al. Functional characterization of CCR in birch (Betula platyphylla × Betula pendula) through overexpression and suppression analysis. Physiologia Plantarum. 2015;54(2):283–296. doi: 10.1111/ppl.12306
  4. Dragicević A., Kitić D., Pavlović D. Biological activity of the birch leaf and bark. Lekovite Sirovine. 2022;42(1):89–95. doi: 10.5937/leksir2242089d
  5. Vorobyeva O. A., Malygina D. S., Grubova E. V. et al. Betulin derivatives. Biological activity and solubility improvement. Chemistry of Plant Materials. 2019;(4):407–430. doi: 10.14258/jcprm.2019045419; EDN: JWQQIC (In Russ.).
  6. Apokina L. Yu., Lezhneva M. Yu., Kasyukevich A. V. Influence of birch triterpinoids on the environmental indicators of milk. In: Healthy lifestyle and health care. Materials of the 3rd All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation (Surgut, April 3, 2020). Surgut, Surgut State Pedagogical University, 2020:23. EDN: PQDFFZ (In Russ.).
  7. Lebedeva I. A., Drozdova L. I., Zhenikhova N. I. Prospects for the use of betulin for the improvement and extension of productive longevity of agricultural animals and birds. In: Veterinary and sanitary aspects of the quality and safety of agricultural products. Materials of the 1st International Conference on Veterinary and Sanitary Examination (Voronezh, November 26–27, 2015). Voronezh, Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great; 2015:124–127. EDN: WEVTTJ (In Russ.).
  8. Chursina L. A., Gorach O. A., Bazyk V. P Characteristics of bast crop for use in technical textile. Materials and Technologies. 2018;(1(1)):66–72. doi: 10.24411/2617-1503-2018-11012; EDN: UVOKYR (In Russ.).
  9. Anikin B. P. Use of birch bark in the leather industry. In: Proceedings and research on forestry and forestry industry. Leningrad, Leningrad Forestry Research Institute; 1931:61–83. (In Russ.).
  10. Zalesov S. V., Godovalov G. A. Technologies for the production of non-timber forest products. Section of forest tapping. Ekaterinburg, Ural State Forest Engineering University; 1999. 299 p. EDN: SEVOYN (In Russ.).
  11. Anisimova A. A., Orlova S. V. Carved birch bark elements in jewelry design. In: Science and education in the field of technical aesthetics, design and technology of artistic processing of materials. Proceedings of the 12th International Scientific and Practical Conference of Russian Universities (St. Petersburg, April 20–25, 2020). St. Petersburg, Saint Petersburg State University of Industrial Technologies and Design; 2020:16–21. EDN: ULBTCI (In Russ.).
  12. The volume of timber procurement by state institutions in the Far Eastern Federal District increased by 66 % in 2023. Available from: https://rosleshoz.gov.ru/news/2024-02-05/дфо_22142 [Aссessed 22 February 2024). (In Russ.).
  13. Denisov S. A. Tables of birch bark reserves in birch forests of different species composition. Lesnoe Hozyaystvo (Forestry). 1987;(3):54–55. (In Russ.).
  14. Vasiliev A. S. Classification of wood debarking methods. Current Directions of Scientific Research: from Theory to Practice. 2015;(3(5)):258–260. EDN: UCUXAJ (In Russ.).
  15. Voskresensky V.E. Optimal modes for separating bast from birch bark. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal). 1999;(1):62–71. (In Russ.).
  16. Voskresensky V. E. Quality criteria for birch bark in the technological system for separating waste from debarking plywood raw materials into components, taking into account the moisture content of the materials. In: Technology and equipment of woodworking industries. Interuniversity collection of scientific papers. Leningrad, LTA Publ.; 1987. 120 p. (In Russ.).
  17. Review of the birch plywood log market: current status and development prospects. Available from: https://proderevo.net/industries/wooden-plates/obzor-rynka-berjozovogo-fanernogo-kryazha-tekushchee-sostoyaniya-i-perspektivy-razvitiya.html [Aссessed 23 February 2024]. (In Russ.).
  18. Koikov P. M., Luchenko Yu. A., Rozhentsov V. P. et al. Installation for separating birch bark from bast. USSR Inventor’s Certificate No. 1209442; 1986. (In Russ.).
  19. Betekhtin V. S. Installation for separating birch bark from bast. USSR Inventor’s Certificate No. 935297; 1982. (In Russ.).
  20. Ivonin Yu. P. Device for separating birch bark from bast. USSR Inventor’s Certificate No. 743867; 1980. (In Russ.).
  21. Tsarev E. M., Anisimov S. E., Rukomoinikov K. P. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2760592; 2021. EDN: HHPPNQ (In Russ.).
  22. Tsarev E. M., Anisimov S. E., Rukomoinikov K. P. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2749197; 2021. EDN: QVBHIM (In Russ.).
  23. Tsarev E. M., Anismov S. E., Rukomoinikov K. P. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2760591; 2021. EDN: NRGSYG (In Russ.).
  24. Tsarev E. M., Anisimov S. E., Palkin A. A. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2696110; 2019. EDN: JOBCNM (In Russ.).
  25. Tsarev E. M., Anisimov S. E., Rukomoinikov K. P. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2761168; 2021. EDN: MILKDM (In Russ.).
  26. Tsarev E. M., Anisimov S. E., Palkin A. A. et al. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2756752; 2021. EDN: QYTUXR (In Russ.).
  27. Tsarev E. M., Anisimov S. E. Installation for separating birch bark from bast. Patent RF, no. 2730587; 2020. EDN: QAJBOU (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».