Древесина, как и вся растительность, образуется в результате фотосинтеза из углекислого газа и воды.
Реакция фотосинтеза с образованием углеводов схематически иллюстрируется уравнением
6СОа+6Н20 =CeH12Oe + 602. (XI. 1 >
Синтез органических веществ из углекислого газа и воды происходит за счет использования солнечной энергии и представляет собой первичный процесс создания органических веществ. Процесс — каталитический и происходит с помощью хлорофилла, содержащегося в зеленых частях растений.
Древесина состоит из ряда сложных высокомолекулярных соединений, из которых основными являются клетчатка, или целлюлоза, близкие к ней гемицеллюлозы и инкрустирующие вещества — лигнины.
Клетчатка состоит в основном из углеводов формулы (CeHioOs)e. В состав каждой группы CeHioOs входят три гидроксила СвН702(0Н)з. В клетчатке содержится около 44,4% углерода, 6,2% водорода и 49,4% кислорода.
Гемицеллюлозы, близкие по составу к клетчатке, состоят преимущественно из углеводов с пятью атомами углерода в группе, т. е. иэ пентозанов (С5Н8О4), и с шестью атомами углерода в группе — гексо — занов (CeHioOe).
По В. Е. Раковскому, лигнин состоит приблизительно из ?5% углерода, 4% водорода и 30% кислорода [61]. Таким образом, в лигнине содержится значительно больше углерода, чем в клетчатке.
В состав древесины входит около 49—50% клетчатки, до 25% гемицеллюлозы и 20—28% лигнина.
Эндотермический процесс образования 1 кг древесины сопровождается поглощением около 550 ккал тепла.
Д. И. Менделеев указывает, что эмпирический состав горючей массы древесины близок к С18Н44О20 или С18Н42О20 [43]. Состав сухой массы древесины, по Менделееву (данные 430 анализов), %: 50,6 Сс; 6,2 Нс; 41,9 Ос; 1,3 №+Лс. При этом Менделеев отмечал возможность значительно большего содержания кислорода в лежалой древесине. По данным Всесоюзного теплотехнического института [62], в состав горючей массы древесины входят, %: 51,0 С; 6,1 Н, 42,3 О, 0,6 N. Выход летучих веществ — 85%. Содержание золы в сухой массе дров — около 1%.
Примерный состав золы древесины следующий, %: 16—18K20+Na20; 35—50 СаО; 7—8 MgO; 3—4 Fe2Os; 2—5 Si02; 4—6 Р205; 3—5 S03.
Зола древесины тугоплавка, что облегчает очистку колосниковых решеток. Высокое содержание калия и фосфора обусловливает ее’ценность в качестве минерального удобрения. Древесная зола благодаря содержанию калия и натрия обладает способностью каталитически воздействовать на процесс горения.
В свежесрубленной древесине содержится около 50—60% влаги. При хранении на воздухе дрова постепенно теряют влагу и через 1,5— 2 года достигают воздушносухого состояния, при котором в них содержится всего 15—20% НгО. Дальнейшего снижения влажности дров при хранении их на воздухе не происходит.
По данным Всесоюзного теплотехнического института, в дровах, поставляемых потребителям, среднее содержание влаги составляет около 40% [42]. Содержание влаги сильно оказывается на теплоте сгорания и жаропроизводительности дров.