ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 56
Скачиваний: 0
Б Л И О Т Е Ч К А
. О Д С О Ч Н И К А
Я. Г. ДРОЧНЕВ, А. А. НЕФЕДОВ, Г. Г. РОМАНОВСКИЙ,
А. Н. ТОБУРДАНОВСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЯ ПОДСОЧКИ с о с н ы ' С СЕРНОЙ к и с л о т о й
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
М о с к в а 1968
УДК 684.0.284:674.082.475.4
В брошюре излагается сущность хи мизации подсочного производства, специ фичность воздействия кислоты на ткани сосны обыкновенной. В отдельной главе приведены способы применения серной кислоты при подсочке сосны обыкновен ной и влияние на выход живицы дозы стимулятора, паузы между подновками, тага и глубины подновок, а также на грузки деревьев каррами и их ширины.
Подробно рассматриваются производ ственные условия применения серной кислоты, загущенной каолином и поли мерами, и в жидком состоянии, типичные режимы и технологические нормативы, порядок приготовления паст, штучная
ивесовая выработка.
Взаключение указаны направления дальнейшего усовершенствования много летнего применения серной кислоты в подсочном производстве.
Пособие предназначено для рабочих и мастеров предприятий, добывающих живицу.
3—14—10 28-67
ВВЕДЕНИЕ
Химия широко внедряется в различные отрасли на родного хозяйства, например, в машиностроительной про мышленности, на строительстве, в сельском хозяйстве. Химизируется также и подсочное производство.
В1923 г. проф. А. И. Калниньш впервые проверил возможность применения химических усилителей смоловыделения при подсочке сосны обыкновенной.
В1930—1931 гг. В. М. Арциховский, Н. Ф. Николаев, М. А. Синелобов, В. Н. Шапошников, Ф. Т. Солодский изучали интенсификацию смолоистечения при воздейст вии на ранения различных химических веществ. '
Позднее большие работы по химическим стимулято рам проводили Е. Г. Быховский и другие исследователи.
Эффективность применения химических стимуляторов
за границей исследовали, например, Давид |
во |
Фран |
|
ции. Езерский, Каминский в |
Польше, Митчел, |
Сноу |
|
в США. |
исследований в |
этом на |
|
Необходимость проведения |
|||
правлении была вызвана требованиями коренного усовер шенствования технологии и техники подсочки в связи с растущим спросом на канифольно-скипидарные про дукты. Трудоемкие и недостаточно эффективные способы обычной подсочки не могли удовлетворить потребности промышленности в исходном лесохимическом сырье для получения канифоли — живице.
Основной задачей химизации подсочного производства на ближайшее время является разработка и внедрение
в производство технологии с многолетним применением химических стимуляторов.
В качестве стимуляторов испытывали различные хи мические вещества: минеральные и органические кисло ты, сильные и слабые щелочи, вещества, содержащие активный хлор, спирты, формалин, йод и многие другие.
Практическое применение получили серная кислота
ихлорная известь.
Спомощью серной кислоты оказалось возможным
добиваться роста производительности труда на подсочке и снижения себестоимости живицы. Ее использование при соблюдении некоторых условий позволило также не сколько повысить выход живицы на карру, с дерева и гектара, т. е. более рационально использовать сырье вые ресурсы.
В США применяют кислоту 50%-ной концентрации, в Прибалтике п Карелии — 75%-ной, по всей территории РСФСР, Украины и Белоруссии — 94—96%-ной концент рации.
Обычно на подсочке используют купоросное масло, аккумуляторную кислоту и другие технические сорта серной кислоты.
В жидком виде концентрированную серную кислоту применяют только на Украине и в небольших объемах в Прибалтике, на севере Урала и в Иркутской обл. На месте ранения задерживается минимальное количество стимулятора. Излищняя его часть стекает по подновке в желобок. В этом случае выход живицы на подновку уве личивается примерно в два раза, но зато значительно воз растает выход на карру вследствие применения корот ких пауз и сохранения большого числа обходов за сезон.
Во всех остальных районах Советского Союза кислоту применяют в загущенном виде. При этом на срезе сохра-
4
няется повышенная доза стимулятора и выход живицы на подновку, а следовательно, и производительность труда вздымщиков значительно увеличивается. Зато выход на карру почти не изменяется или даже несколько сни жается.
В качестве нейтрального наполнителя до настоящего времени применяли каолин. В последние годы испыты вают в промышленных масштабах вязкие растворы капро на в кислоте и комбинированные пасты, в которых, кроме капрона, в качестве второго загустителя берут древесную муку.
Химические стимуляторы в промышленных условиях применяют с 1956 г.
Серную кислоту применяют преимущественно в ниж ней части ствола на нисходящих ребристых каррах за 1—4 года до рубки подсоченных насаждений.
В 1965 г. с серной кислотой подсачивали 26,6% от общего количества карр в стране, находящихся в экс плуатации.
С 1959—1960 гг. загущенную серную кислоту начали применять на восходящих ребристых каррах главным образом в Красноярском крае, где этим способом обра ботали в 1965 г. 3057 тыс. карр.
Результаты промышленного применения серной кис лоты подтверждают прогрессивность химизации подсоч ного производства. Вместе с тем для обеспечения высокой эффективности применения кислоты необходимо точное соблюдение всеми вздымщиками, мастерами и инженер но-техническим персоналом подсочных предприятий основных элементов технологии. Поэтому возникла необ ходимость в издании специального пособия, детально освещающего современное состояние технологии подсоч ки с серной кислотой.
о
Такое пособие составлено научными сотрудниками Центрального научно-исследовательского и проектного института лесохимической промышленности (ЦНИЛХИ) и предназначено для рабочих, мастеров и ИТР предприя тий, добывающих живицу.
МЕХАНИЗМ СМОЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ПОДСОЧКЕ СОСНЫ
В древесине сосны имеется густая сеть жизнедеятель ных смоляных ходов, способных к образованию и выде лению сложного химического вещества — живицы.
Ввиду того, что вопросы синтеза (образования) живи цы изучены недостаточно, теоретической основой разра батываемых и существующих способов подсочки являет
ся |
физиология смоловыделения и как часть этого процес |
|
са — механизм смоловыделения. |
|
|
|
По физиологии смоловыделения существует несколько |
|
гипотез. Наиболее признанной из числа их |
являет |
|
ся |
гипотеза, предложенная немецким ученым |
Мюнхом |
и доработанная советским физиологом Л. А. Ивано вым.
С позиций этой гипотезы и рассмотрим, хотя бы схе
матично, |
процесс образования живицы |
в смолоходе |
и силы, |
способствующие ее выделению в |
зону искус |
ственно наносимых ранений, т. е. механизм смоловыде ления.
В свободном от живицы смолоходе всю внутреннюю часть его занимают наполненные клеточным соком высти лающие клетки. В этих клетках образуется живица, ко торая под действием силы секреторного давления выдав ливается в смолоход. Поскольку сечение смолохода остаемся постоянным, а клетки продолжают увеличивать запасы живицы в нем, последняя начинает давить на вы стилающие клетки и уменьшать занимаемый ими объем. Уменьшение объема выстилающих клеток сопровождается
7
выдавливанием воды, содержащейся в клеточном соке, в водные артерии дерева.
Потеря воды выстилающими клетками в свою очередь повышает концентрацию клеточного сока последних. По скольку выстилающие клетки находятся в непосредствен ном соприкосновении с постоянно действующими водны ми токами дерева, они стремятся уменьшить концентра цию клеточного сока и тем самым оказывают постоянное давление на живицу в смолоходе. Это давление высти лающих клеток получило название осмотического. Вели чина его тем больше, чем выше концентрация клеточного сока в выстилающих клетках и больше запасы доступной смолоходу воды в окружающих его тканях.
Таким образом, в смолоходе действует несколько сил, которые суммарно создают смоляное давление в смоло носной системе. Величина смоляного давления изменяет
ся в больших |
пределах |
и составляет |
в среднем |
око |
ло 20 ат. |
механизм |
выделения |
живицы в |
зону |
Рассмотрим |
ранения при обычной подсочке.
Подновкой наносится механическое повреждение смо лоносной системы. На месте среза возникает резкий пе репад в давлении, вследствие чего начинается передви жение живицы по смолоходу в зону пониженного давления и выделение ее на поверхность среза.
В первые часы после нанесения подновок наблю дается интенсивное выделение живицы. Исследованиями П. К. Кутузова н М. А. Синелобова установлено, что около 90% живицы сосна выделяет в течение первых 24 ч. При этом отмечается наибольшая интенсивность смоловыделения в середине сезона (июль) и наимень шая в конце сезона (октябрь).
На интенсивность и длительность смоловыделения влияет следующий комплекс факторов:
8
первоначальная величина смоляного давления; степень вязкости живицы; физиологическая активность выстилающих клеток;
наличие доступной смолоходу воды в окружающих его тканях.
Рассмотрим характер влияния каждого из перечислен ных выше факторов.
Величина смоляного давления определяет силу, кото рая перемещает живицу но смолоходу. Эта сила должна быть весьма значительной, чтобы обеспечить подток живицы в зону ранения с довольно значительного рас стояния, величина которого измеряется несколькими мет рами. Поэтому, чем выше смоляное давление в смолоходе в момент нанесения подновки, тем больший перепад в давлении, сила которого способна переместить больший объем живицы к месту среза. При низком смоляном давлении, наоборот, сила, обеспечивающая перемещение живицы, незначительна, поэтому в омоловыделении уча ствует только часть смолохода, расположенная в непо средственной близости от подновки.
Вторым фактором, определяющим интенсивность и длительность смоловыделения, является степень вяз кости живицы; известно, что чем меньше вязкость жид кости, тем меньшее усилие необходимо для ее переме щения по капилляру. Сила сцепления жидкости со стен ками капилляра возрастает по мере увеличения ее степе ни вязкости. Исходя из этого положения можно считать, что чем ниже вязкость живицы, тем меньше сила смоля ного давления, необходимого для ее перемещения, тем больший участок ствола участвует в процессе смоло выделения при одинаковом давлении.
Большую роль в процессе смоловыделения играет физиологическая активность выстилающих клеток смо лохода, которые являются источником накопления и по
9
стоянного восстановления запасов живицы. Поэтому, чем физиологически активнее выстилающие клетки, тем интенсивнее и в больших количествах способно выраба тывать живицу дерево.
Составной частью смоляного давления является осмо тическое давление, которое создают выстилающие клетки смолохода. Необходимым условием поддержания его на достаточно высоком уровне после нанесения подновки является наличие воды в тканях, окружающих смолоход. При хорошем водообеспечении выстилающие клетки, снижая концентрацию клеточного сока, увеличиваются в объеме до первоначальной величины и тем самым осво бождают смолоход от живицы. В условиях плохого водообеспечения выстилающие клетки не в состоянии оказы вать давление на живицу в смолоходе, вследствие чего истечение ее замедляется или полностью прекращается.
Таким образом, между работой смоловыделительного аппарата и водообеспечением существует тесная связь. Поэтому не случайно, что нанесение глубоких подновок при подсочке или ранений при проведении подготови тельных работ всегда сопровождается снижением выхо дов живицы.
Сочетание перечисленных выше факторов обеспечи вает интенсивное и длительное смолоистечение.
Продолжительность смолоистечения у сосны при обычной подсочке ограничена и не превышает 2 суток в середине сезона и 4—5 суток в весенне-осенний перио ды. Рассмотрим основные причины, способствующие са мопроизвольному прекращению истечения живицы.
До 30-х годов считали, что существенной причиной прекращения смолоистечения является процесс кристал лизации живицы на поверхностп среза и внутри смоло хода. Более поздние исследования в этом направлении проф. В. Н. Шапошникова и его сотрудников В. Е. Иво-
10
ниной, М. А. Синелобова и Н. Ф. Николаева показали, что основную роль в закупоривании окончаний смоляных ходов играют выстилающие клетки смолохода. Схематич но этот процесс можно представить следующим образом.
По мере снижения запасов живицы в смолоходе уменьшается площадь ее соприкосновения с выстилаю щими клетками, а следовательно, уменьшается и сила общего давления на выстилающие клетки. Последний, освобожденные от давления, быстро увеличиваются в объеме, достигают своей первоначальной величины, за крывают смолоход и тем самым оказывают дополнитель ное сопротивление истечению живицы. В результате этого скорость истечения живицы резко снижается. Соз даются условия для ее загустевания, а наличие влаги в окружающем воздухе способствует процессу кристалли зации живицы. Загустевшая живица вместе с разбухши ми выделительными клетками плотно закупоривают ка нал смолохода, и смолоистечение прекращается.
Рассматривая процесс набухания выстилающих кле ток смолохода как основную причину в прекращении смолоистечения, начали поиски химических соединений, способных устранить или замедлить этот процесс. Из числа испытанных веществ наиболее эффективной оказа лась серная кислота в различных ее концентрациях.
Над разработкой основных положений теории химиче ского воздействия длительное время работали М. А. Синелобов и Н. Ф. Николаев. Предложенная ими схема меха низма смоловыделения при подсочке с химическим воз действием основана на богатом экспериментальном мате риале и получила подтверждение в практике произ водства.
Согласно этой гипотезе сущность воздействия кислоты на смоловыделительную систему схематично можно пред ставить следующим образом.
1І
