История развития подсочного производства

В мировой практике.

 

Свойство деревьев некоторых пород выделять при надрезах смолистое вещество было известно человеку еще в глубокой древности. Первые достоверные сведения о подсочке относятся к временам Древней Греции, где около 3000 лет назад проводилась подсочка фисташкового дерева. При надрезах коры фисташкового дерева выделялась прозрачная, зеленоватая, приятно пахнущая смола, из которой получали до 14% эфирного масла, называемого хиосским или кипрским терпентином. Последний широко применялся для просмоления деревянных судов и для других целей. Из эфирного масла древние греки приготовляли особое масло – писсилеон, которое использовалось для бальзамирования трупов. Твердая смола, остающаяся на дне сосуда после отгонки летучего масла, получила название «колофоний», по имени малоазийского города Колофона, в окрестностях которого вели добычу и переработку терпентина. От искаженного названия этого города, вероятно, и произошло современное название канифоли.

В России терпентин называли живицей. Очевидно, за его свойства способствовать заживлению ран, предохранять от проникновения в поврежденные участки ствола и ветвей грибной и бактериальной флоры, вредителей.

Со временем подсочка фисташки была полностью вытеснена подсочкой хвойных пород.

Вначале, в XIV веке промышленная подсочка сосны проводилась на территории современной Франции, Испании и Португалии.

Позднее (XVII в.) появились сведения о подсочке хвойных пород в Северной Америке.

Постепенно, в XVIII–XIX веках, подсочка сосны распространилась по всем странам мира, и в настоящее время живица добывается везде, где имеются эксплуатационные запасы сосновых насаждений, кроме Канады и стран Скандинавского полуострова (низкая смолопродуктивность деревьев и короткий подсочный сезон, делают заготовку живицы не рентабельной).

В дореволюционной России примерно в середине XVIII в. в Вельском и Шенкурском уездах Архангельской губернии возник кустарный промысел под названием «вельская подсочка» (ныне известен как осмолоподсочка), дававший ежегодно до 1000 т низкосортной канифоли. Настоящее же подсочное производство в дореволюционной России отсутствовало. Этому отчасти мешало предубеждение чиновников лесного департамента, считавших подсочку нерентабельной и вредной для сосновых лесов в условиях России. Такого же мнения придерживались и зарубежные специалисты, считая русские леса не пригодными для промышленной подсочки. Развитие же промышленности непрерывно повышало спрос на продукты переработки живицы, а между тем Россия находилась в полной зависимости в этом вопросе от иностранных государств.

В 1892 г. выдающийся русский ученый-химик Д. И. Менделеев в труде «Толковый тариф», основываясь на исследованиях химического состава живицы русской сосны, проведенных Ф. М. Флавицким и В. В. Шкателовым, призывал создать подсочное производство в Рос­сии. По инициативе Д. И. Менделеева в Северную Америку командировали его ученика В. Е. Тищенко (впоследствии он стал академиком), который после возвращения в книге «Канифоль и скипидар» (1895 г.) дал глубокую характеристику американской канифольно-терпентинной промышленности и разработал пути развития этой отрасли в России. Инициатива Д. И. Менделеева и книга В. Е. Тищенко послужили толчком к проведению опытных работ по подсочке сосны на Кавказе, в Нижегородской, Томской и других губерниях. Однако из-за войны 1914—1918 гг. опытные работы по подсочке были прекращены.

Затем работы, которые носили вплоть до 1925 г. опытно-производственный характер, возобновились.

В 1919 –1920 г.г. – на Украине лесничим В. И. Седлецким под руководством проф. П. С. Пищемухи, акад. Е. Ф. Вотчала и проф. В. Д. Огиевского.

В 1922 г. на Урале опытную подсочку осуществлял И. И. Орлов.

В 1924 г. в районе Казани – проф. А. Е. Арбузов.

В 1923 г. в Архангельской губернии — В. И. Лебедев.

В 1925 г. в лесах Белоруссии — В. В. Шкателов. Проведенные опыты с убедительностью доказали эффективность подсочки в наших лесах и полностью опровергли доводы зарубежных специалистов о непригодности русской сосны для промышленной подсочки.

В 1925 г. на заседании Президиума Высшего Совета Народного Хозяйства (ВСНХ) под председательством Ф. Э. Дзержинского был решен вопрос об организации в нашей стране терпентинной промышленности. Практическое осуществление работ по организации терпентинного производства и его руководству возложили на трест «Русская смола», позднее реорганизованный в трест «Лесохим». Вновь созданная отрасль промышленности стала быстро развиваться, и уже в 1926 г. были получены первые 413 т живицы. Вскоре наша страна не только перестала закупать канифоль и скипидар, но и начала экспортировать продукты подсочного производства на мировой рынок.

В 1936 г. по объему производства СССР вышел на второе место в мире, опередив Францию, Португалию, Испанию, Мексику и другие страны с высокоразвитой терпентинной промышленностью. В эти годы наибольшее развитие получила подсочка в районах Поволжья, на Украине и в Белоруссии.

В годы Великой Отечественной войны объем добычи живицы сократился с 62 тыс. т до 29 тыс. т.

В послевоенные годы продолжали совершенствоваться техника и технология подсочного производства, расширились научно-иссле-довательские работы в области подсочки. Уже в 1949 г. добыча живицы по СССР достигла довоенного уровня и продолжала ежегодно наращивать темпы, особенно после освоения сырьевой базы подсочки в районах Урала и Сибири. В 1965 г. был достигнут самый высокий уровень добычи живицы за все годы существования подсочного производства – 198, 2 тыс. т, после чего он начал постепенно снижаться. После распада СССР добыча живицы значительно снизилась. Если в Беларуси в 1965 г. отмечался рекорд добычи живицы – 175 тыс. т., то в настоящее время заготавливается примерно 5–6 тыс. т. живицы. Ежегодный мировой объем добычи живицы составляет 670-700 тыс. т. Первое место в мире по добыче живицы занимает Китай. Из 100 видов сосны, в подсочку вовлечено примерно 20 видов. Первое место принадлежит сосне обыкновенной.

 

Физико-химическая характеристика живицы,

Скипидара, канифоли.

Живица – естественная смола – является продуктом жизнедеятельности растений. Выделившаяся на месте ранения, она представляет собой прозрачную, вязкую жидкость с характерным сосновым запахом. В большинстве случаев живица бесцветна или со слегка желтоватым оттенком, а у отдельных деревьев она имеет более интенсив­ную зеленовато-желтую окраску. На воздухе живица довольно быстро густеет, становясь похожей на засахарившийся мед. При длительном пребывании на воздухе твердеет и превращается в хрупкую массу, называемую баррасом.

Плотность живицы близка к единице. С водой живица смешивается плохо, но при перемешивании вода от нее отслаивается очень медленно и не полностью.

По химическому составу живица представляет собой смесь жидких терпеновых углеводородов, которые составляют летучую часть – скипидар (30-35%) и твердых изомерных смоляных кислот (65-70%) – канифоль. Скипидар на воздухе испаряется, поэтому в момент сбора живицы из приемников там его содержится от16 до 22%.

В основе терпеновых углеводородов лежит пятиугольное соединение изопрен с общей формулой (С ₅ Н ₈ ) _n. Терпеновые углеводороды подразделяются на:

1) монотерпены, или собственно терпены, с общей формулой С ₁₀ Н ₁₆, содержащие две изопреновые группировки; монотерпены составляют основную часть скипидара хвойных, а так же эфирных масел других растений;

2) сесквитерпены (С ₁₅ Н ₂₄ ) с тремя изопреновыми группировками; в живице хвойных пород их значительно меньше по сравнению с другими соединениями, но по числу ндивидуальных соединений это наиболее обширная группа терпеноидов. Сексвитерпеноидом является абсцизовая кислота;

3) дитерпены (С ₂₀ Н ₃₂ ) с четырьмя изопреновыми группировка­ми; смоляные кислоты являются производными дитерпенов и составляют основную часть канифоли, производными дитерпенов являются так же гиббериллины.

4) политерпены, содержащие более шести изопреновых группировок; это биополимеры, к ним относится каучук.

При переработке на канифольно-терпентиновых заводах живица освобождается от сора, затем производится ее разделение на основные виды продукции – скипидар и канифоль.

Скипидар. Общая формула С ₁₀ Н ₁₆ Очищенный скипидар – оптически деятельная бесцветная прозрачная жидкость с очень характерным запахом. Плотностью скипидара 0, 86 г/см ³, температура кипения 153–160°С. Он нерастворим в воде, но смешивается в любых соотношениях с рядом органических веществ, например с эфиром, бензином, солями жирных и смоляных кислот.

Скипидар представляет собой сложную смесь терпенов. По И. И. Бардышеву, в его состав входят следующие терпены:

α -пинен – 60–70%,

β -пинен – 6–8%,

Δ ³ -карен – 10–18%,

камфен – 2, %,

мирцен – 2, %,

лимонен – 3–4%,

остаток (высшие фракции) – 5–6%.

Терпены – жидкости с двойными связями, поэтому они способны присоединять по месту этих связей бром, хлористый водород и другие элементы. Важное свойство терпенов – способность окисляться кислородом воздуха. Окисляющиеся терпены могут восстанавливать кислород воздуха до озона, в результате чего воздух в сосновом лесу «озонируется», им легче дышать.

Состав терпенов не одинаков у различных хвойных пород. Более того, но и виды одного рода и даже один и тот же вид в меняющихся условиях произрастания по составу терпентинного масла неодинаковы. Например, в скипидаре сосны обыкновенной преобладают пиненовые фракции; скипидар итальянской и флоридской сосен состоит преимущественно из лимонена, скипидар американской сосны – на 85% из гептана, а терпены вообще отсутствуют.

Канифоль. Общая формула С ₂₀ Н ₃₀ О ₂. Канифоль представляет собой твердое, аморфное, хрупкое и прозрачное вещество с характерным раковистым изломом и стеклянным блеском. Цвет ее изменяется от светло-желтого или почти бесцветного до темного с рубиново-красным оттенком. По цвету канифоль делится на четыре группы: светлая, желтая, оранжевая и темная. Плотность ее немного больше 1, температура размягчения – 66–71 ^О С, плавления 150–220 ^О С, разложения около 300 ^О С. Канифоль хорошо растворяется в большинстве органических растворителей, не растворима в воде. При контакте с кислородом воздуха канифоль разлагается, поэтому, чтобы повысить стойкость к окислению, ее подвергают модификации. Пыль канифоли взрывоопасна.

В основе структурной формулы смоляных кислот содержится группировка из трех шестичленных колец, которая называется фенантреновой. Все смоляные кислоты являются ненасыщенными и различаются местом двойных связей.

Кроме того, смоляные кислоты неустойчивы, реакционно-спо-собны и при нагревании легко поддаются изомеризации. Смоляные кислоты, содержащиеся в живице, называют первичными, а измененные на воздухе или при ее обработке – вторичными. Канифоль состоит из смеси первичных и вторичных смоляных кислот.

Главный компонент сосновой живицы – левопимаровая кислота. При нагревании она изомеризуется и превращается в абиетиновую, поэтому в канифоли пимаровая кислота отсутствует, а абиетиновая преобладает. Кроме того, как в живице, так и в канифоли содержатся неоабиетиновая и палюстровая кислоты, а в канифоли – декстропимаровая и изопимаровая.

Существуют три источника получения канифоли:

– из живицы – живичная, она более светлая, самая качественная, температура размягчения – 65–69 ⁰ С.

– из пневого осмола и просмоленной в результате осмолопод-сочки древесины – экстракционная, качество ниже, более темная, температура размягчения – 48–54 ⁰ С.

– из черных щелоков, являющихся отходами сульфатно-цел-люлозного производства – талловая, самая низкая по качеству.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: