Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 9 августа, печатный экземпляр отправим 13 августа
Опубликовать статью

Молодой учёный

Об использовании стимуляторов смоловыделения на подсочке леса

Технические науки
10.01.2017
1017
Поделиться
Библиографическое описание
Яргин, С. В. Об использовании стимуляторов смоловыделения на подсочке леса / С. В. Яргин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 2 (136). — С. 218-221. — URL: https://moluch.ru/archive/136/37981/.


К разрешенным для использования на подсочке леса стимуляторам смоловыделения относятся раствор серной кислоты и неагрессивные стимуляторы, не содержащие кислот и щелочей: сульфитно-дрожжевая барда и бражка (побочные продукты производства целлюлозы), спиртовая барда (отход производства гидролизного спирта), экстракт кормовых дрожжей и др. Кислота разъедает стенки смоляных ходов, но неагрессивные стимуляторы таким свойством не обладают. Предполагается, что нанесение на свежий срез (подновку) барды или других неагрессивных стимуляторов повышает выход живицы [1,2], однако физиологический механизм стимуляции неясен. Без ссылок на литературу утверждалось, что стимуляторы усиливают синтез органических веществ [3], что непонятно ввиду местного характера воздействия стимуляторов. Сообщалось, что лигносульфонаты (побочные продукты сульфитного производства целлюлозы) и другие стимуляторы снижают вязкость живицы. Механизм этого эффекта также непонятен; его можно проверить в лаборатории с помощью вискозиметрии. Подобных исследований в литературе найти не удалось. Вместе с тем отмечалось, что примесь лигносульфонатов неблагоприятно сказывается на обработке живицы: повышает устойчивость эмульсии терпентин-вода, нарушает процесс отстаивания живицы с увеличением ее потерь с отстойной водой. Приходилось добавлять деэмульгатор (катамин), который, в свою очередь, затрудняет переработку живицы и отрицательно влияет на качество канифоли. Продукт взаимодействия катамина с лигносульфонатами обладает клеящими свойствами, вследствие чего сор оседает на стенках отстойников и трубопроводов. Примеси к канифоли ухудшают ее потребительские свойства [3,4]. Все это было установлено в ходе научных исследований, которые не получили необходимого продолжения, тогда как последний номер журнала «Лесохимия и подсочка» [5–7] вышел в 1989 году.

До 1971 года, когда сульфитно-дрожжевая барда не использовалась, отечественные канифоль и скипидар не уступали по качеству зарубежным. Позже качество ухудшилось, а себестоимость возросла [4]. Сообщалось, что при концентрации стимуляторов в живице свыше 0,05 % создаются трудности при ее переработке [3], однако столь низкий процент вызывает сомнение. Достоверность некоторых сообщений об эффективности неагрессивных стимуляторов также сомнительна. Например, выделение живицы в динамике при подсочке с настоем кормовых дрожжей не отличалось от такового при подсочке без стимуляторов, но различные добавки к настою дрожжей (пирамин, эуфиллин, сульфат аммония, сульфат меди, краситель желтый «Янтарь» и др.) якобы увеличивали продолжительность смоловыделения после подновки более, чем на сутки [5]. По предположению автора, сульфитно-дрожжевая и спиртовая барда, экстракты и настои кормовых дрожжей, кукурузный экстракт и пр. [1,2] в подсочном промысле неэффективны. Эти жидкости содержат преимущественно углеводы; трудно представить себе, каким образом их местное нанесение может усиливать смоловыделение. По-видимому, авторитетное руководство других отраслей сбывало свои отходы в подсочное хозяйство, а некоторые публикации этому содействовали. При использовании неэффективных стимуляторов механизмы дозирования только утяжеляют хак и затрудняют работу вздымщика.

В монографии [8] отмечалось, что лигно-сульфатные отходы производства целлюлозы (ligno-sulphate waste products) и сульфитно-дрожжевая барда (sulphite alcohol-spent liquor) использовались в бывшем СССР; другие страны в этой связи не упоминаются [8]. В странах Европы, Америки и Азии применяется главным образом серная кислота в виде 50 % раствора или в составе пасты, а также смесь серной и азотной кислот, лесохимическая уксусная кислота, соляная кислота с оксидом кальция или магния [8–13]. Испытывались различные соли в. ч. сульфаты меди, цинка и магния, фосфат калия и натрия, хлорид бария и цинка, а также хлорная известь в виде пасты в т. ч. с добавкой глюкозы и др. Сообщалось также, что инокуляция (нанесение на свежий срез) определенных грибковых культур (P. palustris и др.) временно повышает смоловыделение [8]. Подсочка без стимуляторов по методу Гуга (Hugues) применяется во Франции и Испании [8]. Методы подсочки различны, однако по литературе и опубликованным фотографиям складывается впечатление, что за рубежом карры в среднем уже, нагрузка деревьев каррами меньше, а длительность подсочки — больше, чем у нас. В Португалии автор видел сосны с узкими каррами. Следует также отметить тенденцию к уменьшению глубины резки [14,15].

В барду негласно добавляли каустик (едкий натр), что увеличивало выход живицы. Сухой каустик вздымщикам продавали некоторые мастера. Концентрация каустика в рабочем растворе была высокой. При этом вздымщики использовали хак, предназначенный для работы с неагрессивными стимуляторами. При работе с каустиком брызги щелочи могут попадать вздымщику в глаза; с автором это случалось неоднократно. Необходимо иметь при себе фляжку с водой для промывания глаз. Каустик редко упоминают в литературе среди стимуляторов смоловыделения; в монографии [8] говорится, что NaOH и KOH с данной целью испытывались. В некоторых отечественных публикациях сообщалось об использовании барды с добавкой каустика, но рекомендованная концентрация каустика была низкой — 0,5 % [6]. Сообщалось также об использовании рабочих растворов с массовой долей каустика 4 % [1,2,6], причем было отмечено повышение выхода живицы [6]. Вместе с тем, отмечались отрицательные последствия подсочки с каустиком для жизнедеятельности деревьев и переработки живицы. Широкое использование концентрированного раствора каустика в подсочном промысле может способствовать преждевременной гибели леса, который затем иногда гниет на корню или сгорает. Согласно недавнему изданию [16], сосновая живица высшего сорта вообще не должна содержать NaOH; массовая доля каустика в живице 1–3 сортов не должна превышать 0,03 %. Еще одна упоминаемая в литературе причина снижения качества — это хранение живицы в металлической таре, не имеющей антикоррозионного покрытия (железные бочки) [7].

Помимо жителей с документами и регистрацией, в населенных пунктах и на времянках в тайге жили граждане без документов, именуемые сибирскими бичами; они работали на подсочном промысле и других работах. Злоупотребление алкоголем иногда сопровождалось нарушениями техники безопасности, травматизмом, потерями рабочего времени. При этом нужно отметить, что многие вздымщики, сборщики и мастера алкоголь не употребляли. Отношение общества к сибирским бичам не всегда было гуманным. Во время антиалкогольной кампании отмечалась массовая продажа суррогатов. Отравления поддельной водкой и другой алкогольной продукцией продолжаются по сей день [17]. Автору приходилось наблюдать бичей зимой на улицах Красноярска. Государство должно заботиться о бичах, как и вообще о бездомных лицах, обеспечить их ночлежными домами и общежитиями; им нужно помочь получить документы и жилье. В условиях меняющегося этнического состава населения Сибири и Дальнего Востока [18], негуманное отношение к бичам подрывает национальное единство. Необходим также контроль качества продаваемой алкогольной продукции, изъятие из продажи продаваемых под видом водки и других напитков суррогатов и подделок, содержащих технический спирт [17].

Летом 1988 года антиалкогольная кампания еще была в действии, местные жители потребляли содержащую пропанол жидкость для мойки окон, наблюдались отравления. Автор и Д. работали вздымщиками на разных участках (Рис. 1) [19]. Не обладая достаточным опытом, Д. не дотягивал подновку до ремня, заворачивал срез наверх, что могло затруднить резку сосен в будущем. Выход живицы на его участке был низким. Брак был замечен мастером к концу сезона. Это свидетельствует о важности профессиональной подготовки вздымщиков: случайные люди на этой работе могут портить лес. Важна также профессиональная этика (как говорили в то время — рабочая совесть): в 1980 году другой вздымщик из Москвы не справился с работой в высоком лесу (т. е., с высоко расположенными каррами), заявил об этом и уехал.

Рис. 1. Справка о работе в качестве вздымщика. Фактически работали дольше

В заключение, необходима экспериментальная проверка в лабораторных и природных условиях используемых в качестве стимуляторов смоловыделения сульфитно-дрожжевой и спиртовой барды, экстракта кормовых дрожжей, а также каустика. В лаборатории можно исследовать влияние реагентов на вязкость живицы; при этом концентрация стимулятора должна быть сравнимой с таковой на карре. От использования неэффективных реагентов следует отказаться. Что касается каустика, то с учетом экспериментальных данных нужно или запретить его использование, или определить оптимальную рабочую концентрацию. Однако применяемую в лесу концентрацию каустика трудно контролировать; представляется вероятным, что она будет превышаться. Решение по использованию каустика необходимо претворить в жизнь — многие годы каустик применялся вопреки запрету. Если использование каустика будет разрешено, потребуется пересмотр техники безопасности и конструкции хака, в первую очередь, с целью предотвращения попадания брызг щелочи в глаза вздымщика. В эксперименте можно сравнить эффективность чистой щелочи и часто используемой смеси барда-каустик. Представляется перспективным использование селекции и генной инженерии с целью создания культурных сортов сосны с повышенной смолопродуктивностью. За рубежом проводились соответствующие селекционные работы [20]. По мнению автора, подсочный промысел желательно переводить из тайги на лесопосадки (плантации), что будет способствовать сохранению растительного и животного мира тайги.

Литература:

  1. Тагильцев Ю. Г. Выводцев Н. В., Колесникова Р. Д. Подсочка хвойных и лиственных пород. Хабаровск: Тихоокеанский гос. ун-т, 2010.
  2. Ключников Л. Ю., Волков С. Н. Подсочка леса. Москва: Московский гос. ун-т леса, 2009.
  3. Выродов В. А. Канифольно-терпентиннное производство. Ленинградская лесотехн. акад., 1982.
  4. Бронникова Г. В., Падерин В. Я., Поляков П. П., Радбиль Б. А. Технология переработки сосновой живицы, добытой с концентратами сульфитно-дрожжевой бражки. Москва: ВНИПИЭИлеспром, 1978.
  5. Лунева Т. В. Изучение суточной динамики смоловыделения при подсочке со стимуляторами. Лесохимия и подсочка 1988, № 3, стр. 8–9.
  6. Коростелев А. С., Дрочнев Я. Г., Перелюбский М. В. Использование на подсочке леса стимулирующих композиций, содержащих каустик. Лесохимия и подсочка 1987, № 2, стр. 10–11.
  7. Богданов П. Е. Снижение качества канифоли при переработке живицы, добытой с использованием неразрешенных стимуляторов. Лесохимия и подсочка 1988, № 5, стр. 9–10.
  8. Panda H. Handbook on oleoresin and pine chemicals. Delhi: Asia Pacific Business Press, 2008.
  9. Гордеев А. В. Подсочка сосновых насаждений в зарубежных странах. Москва, 1965.
  10. Nogueira Füller T.N, de Lima J. С., de Costa F., da Silva Rodrigues-Corrêa K. C., Fett-Neto A. G. Stimulant paste preparation and bark streak tapping technique for pine oleoresin extraction. Methods Mol Biol. 2016;1405:19–26.
  11. da Silva Rodrigues-Corrêa K. C., Fett-Neto A. G. Seasonality and chemical elicitation of defense oleoresin production in field-grown slash pine under subtropical climate. Theoretical and Experimental Plant Physiology 2013;25(1):56–61.
  12. Sukadaryati. Strategies of eco-friendly stimulant use policy in Perum Perhutani, Indonesia. Agriculture, Forestry and Fisheries 2014;3(4):240–248.
  13. Spanos K., Gaitanis D., Spanos I. Resin production in natural Aleppo pine stands in northern Evia, Greece. Web Ecology 2010;10: 38–43.
  14. Harrington T. A. Production of Oleoresin from Southern Pine Trees. Forest Products J 1969;19(6):31–36.
  15. Грязькин А. В., Евдокимов А. М., Егоренков М. А. Подсочка и побочное пользование лесом. Москва: Экология, 1993.
  16. Богданович Н. И., Владимирова Т. М., Кутакова Н. А., Третьяков С. И. Контроль и управление качеством лесохимической продукцию Архангельск: ИПЦ САФУ, 2013.
  17. Яргин С. В. Алкоголь в России: 1970–2015 годы. Молодой ученый. 2015, № 18, стр. 323–330.
  18. Демографическое развитие российского Дальнего Востока. Серия демография, социология, экономика. Т. 2, № 1. Москва, РАН, 2016, стр. 19–31.
  19. Jargin S. V. Nuclear facilities and nuclear weapons as a guarantee of peace. J Def Manag 2016;6:146.
  20. Экспресс-информация. Современная технология добычи живицы в странах — членах СЭВ. Минск: БелНИИНТИ, 1977.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №2 (136) январь 2017 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 218-221):
Часть 2 (cтр. 125-243)
Расположение в файле:
стр. 125стр. 218-221стр. 243

Молодой учёный