Дубильные вещества в ели

ЕЛЬ, Picea excelsa Link. Кора ели давно известна в кустарно-промысловом обиходе как посредственный дубильный материал, у северных народовв Швеции, Норвегии, России, отчасти в Германии и Венгрии; однако, начало ее заводского использования на дубильный экстракт относится всего лишь к концу прошлого столетия (Венгрия). Дубящие свойства с 1 ели не так низки, как это обычно принято думать (Поварнин: „Еловая кора— материал третьесортный...") на основании многолетнего опыта кустарей Севера, обставлявшегося крайне примитивными техническими приемами. Кора ели неплохо дубит и подошву, и полувал, и шорные ассортименты, и кипе, давая ровное и характерное „лицо". Кустари варили из коры экстракт или же пользовали кору непосредственно в дубильных чанах.
Недостатком чистого елового дубления является его крайняя медлительность, почему экстракты ели почти никогда не употребляются в чистом виде, а в смеси с другими в составе дубильных букетов (квебрахо, акации и др.). Стоимость экстрактов из коры ели в переводе на чистые ТН не ниже лучших мировых дубителей, и спрос на них на мировом рынке обеспечен прочно, почти в неограниченных размерах. В этом отношении за нами все преимущества; мы располагаем такой сырьевой базой, какой не встретить ни в одной стране.
Эти особенности, а также исключительные реальные количественные возможности в сборе еловой коры должны привлечь особое внимание хозяйственных и научных организаций.

К устранению тех препятствий, какие ныне являются тормозом к развертыванию строительства экстрактовых заводов на коре ели.
Исследования количеств дубящих веществ у различных разновидностей ели пока что не привели к каким-либо определенным выводам; повидимому, характер естественно-исторических условий произрастания дает себя знать в содержании дубящих веществ значительно чувствительней, чем все другие условия, конечно исключая возраст и степень заражения теми или другими вредителями.
Содержание дубящих и недубящих веществ в коре ели (Picea excelsa) из разных стран выражается в следующих количествах: Кора ели из разных районов России содержит в среднем 7—12%, причем до сих пор не удавалось подметить какой- либо закономерности колебаний в пределах этой амплитуды в зависимости от района взятия пробы для анализа. Из приведенной сводки видим, что кора ели из России содержит значительно меньше дубящих веществ, чем кора из других стран и что их процент от общего количества химических веществ, перешедших в экстракт, в отечественной коре на много ниже, чем в коре из других стран.
Отметим здесь же, что в литературе по отечественным дубителям имеются явно преувеличенные утверждения о таннидности отечественной ели— Picea excelsa (Поварнин-Саишников 15,5%, при 14,5% Н20). Тем не менее, неисчерпаемые сырьевые возможности, сравнительная легкость собирания корья, открытие способа облагораживания экстракта (Якимов П. А.), установление приемов получения сухого экстракта, позволяют нашей стране в кратчайшие сроки выйти на мировой рынок с дешевым дубильным еловым экстрактом, имея в первую очередь в виду лимитрофы, затем страны, владеющие колониями и снабжающиеся такими материалами, как квебрахо, мимоза, мангрове и др.
Изменения таннидности в зависимости от возраста и условий произрастания изучал Аникин. Приводим полученные им данные (округленно до 0,5%): Как видим, приводимая сводка дает основание делать вывод, что с ухудшением условий произрастания, таннидность заметно повышается во всех классах возраста. Вопрос этот все же нельзя считать разрешенным; понятие бонитета учитывает у растения лишь некоторую сумму количественных признаков безотносительно к конкретным условиям произрастания, какие при бонитировке обычно не принимаются в расчет, или принимаются в общем, обобщенном виде. Между тем, совсем не исключено, что фактор пониженной таннидности может зависеть в большей степени от таких природных условий или их совокупности, какие обусловливают повышенный прирост древесной массы, и наоборот.
Количество внесенного удобрения под чай или высокое плодородие почвы, как это выяснено, вовсе еще не обеспечивают повышение в его листьях таннидности.
Бедность п )чв и суровые условия климата в северных условиях не всегда обусловливают повышенное содержание смол. Уяснение процессов таннидонакопления в большей мере зависит от приведения в известность конкретных условий произрастания того дерева, какое взято в качестве модели для исследования, и в первую очередь необходимо отметить следующие условия при взятии пробы: 1) качество и характер почвы, 2) рельеф и особенности водного режима почвы; 3) возраст модели; 4) полнота насаждений и сомкнутость; 5) место кроны в пологе насаждений.
В противоположность показателям предыдущей сводки, возрастная характеристика таннидности коры имеет отчетливые выражения зависимости тех или других показателей от возраста: Количество дубящих веществ выражено максимумом в 3-м классе возраста; то же относится и к доброкачественности. Кора с деревьев 20-40-летнего возраста содержит больше дубящих веществ, чем старая кора, хотя ее доброкачественность и ниже. В связи с этим мы полагаем, что предел возраста используемой коры должен быть ограничен 20—110 годами; этими пределами экономическая рентабельность собирания коры ели сомнительна, в особенности старой коры с комлевой части дерева, трудно поддающейся сниманию и транспортабельной упаковке.
Время сбора коры не имеет существенного влияния на содержание дубящих веществ и на доброкачественность сырья. Сравнительно небольшое повышение таннидности наблюдается на сборах за апрель—а вгуст месяцы, с понижением в марте, октябре и ноябре месяцах.
Анализы проб, взятых в более или менее идентичных условиях климата, возраста, рельефа и сомкнутости насаждений на разных почвах, дали следующие результаты (среднее из массовых анализов моделей): Два последние типа почв характеризуются близкими показателями; болотные почвы дают кору с лучшим соотношением лубящих веществ и не дубящих, при более низком содержании абсолютного количества таннидов.
Содержание дубящих веществ в коре ели по длине ствола может быть характеризовано следующими результатами анализов коры, снятой с моделей, взятых в столько же идентичных условиях:
1. 4-й класс возраста, 9 моделей; количество анализов — 27. 2. 5-й класс возраста, 6 моделей; количество анализов—18. Как видим, и в том и в другом случае имеет место определенная закономерность: кора с комля содержит меньше дубящих веществ, чем кора с средней части ствола, с лучшим отношением таннидов к нетаннидам; доброкачественность экстракта понижается от комля к вершине.
Наружная пробковая часть коры содержит 4—5%, лубяная, внутренняя часть 5—17% дубящих веществ. Повышенная доброкачественность в коре с комлевой части дерева при пониженной таннидности находит объяснение в переходе части таннидов в нерастворимое состояние вследствие окисления, в вымывающем действии атмосферных осадков на танниды из опробковевшей ткани и в разложении дубящих веществ грибковыми вредителями. Значительное уменьшение количества недубящих веществ в коре с комля имеет место в связи с более легкой растворимостью их в атмосферных осадках и разложимостью их вредителями сравнительно с дубильными вещестзами.
Дубильные вещества коры ели быстро разлагаются грибковыми вредителями, в особенности плесневыми, почему необходимо соблюдать тщательность при сушке заготовленного для экстракции корья.
При массовых заготовках сушку коры следует производить на открытом воздухе, лучше всего расставляя снятые полосы шалашиками и притом так, чтобы лубяная сторона была обращена внутрь. Под действием солнечного света происходит частичный переход дубильных веществ в нерастворимое состояние, в особенности при непосредственном действии солнечных лучей на лубяную - сторону, хотя это обстоятельство, повидимому, не может служит препятствием к сушке коры на открытых площадках при больших партиях и размерах заготовок. Кора со сплавной древесины, как это ни странно, теряет сравнительно немного дубящих веществ (2—5%), если срок пребывания в воде ограничен 11/г» 2 и даже 3 месяцами. Это обстоятельство объясняется сравнительно трудной растворимостью дубящих веществ в холодной воде; в таких условиях в раствор переходит значительная часть недубящих веществ, благодаря чему экстракт из такой коры имеет более благоприятное отношение таннидов к нетаннидам (Д—60—70%); на этом, между прочим, основано и заводское облагораживание коры. Данный факт показывает, что не всегда лабораторные изыскания могут быть обобщены без проверки на производственную действительность; до сих пор технологи считают, что дубящие вещества ели на 70—80% растворяются на холоде, тогда как трехмесячное пребывание в холодной воде при сплаве леса не влечет выщелачивания даже и 50% дубящих веществ.
Химическая природа дубящих веществ коры ели, как и других хвойных пород, исследована весьма слабо; установлено, что часть их образуется в условиях аналогичных с условиями образования крахмала в зеленых частях растения. Расщепление дубящего вещества ели дает глюкозу, галловую кислоту, эфирные масла и пирокатехиновые вещества.
Прессованный отброс экстрактового производства отдубина— может быть использован как изоляционный материал для жилых построек легкого типа, как дешевый суррогат пробки, кошмы, войлочного картона.
Использование еловой коры привлекало до сих пор незаслуженно мало внимания со стороны хозяйственных и научных организаций. Между тем, в таких странах как Швеция и Норвегия проблема использования коры ели повлекла частичную перестройку в организации всего лесного хозяйства в направлении к приспособлению сроков и условий заготовки леса к процессу сбора коры. Дело в том, что, хотя сбор коры дает благоприятный результат в течении круглого года, приведение ее в транспортабельное состояние в зимнее и осеннее время практически пока неосуществимо в крупных масштабах, по- сколько до сих пор не установлены рентабельные способы искусственной сушки. Поэтому сбор коры должен быть приурочен к весеннему и отчасти летнему периоду. Есть указания, что без ущерба для качества древесины, снятие коры возможно производить весной и с растущей древесины, поступающей в рубку в том же году осенью или зимой.
Как было отмечено, экстракт из коры ели в настоящее время не употребляется для дубления в чистом виде и обычно участвует в дубильном букете в количествах, уступающих другим дубителям, что объясняется его особенностями, отмеченными выше. Усилиями советских химиков и технологов за последние годы достигнуты исключительные результаты в деле облагораживания дубильных экстрактов и, главным образом, в части их обессахаривания. Якимову принадлежит открытие этой возможности в широких заводских условиях. Сущность процесса облагораживания крайне проста: перед экстракцией еловая кора поступает в особых ящиках со сквозными стенками в бассейны с проточной водой, вымывающей легко растворимые сравнительно с ТН сахара и отчасти другие недубящие вещества.
Продолжительность экстракции недубящих веществ, при слабом токе воды и температуре 5°—20° С около 8 часов. Вслед за способом Якимова были разработаны и другие. В результате этих достижений, доброкачественность еловых экстрактов приближается к дубовым и, следовательно, теперь нет серьезных оснований и оправданий медлительному развитию экстрактовой промышленности с переработкой еловой коры. Облагораживание этих экстрактов сохранило в основном все их достоинства, уменьшив значительную часть недостатков. Дальнейшие успехи в этом направлении могут повлечь настоящий переворот в снабжении нашей кожевенной промышленности дубильными материалами.
При сравнительно высокой стоимости сухого кондиционного корья, дешевизна экстракта из ели зависит в решающей степени от размера капитальных вкладов на сооружение заводов и стоимости эксплоатационных расходов. Поэтому строительство экстрактовых заводов имеет единственный или почти единственный способ удешевления экстракта, заключающийся в их комбинировании с предприятиями по использованию древесины ели, что, к тому же, значительно сократило бы затраты на транспортирование коры к заводу. Сясьский бумажно-целлюлозный комбинат, Окуловская бумажная фабрика, Нижегородский бумажно-целлюлозный комбинат (Балахна), фабрика „Сокол" (Вологодского района), Лесопильный завод при ст. Шалакуша (б. Вологодской губернии), Уральские промыслы по углежжению, Кондопожская бумажная фабрика— все эти предприятия, использующие в качестве сырья главным образом древесину ели, с гужевой и короткосплавной доставкой, могут без каких-либо затруднений обслуживать своими энергетическими установками вновь выстроенные при них дубильно- экстрактовые цеха. В условиях работы этих строек кора ели является не только бесполезным, но и вредным спутником древесины. В производственном процессе экстрактовых цехов может быть при этом использован отработанный пар, электромеханическая энергия, а на бумажно-целлюлозных строительствах и сульфит-целлюлозные щелока, являющиеся вредным отбросом при выработке бумаги и целлюлозы, отравляющим реки, озера и т. п.
Комбинирование бумажной и экстрактовой промышленности, кроме того, позволяет осуществить открытый и разработанный в деталях еще во время войны 1914—1918 гг. в Германии способ механизированного окаривания балансов (Гючев), дающий чистое корье без щепы и мусора в течений круглого сода.
При каждом из перечисленных комбинатов производственная мощность экстрактовых цехов может быть ориентировочно определена в 1.500 — 2.500 т таннидов в год и выше.