Влияние некондиционной древесины осины при варке бисульфитным способом на характеристики и выход целлюлозы
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-2-152-162Ключевые слова:
осина, сердцевинная гниль, бисульфитная целлюлоза, свойства целлюлозы, волокнистый полуфабрикатАннотация
В европейской части России преобладают смешанные хвойно-лиственные леса. Использование мягколиственных пород для производства целлюлозы позволяет восполнять дефицит лесных древесных ресурсов, в связи с чем в последние десятилетия наблюдается увеличение массы лиственной древесины в сырьевой базе целлюлозно-бумажной промышленности. Древесина лиственных пород подвержена воздействию дереворазрушающих грибов, что позволяет классифицировать ее как малоликвидную. До недавнего времени древесина лиственных пород, и в частности осины, считалась малопригодным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности. Поиск путей получения волокнистых полуфабрикатов из такой древесины и их применения в композиции различных видов бумаги и картона является актуальным направлением исследований и во многом определяет дальнейший научно-технический прогресс в целлюлозно-бумажной промышленности. Целью работы стало комплексное исследование влияния качества осиновой древесины на свойства бисульфитной целлюлозы высокого выхода, используемой для производства бумаги для гофрирования. Объект исследования – условно здоровая и пораженная трутовиком ложным осиновым древесина осины. Лабораторные варки осуществляли при гидромодуле 5:1; расходе SO2 15,0 %; рН варочного раствора 4,3…4,5, конечной температуре варки 165 °С, продолжительности стоянки 2 ч. Показано, что волокна целлюлозы из поврежденной древесины имеют сниженные геометрические размеры волокон. Прочность полученной целлюлозы сопоставляли с показателями качества лиственной полуцеллюлозы, используемой в производстве флютинга. Выявлено, что бисульфитная осиновая целлюлоза (в т. ч. с содержанием 20 % гнили) превосходит полуцеллюлозу по разрывной длине и сопротивлению продавливанию, но уступает по разрушающему усилию при сжатии кольца в поперечном направлении. Продемонстрировано, что максимально возможное содержание некондиционной древесины в композиции со здоровой осиновой древесиной, не вызывающее значительного снижения структурно-размерных и механических показателей качества полуфабриката, составило 10 %.
Благодарности: Исследование проведено в рамках госзадания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН с использованием оборудования ИТЦ «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» (САФУ).
Скачивания
Библиографические ссылки
Большова Н.И. Изменение химического состава древесины осины, пораженной грибом Phellinus tremulae (Bond.) Bond, et Boriss. // Микроорганизмы и низшие растения разрушители материалов и изделий: сб. М.: Наука, 1979. C. 168–173.
Bolshova N.I. Changes in the Chemical Composition of Aspen Wood Affected by the Fungus Phellinus tremulae (Bond.) Bond, et Boriss. Microorganisms and Lower Plants that Destroy Materials and Products. Moscow, Nauka Publ., 1979, pp. 168–173. (In Russ.).
Вакин А.Т., Полубояринов О.И., Соловьев В.А. Пороки древесины. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1980. 112 с.
Vakin A.T., Poluboyarinov O.I., Solovyov V.A. Wood Defects. Second Edition. Moscow, Lesnaya Promyshlennost’ Publ., 1980. 112 p. (In Russ.).
Дружинин Ф.Н., Парфенов И.С. Оценка эффективности хозяйственного воздействия на фаутную осину при лесовосстановлении // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы XVIII Междунар. науч.-техн. конф. Вологда: Вологодск. гос. ун-т, 2020. С. 36–38.
Druzhinin F.N., Parfenov I.S. Evaluation of the Effectiveness of Economic Impact on Faute Aspen during Reforestation. Actual Problems of Forest Complex Development: Proceedings of the XVIII International Scientific and Technical Conference. Vologda, Vologda State University Publ., 2020, pp. 36–38. (In Russ.).
Ершов Р.В., Ежов О.Н. Афиллофороидные грибы осины на северо-западе русской равнины. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2009. 124 с.
Ershov R.V., Ezhov O.N. Aphyllophoroid Aspen Fungi in the North-West of the Russian Plain. Arkhangelsk, IEPN of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2009. 124 p. (In Russ.).
Карабан А.А., Парамонов А.А., Севастьянова Ю.В., Медведев В.В., Скорнякова А.В., Третьяков С.В., Цветков И.В., Коптев С.В., Богданов А.П. Сравнительный анализ свойств целлюлозы, полученной из древесины ольхи серой и ивы древовидной // Journal of Agriculture and Environment. 2025. № 3(55). C. 1–17.
Karaban A.A., Paramonov A.A., Sevastyanova Yu.V., Medvedev V.V., Skornyakova A.V., Tretyakov S.V., Tsvetkov I.V., Koptev S.V., Bogdanov A.P. Comparative Analysis of the Properties of Pulp Obtained from Gray Alder and Willow Wood. Journal of Agriculture and Environment, 2025, no. 3(55), pp. 1–17. (In Russ.). https://doi.org/10.60797/JAE.2025.55.15
Коптев С.В., Васькин С.А., Севастьянова Ю.В., Поташев А.В., Медведев В.В. Свойства волокон древесины ели, пораженной гнилью // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2024. № 247. С. 264–277.
Koptev S.V., Vas’kin S.A., Sevastyanova Yu.V., Potashev A.V., Medvedev V.V. Properties of Spruce Wood Fibers Affected by Rot. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesnoy akademii = Proceedings of St. Petersburg Forestry Academy, 2024, no. 247, pp. 264–277. (In Russ.). https://doi.org/10.21266/2079-4304.2024.247.264-277
Михайлов Л.Е. Осина. М.: Агропромиздат, 1985. 72 с.
Mikhailov L.E. Aspen. Moscow, Agropromizdat, 1985. 72 p. (In Russ.).
Мутовина М.Г., Бондарева Т.А., Фадеев Б.А., Синчук А.В., Кирсанов В.А., Тюрин Е.Т., Евлахова Р.А., Волкова Г.П. Возможность успешной переработки смеси древесины хвойных и лиственных пород при оптимальных условиях делигнификации // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2011. № 7. С. 42–49.
Mutovina M.G., Bondareva T.A., Fadeev B.A., Sinchuk A.V., Kirsanov V.A., Tyurin E.T., Evlakhova R.A., Volkova G.P. The Possibility of Successful Processing of a Mixture of Coniferous and Deciduous Wood Under Optimal Conditions of Delignification. Tsellulosa. Bumaga. Karton = Pulp. Paper. Cardboard, 2011, no. 7, pp. 42–49. (In Russ.).
Поломарчук Д.А., Осовская И.И., Севастьянова Ю.В., Боголицын К.Г., Паршина А.Э., Богданович Н.И. Свойства композиционного материала на основе лиственной и водорослевой целлюлозы // Химия растит. сырья. 2025. № 1. С. 351–362.
Polomarchuk D.A., Osovskaya I.I., Sevastyanova Yu.V., Bogolitsyn K.G., Parshina A.E., Bogdanovich N.I. Properties of Composite Material Based on Deciduous and Algal Cellulose. Khimiya rastitel'nogo syr'ya = Chemistry of Plant Raw Material, 2025, no. 1, pp. 351–362. (In Russ.). https://doi.org/10.14258/jcprm.20250114679
Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. М.: Лесн. пром-сть, 1967. 276 с.
Ripachek V. Biology of Wood-Destroying Fungi. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1967. 276 p. (In Russ.).
Севастьянова Ю.В., Поташев А.В., Миловидова Л.А., Медведев В.В. Разработка режимов варки сульфитной и бисульфитной целлюлозы для производства картона и сравнение полученных полуфабрикатов с сульфатной целлюлозой высокого выхода // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2021. С. 297–302.
Sevastyanova Yu.V., Potashev A.V., Milovidova L.A., Medvedev V.V. Development of Cooking Modes of Sulfite and Bisulfite Pulp for the Production of Cardboard and Comparison of the Obtained Semi-Finished Products with Kraft Pulp of High Yield. Problems of Mechanics of Pulp and Paper Materials: Proceedings of the VI International Scientific and Technical Conference. Arkhangelsk, Northern (Arctic) Federal University Publ., 2021, pp. 297–302. (In Russ.).
Севастьянова Ю.В., Топтунов Е.А., Щербак Н.В., Солнцев П.В. Определение математической зависимости плотности черного щелока от содержания сухих веществ (хвойная ЦВВ) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 192–200.
Sevastyanova Yu.V., Toptunov E.A., Shcherbak N.V., Solntsev P.V. Determination of the Mathematical Dependence of the Density of Black Liquor on the Content of Dry Substances (Softwood Pulp of High Yield). Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2021, no. 1, pp. 192–200. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-1-192-200
Фаустова Н.М. Химический состав коры и древесины осины (Pópulus trémula): автореф. дис. … канд. хим. наук. СПб., 2005. 20 с.
Faustova N.M. Chemical Composition of Aspen Bark and Wood (Populus tremula): Cand. Chem. Sci. Diss. Abs. Saint Petersburg, 2005. 20 p. (In Russ.).
Чернов В.И. Формирование хозяйственно-ценных насаждений осины (Populus tremula L.) в лесах республики Татарстан: дис. ... канд. с.-х. наук. Уфа, 2015. 223 с.
Chernov V.I. Formation of Economically Valuable Stands of Aspen (Populus tremula L.) in the Forests of the Republic of Tatarstan: Cand. Agric. Sci. Diss. Ufa, 2015. 223 p. (In Russ.).
Чураков Б.П., Замалдинов И.Т., Чураков Р.А. Влияние сердцевинной гнили на продукцию древостоев осины разных форм // Изв. вузов. Лесн. журн. 2015. № 4. С. 30–43.
Churakov B.P., Zamaldinov I.T., Churakov R.A. The Influence of Core Rot on the Production of Aspen Stands of Various Forms. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2015, no. 4, pp. 30–43. (In Russ.).
Angelstam P., Kuuluvainen Т. Boreal Forests Disturbance Regimes, Successional Dynamics and Landscape Structures – a European Perspective. Ecological Bulletins, 1994, vol. 51, pp. 117–136.
Bjorkman E., Forssblad L., Malm E. The Use of Decayed Wood From Some Conifers and Broadleaf Trees for Chemical Pulping Purposes. Studia Forestalia Suecica, 1964, no. 20, pp. 2–68.
Dorland R.M., Leask R.A., Mckinney J.W. Pulp Production With Sodium Bisulfite: The Cooking of Spruce. Pulp and Paper Journal, 1958, no. 10, pp. 236–237.
Goodell B., Qian Y., Jellison J. Fungal Decay of Wood: Soft Rot – Brown Rot – White Rot. ACS Symposium Series, 2008, vol. 982, pp. 9–31. https://doi.org/10.1021/bk-2008-0982.ch002
Karlsson H. Fiber Guide. Fiber Analysis and Process Applications in the Pulp and Paper Industry. Kista, AB Lorentzen & Wettre, 2006. 120 p.
Rayner A.D.M., Boddy L. Fungal Decomposition of Wood: Its Biology and Ecology. Wiley. 1988. 587 р.
Yorston F.N. Studies on Sulfite Pulping. Dominion Forest Service Bulletin, 1942, no. 97, pp. 20–29.
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Красикова А.А., Гусакова М.А., Севастьянова Ю.В., Пустынная М.А., Слобода А.А., Боголицын К.Г.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
