0536-1036 Известия высших учебных заведений. Лесной журнал Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal) ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» 10.37482/0536-1036-2026-2-152-162 https://journals.narfu.ru/index.php/fj/article/view/2571 Технология химической переработки древесины и производство древесно-полимерных композитов TECHNOLOGY OF CHEMICAL WOOD PROCESSING AND PRODUCTION OF WOOD-POLYMER COMPOSITES Влияние некондиционной древесины осины при варке бисульфитным способом на характеристики и выход целлюлозы Effect of Substandard Aspen Wood Addition During Bisulfite Cooking on Pulp Characteristics and Yield Красикова А.А. Красикова А.А. Krasikova Anna A. ann.krasikova@gmail.com 0000-0001-6040-2026 AAH-5816-2020 Гусакова М.А. Гусакова М.А. Gusakova Maria A. mariya_gusakova@mail.ru 0000-0002-2937-2604 AAB-5528-2019 Севастьянова Ю.В. Севастьянова Ю.В. Sevastyanova Yulia V. y-sevastyanova@yandex.ru 0000-0002-1806-9052 ABE-4746-2020 Пустынная М.А. Пустынная М.А. Pustynnaya Maria A. mpustynnaa@gmail.com 0000-0003-0036-9388 AAC-3225-2022 Слобода А.А. Слобода А.А. Sloboda Anatoliy A. sloboda.iepn@yandex.ru 0000-0002-1415-9050 AAL-3955-2021 Боголицын К.Г. Боголицын К.Г. Bogolitsyn Konstantin G. k.bogolitsin@narfu.ru 0000-0002-4055-0483 AAA-6432-2019 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, просп. Никольский, д. 20, г. Архангельск, Россия, 163020 (Архангельск, Россия) N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, prosp. Nikolskiy, 20, Arkhangelsk, Russian Federation, 163020 (Arkhangelsk, Russian Federation) Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, просп. Никольский, д. 20, г. Архангельск, Россия, 163020; Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002 (Архангельск, Россия) N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, prosp. Nikolskiy, 20, Arkhangelsk, Russian Federation, 163020; Northern (Arctic) Federal University, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, Russian Federation, 163002 (Arkhangelsk, Russian Federation) Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, просп. Никольский, д. 20, г. Архангельск, Россия, 163020; Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002 (Архангельск, Россия) N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, prosp. Nikolskiy, 20, Arkhangelsk, Russian Federation, 163020; Northern (Arctic) Federal University, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, Russian Federation, 163002 (Arkhangelsk, Russian Federation) 13 04 2026 2026 2 152 162 14 04 2026 14 04 2026 14 04 2026 © Красикова А.А., Гусакова М.А., Севастьянова Ю.В., Пустынная М.А., Слобода А.А., Боголицын К.Г., 2026 2026 Красикова А.А., Гусакова М.А., Севастьянова Ю.В., Пустынная М.А., Слобода А.А., Боголицын К.Г. Krasikova A.A., Gusakova M.A., Sevastyanova Yu.V., Pustynnaya M.A., Sloboda A.A., Bogolitsyn K.G. CC BY 4.0 https://journals.narfu.ru/index.php/fj/article/view/2571

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).

The European part of Russia is dominated by mixed coniferous and deciduous forests. The use of soft-leaved species for pulp production makes it possible to fill the shortage of available forest wood resources, and in recent decades there has been an increase in the share of hardwood in the raw material base of the pulp and paper industry. Hardwood is susceptible to wood-destroying fungi, which makes it possible to classify it as low-quality raw material. Until recently, hardwood, and aspen in particular, was considered an unsuitable raw material for the pulp and paper industry. Research on the production of fibrous semi-pulp products from such wood and their use in the composition of various types of paper and cardboard is relevant and largely determines further scientific and technological progress in the pulp and paper industry. The aim of the work is a comprehensive study of the effect of aspen wood quality on the properties of high-yield bisulfite pulp used for the production of corrugating medium. The object of the study was a conditionally healthy aspen wood and wood affected by false tinder fungus (Phellinus tremulae). Laboratory cooking was carried out under the following conditions: liquor-to-wood ratio 5:1; SO2 consumption 15.0 %; cooking solution pH 4.3...4.5, final cooking temperature 165 °C, and cooking duration at the final temperature of 2.0 hours. It is shown that the structural and morphological characteristics of pulp fibers from decayed wood have specific features, expressed in a decrease in the geometric dimensions of the fibers. The strength characteristics of the obtained cellulose were compared with the quality indicators of hardwood semi-pulp used in the production of fluting. It was found that bisulfite aspen pulp (including pulp with 20 % rot content) is superior to semi-pulp in terms of breaking length and bursting strength, but inferior in terms of ring crush resistance. The paper demonstrates that the maximum possible content of substandard wood in a composition with healthy aspen wood, which does not cause a significant decrease in the structural, dimensional and mechanical quality of the semi-finished product, is 10 %.

 Ключевые слова осина сердцевинная гниль бисульфитная целлюлоза свойства целлюлозы волокнистый полуфабрикат Keywords aspen core rot bisulfite pulp pulp properties fibrous semi-finished product Исследование проведено в рамках госзадания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН с использованием оборудования ИТЦ «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» (САФУ). The research was carried out within the framework of the state assignment of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences using the equipment of Engineering-Technological Center "Modern technologies for processing of bioresources of the North" (NArFU). 1. 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. 2. Вакин А.Т., Полубояринов О.И., Соловьев В.А. Пороки древесины. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1980. 112 с. 3. 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. 4. Ершов Р.В., Ежов О.Н. Афиллофороидные грибы осины на северо-западе русской равнины. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2009. 124 с. 5. 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. https://doi.org/10.60797/JAE.2025.55.15 6. 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. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2024.247.264-277 7. Михайлов Л.Е. Осина. М.: Агропромиздат, 1985. 72 с. 8. 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. 9. 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. https://doi.org/10.14258/jcprm.20250114679 10. Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. М.: Лесн. пром-сть, 1967. 276 с. 11. 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. 12. 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. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-1-192-200 13. Фаустова Н.М. Химический состав коры и древесины осины (Pópulus trémula): автореф. дис. … канд. хим. наук. СПб., 2005. 20 с. 14. Чернов В.И. Формирование хозяйственно-ценных насаждений осины (Populus tremula L.) в лесах республики Татарстан: дис. ... канд. с.-х. наук. Уфа, 2015. 223 с. 15. 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. 16. Angelstam P., Kuuluvainen Т. Boreal Forests Disturbance Regimes, Successional Dynamics and Landscape Structures – a European Perspective. Ecological Bulletins, 1994, vol. 51, pp. 117–136. 17. 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. 18. 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. 19. 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 20. Karlsson H. Fiber Guide. Fiber Analysis and Process Applications in the Pulp and Paper Industry. Kista, AB Lorentzen & Wettre, 2006. 120 p. 21. Rayner A.D.M., Boddy L. Fungal Decomposition of Wood: Its Biology and Ecology. Wiley. 1988. 587 р. 22. Yorston F.N. Studies on Sulfite Pulping. Dominion Forest Service Bulletin, 1942, no. 97, pp. 20–29. 1. 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.). 2. Vakin A.T., Poluboyarinov O.I., Solovyov V.A. Wood Defects. Second Edition. Moscow, Lesnaya Promyshlennost’ Publ., 1980. 112 p. (In Russ.). 3. 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.). 4. 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.). 5. 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 6. 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 7. Mikhailov L.E. Aspen. Moscow, Agropromizdat, 1985. 72 p. (In Russ.). 8. 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.). 9. 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 10. Ripachek V. Biology of Wood-Destroying Fungi. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1967. 276 p. (In Russ.). 11. 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.). 12. 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 13. Faustova N.M. Chemical Composition of Aspen Bark and Wood (Populus tremula): Cand. Chem. Sci. Diss. Abs. Saint Petersburg, 2005. 20 p. (In Russ.). 14. 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.). 15. 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.). 16. Angelstam P., Kuuluvainen Т. Boreal Forests Disturbance Regimes, Successional Dynamics and Landscape Structures – a European Perspective. Ecological Bulletins, 1994, vol. 51, pp. 117–136. 17. 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. 18. 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. 19. 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 20. Karlsson H. Fiber Guide. Fiber Analysis and Process Applications in the Pulp and Paper Industry. Kista, AB Lorentzen & Wettre, 2006. 120 p. 21. Rayner A.D.M., Boddy L. Fungal Decomposition of Wood: Its Biology and Ecology. Wiley. 1988. 587 р. 22. Yorston F.N. Studies on Sulfite Pulping. Dominion Forest Service Bulletin, 1942, no. 97, pp. 20–29.