Влияние некондиционной древесины осины при варке бисульфитным способом на характеристики и выход целлюлозы. C. 152-162

УДК

630.23:676.16

DOI:

10.37482/0536-1036-2026-2-152-162

Аннотация

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 %.

Сведения об авторах

А.А. Красикова^1*, канд. хим. наук, ст. науч. сотр.; ResearcherID: AAH-5816-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6040-2026
М.А. Гусакова¹, канд. техн. наук, вед. науч. сотр.; ResearcherID: AAB-5528-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2937-2604
Ю.В. Севастьянова^1,2, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: ABE-4746-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1806-9052
М.А. Пустынная¹, мл. науч. сотр.; ResearcherID: AAC-3225-2022,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0036-9388
А.А. Слобода¹, мл. науч. сотр.; ResearcherID: AAL-3955-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1415-9050
К.Г. Боголицын^1,2, д-р хим. наук, гл. науч. сотр., проф.; ResearcherID: AAA-6432-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4055-0483

¹Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, просп. Никольский, д. 20, г. Архангельск, Россия, 163020; ann.krasikova@gmail.com*, mariya_gusakova@mail.ru, y-sevastyanova@yandex.ru,
mpustynnaa@gmail.com, sloboda.iepn@yandex.ru, k.bogolitsin@narfu.ru
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; y-sevastyanova@yandex.ru, k.bogolitsin@narfu.ru

Ключевые слова

осина, сердцевинная гниль, бисульфитная целлюлоза, свойства целлюлозы, волокнистый полуфабрикат

Для цитирования

Красикова А.А., Гусакова М.А., Севастьянова Ю.В., Пустынная М.А., Слобода А.А., Боголицын К.Г. Влияние некондиционной древесины осины при варке бисульфитным способом на характеристики и выход целлюлозы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 2. С. 152–162. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-2-152-162

Литература

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.