ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Осмол

Осмол, или смолистая древесина, является сырьем для ка- нифольно-экстракционного производства. Небольшое количе­ство осмола используется также в смолоскипидарном производ­стве.

Основное промышленное значение имеет пневый сосновый осмол, который заготавливается в Белорусской ССР, Карель­ской АССР, на Урале, в Красноярском крае, Кировской, Иркут­ской и некоторых других областях.

Заготовка осмола других хвойных пород не производится из-за меньшей его смолистости и пониженного качества выра­батываемой из него канифоли.

Созревание пневого осмола. Начальная смолистость забо­лони надземной части сосновых пней сразу же после рубки со­ставляет 1,5—4%, ядра 6—21% (под смолистостью осмола понимается содержание нелетучих смолистых веществ, обра­зующих при переработке канифоль). Средняя смолистость всей массы свежих пней равна, как правило, 5—8 % и только при рубке крупномерных деревьев с узкой заболонью (Восточная Сибирь) достигает 10% и иногда даже 12—13%.

Процесс образования пневого осмола или, как принято го­ворить, его созревание, состоит в относительном обогащении ядровой части пня смолой за счет частичного разрушения дре­весины и, в частности, постепенного отгнивания малосмолистой заболони в результате жизнедеятельности грибков и бактерий, поселяющихся в пне. Более мелкие пни сгнивают целиком, и через 10—15 лет (обычный срок созревания осмола) на вы­рубке чаще всего остается менее половины имевшихся пней, т. е. пней, которые имели более высокую начальную смоли­стость в момент рубки дерева. Они и составляют пневый осмол..

В дальнейшем постепенно разрушаются и более смолистые пни, поэтому через 30—40 лет на вырубке, особенно на песчаных почвах, можно вовсе не найти осмола.

В зрелом, или спелом, осмоле наиболее богата смолой шейка корня; смолистость надземной части пня постепенно уменьшается по мере удаления от шейки корня. Смолистость подземной части пня, особенно боковых корней, пониженная.

Осмол, содержащий свыше 21 % канифоли (здесь и дальше содержание канифоли указано в пересчете на осмол 20 %-ной влажности), называют жирным, 16—21%—средним, 13— 16%—тощим. Жирный осмол более тяжелый, обладает силь­ным смолистым запахом и имеет по годичным слоям более тем­ные смолистые прослойки. Цвет очищенного осмола от светло - желтого до буро-коричневого (розовая окраска указывает на малую смолистость осмола).

По данным обследования сырьевых баз в Карельской АССР, Красноярском крае, Свердловской и Иркутской областях сред­нее содержание канифоли составляет: в свежих пнях (давность рубки до 5 лет, I класс спелости) 10—15%, в приспевающих (6—10 лет, II класс) 12—16 %, в спелых (11 —15 лет, III класс) 14—19%- В пределах каждого региона по мере продвижения па север смолистость осмола, как правило, уменьшается.

Практически при заготовке осмола корчуют спелые пни и частично перестойные (IV класса спелости, давность рубки 16—20 лет). К этому времени осмол достигает технической спе­лости — почти полностью обгнивают заболонь и большинство боковых корней (у перестойных пней частично разрушается и ядро), вследствие чего корчевка и очистка пня значительно облегчаются.

Наиболее богатый осмол получают от перестойных деревьев на сухих супесчаных (а также на песчаных) почвах, а наиме­нее смолистый — на болотистых. Смолистость тем выше, чем больше диаметр пней; при рубке молодых и тонкомерных де­ревьев получается малосмолистый и довольно быстро сгниваю­щий пень.

Чем выше был возраст вырубленного древостоя, тем больше будет запас осмола на вырубке. Например, если рубить сосну в возрасте 100 лет, то запас осмола составит всего лишь около 1% от запаса выоубленного древостоя, 150 лет — 2,5—3%, 200 лет — 4—5 %.

Для промышленного использования принимают вырубки, дающие не менее 2 м3 осмола с 1 га. В среднем с 1 га добывают 4 м3 (от 2 до 8—10 м3) осмола. Чтобы получить 1 м3 очищен­ного и разделанного спелого осмола, требуется обычно 10— 20 пней.

Некоторые исследователи считают целесообразным вести за­готовку пней одновременно с рубкой дерева или вскоре после рубки. Общий сбор смолистых веществ с 1 га вырубок был бы при этом в 2 раза больше. Кроме того, осмолозаготовки в этом случае могли бы стать частью лесозаготовок, что упростило бы организацию работ. Однако малая смолистость свежего пня и низкое качество получаемой из него канифоли делают его пе­реработку существующими экстракционными способами невоз­можной.

В связи с этим проводятся опыты по искусственному при­жизненному просмолению пневой части ствола сосновых де­ревьев. В течение последних 3—4 лет перед рубкой нижнюю часть ствола ошкуривают на высоту до 0,5 м и глубину 2— 3 мм, оставляя не менее двух питательных ремней. На ошку­ренную поверхность наносят подновки и смазывают их (или опрыскивают) растворами некоторых гербицидов. После такой обработки смолистость пня повышается до 13—14 % и качество канифоли улучшается.

Корчевку осмола производят либо взрывным, либо механи­зированным способом.

Взрывная корчевка пней. Этот наиболее распространенный способ корчевки пней заключается в следующем. Заряд взрыв­чатого вещества помещают в подпневый шпур — в скважину под пнем, подготовленную обычно с помощью мотобура М. И-7. При поверхностной корневой системе заряд располагают под центром пня, а при стержневом корне — сбоку, вплотную к нему. Сила взрыва перебивает часть корней и выбрасывает пень, который при этом раскалывается на несколько частей. Взрывчатое вещество (аммонит) закладывают в скважину в бумажном пакете, в который вставляют воспламенительную трубку (капсюль-детонагор с отрезком бикфордова шнура дли­ной не менее 1 м), засыпают скважину грунтом и утрамбовы­вают. Взрывник запаливает шнуры у нескольких пней и укры­вается в заранее выбранном, вполне защищенном месте. При­менение электрического способа взрывания (при помощи взрывной машинки) повышает производительность труда взрыв­ников и лучше обеспечивает их безопасность.

Взрывной способ корчевки пней исключает тяжелый ручной труд и дает осмол, в значительной мере освобожденный от грунта и мелких малосмолистых корней. Однако он связан со значительными расходами на взрывчатые вещества и организа­цию их складирования и охраны; кроме того, до 20 % осмола теряется от разбрасывания при взрыве. Поэтому усиленно раз­рабатываются механизированные способы корчевки пней.

Механизированная корчевка пней. При корчевке пней трак­торными корчевальными машинами достигается более высокая производительность труда. Однако при этом повреждается больше подроста, чем при взрывной корчевке. Поэтому механи­зированный способ разрешен для применения только на необ- лесившихся или слабо облесившихся вырубках.

Кроме того, осмол механизированной заготовки содержит 30—60 % балласта (почвы и камней) против 10—15 % при взрывной заготовке, что увеличивает трудоемкость его очистки.

Рис, 8.5. Корчевальный агрегат АКП-1

Выше и трудоемкость разделки, так как куски осмола круп­нее.

Наиболее проста, но менее эффективна, тросовая корчевка пней. Пень захватывают петлей троса и выдергивают из земли тягой лебедки трактора.

Также целиком, в неразделанном виде, извлекают пень при помощи агрегата АКП-1 (рис. 8.5) конструкции КарНИИЛПа на базе трактора ТДТ-55 А. Агрегат имеет гидрофицированную стрелу с вылетом до 8 м, к концу которой прикреплено корче­вальное приспособление, снабженное захватами для пня с при­нудительным заглублением, а также гидравлический привод на захваты для извлечения пня из земли и его вибрационной очи­стки от грунта. Большой вылет стрелы позволяет корчевать пни при относительно небольшом повреждении подроста. Мощность базового трактора достаточна для корчевки мелких и средних пней. В последнее время применяют более мощный агрегат этого же типа ЛТ-52 на базе трактора Т-4.

Можно также корчевать пни бульдозером или трактором со специальным приспособлением типа корчевальных бивней. Тракторист опускает бивни за 1—1,5 м перед пнем, заглубляет их под пень и в надлежащий момент поднимает, включая ле-

Бедку, при этом пень из­влекается из земли.

Т-130 (мощность 118 кВт). Клин закрепляется на специальных кронштейнах сзади трактора. При движении трактора назад опущенный на землю клин надвигается на пень и раскалывает его на две части, которые при дальнейшем движении трактора извлекаются из земли корчевальной гребенкой. Для удобства работы одно из сидений в кабине трактора повернуто в обрат­ную сторону и соответственно расположены рычаги управле­ния. Такой корчеватель обеспечивает извлечение до 40 м3 пней за смену, однако его использование допустимо только при от­сутствии хвойного подроста на вырубке.

Очистка выкорчеванного осмола от грунта и гнили произ­водится вручную или в барабанах сухой окорки с некоторой их реконструкцией. Можно очищать осмол струей воды, пода­ваемой под значительным давлением.

Для механизации трелевки осмола взрывной корчевки и по­грузки его в автомашины используют агрегат ЛТ-176 — легкий колесный трактор Т-40А с навесным оборудованием. Сзади трактора расположен ковш, вмещающий 1,5 м3 осмола, с гид­равлической системой подъема и опрокидывания, спереди — лебедка с канатно-блочной системой для подтягивания пней в ковш. Такой агрегат обладает высокой проходимостью и мало повреждает подрост на вырубках.

Агрегат ПЛО-1А на базе гусеничного трактора ТДТ-55А, оборудованного гидроманипулятором, опрокидывающимся ку­зовом и захватами для осмола, служит не только для сбора и погрузки, но и для транспортировки осмола на верхний склад; выпускаются и другие машины аналогичного назначения. Раз­рабатываются перспективные многооперационные машины, осу­ществляющие корчевку, погрузку и подвозку осмола. Базой для таких машин является гусеничный трелевочный трактор ТТ-4 Мощностью 81 кВт.

Разделку осмола производят на верхнем (промежуточном) складе электрическими и бензомоторными пилами, а также на установках слешерного типа. Вывозку разделанного осмола осуществляют большегрузными автомобилями на нижний склад у железной дороги или водной магистрали, а иногда, при не­большом расстоянии вывозки, непосредственно на склад кани - фольно-экстракционного завода. Осмол взрывной корчевки можно вывозить в частично разделанном виде, имея в виду, что на нижних складах или складах заводов-потребителей оконча­тельную разделку легче механизировать.

Как при взрывном, так и при механизированном способе корчевки наиболее эффективно работают укрупненные хозрас­четные бригады. Такие бригады насчитывают в своем составе обычно 8—20 чел. и выполняют все операции, начиная с кор­чевки пней и кончая вывозкой осмола на склад. При механи­зированной корчевке передовые бригады достигают комплекс­ной выработки осмола на одного рабочего за сезон 250 м3 и выше, в среднем же комплексная выработка составляет около 100 м3 (при механизированной корчевке 120—150 м3, при взрыв­ной 50—80 м3).

Если заготовка осмола ведется далеко от места постоян­ного жительства работающих, используется вахтовый метод ра­боты.

Качество пневого осмола. Согласно отраслевому стандарту осмол подразделяется на разделанный (длина кусков не более 60 см, поперечное сечение не более 40 см) и полуразделанный (соответственно не более 120 и 60 см). Разделанный осмол дол­жен быть полностью очищен от балласта — почвы, камней, гнили, обугленных частиц, а в полуразделанном осмоле допу­скается 5 % балласта.

Влажность осмола не нормируется. Фактическая влажность свежезаготовленного хорошего осмола 20—30 %, но в пределах одной партии смолистость отдельных кусков осмола может сильно различаться, причем менее просмоленные куски имеют более высокую влажность. Осмол, содержащий не более 20 % влаги, называют сухим, 20—25 % — полусухим, свыше 25 % — влажным.

Массовая доля канифоли (точнее — нелетучих смолистых ве­ществ) дифференцирована по регионам и согласно стандарту должна быть не менее, % :

Белорусская ССР, Карельская АССР, Архангельская и Во­

TOC o "1-3" h z логодская обл.......................................................................................... 13

Иркутская обл....................................................................................... 13,5

Красноярский край.................................................................................. 14

Горьковская, Кировская и Тюменская обл.................................................. 15

Свердловская обл..................................................................................... 17

При поставке осмола с более высокой или более низкой смо­листостью производится корректировка массы осмола. Напри­мер, если поставлена партия осмола, заготовленного в Горь - ковской обл., массой 650 т и смолистостью 14%, то зачетная (оплачиваемая) масса составит (650 • 14) : 15 = 607 т. Поставка осмола с пониженной смолистостью допускается только по со­гласованию с потребителем.

Учет осмола ведется по массе. При приемке разделанного осмола в лесу в поленницах принимают, что 1 т осмола в зави­симости от смолистости соответствует следующий его объем:

Массовая доля канифоли, %, в пересчете на осмол 20 %-ной

Влажности...................................... 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Количество скл. м3 в 1 т осмола

При 20 %-ной его влажности 3,09 3,03 2,98 2,91 2,86 2,81 2,75 2,69 2,64

Указанные цифры являются средними, в действительности они могут отклоняться в ту и другую сторону. Полнодревес - ность разделанного осмола в поленницах принимается 0,5 (т. е. 1 скл. м3 равняется 0,5 м3 плотной древесины). Однако на прак­тике при недостаточно тщательной укладке осмола в полен­ницы полнодревесность бывает ниже и иногда не превышает 0,4.

Заготовка стволового осмола. Стволовый осмол образуется в результате осмолоподсочки низкобонитетных сосновых насаж­дений.

В осмолоподсочку вовлекаются (в основном в Архангель­ской обл.) мелкотоварные и нетоварные сосновые древостой V и Va бонитетов. В древостоях V бонитета осмолоподсочку ве­дут 8 лет (Va — 4 года). На каждом стволе закладывают лишь одну широкую карру, оставляя коровой ремень шириной 15— 20 см. Подновки глубиной 0,2—0,3 см наносят косарем или скобелем; первые 3 года по 10 подновок высотой 5—6 см, на 4-й год 10 подновок высотой по 10 см, на 5-й — 8 подновок вы­сотой по 15 см. На 6-й год делают перерыв для лучшего про- смоления древесины. В последние 2 года наносят по одной под - новке высотой 75 см, при этом на 8-й год снимают коровой ремень.

При нанесении таких подновок происходит местное омерт­вление и подсыхание древесины. Мертвая часть древесины иг­рает роль естественного внутреннего приемника, куда притекает живица из соседних живых частей дерева, в результате чего смолистость заболони сильно увеличивается. Общая высота просмоленной части ствола, которая после рубки и составляет стволОеый осмол, равна 4,5—6 м. Среднее содержание кани­фоли в нем 8—12%, а при осмолоподсочке с применением хи­мического воздействия — несколько выше.

С 1 га получают 20—25 м3 стволового осмола. Выход бар - раса 300—600 г с дерева в год в течение первых 4—6 лет осмо­лоподсочки.

Заготовка каррового осмола. Опытная заготовка каррового осмола путем снятия стружки с карр ручным стругом, а также путем вырезки смолистой части из горбылей не дала положи­Тельных результатов. Более эффективно снятие стружки мото­стругом. При этом с каждой карры получается 0,8—1 кг Стружки смолистостью до 25 %■