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-
7 |
МЛ-27 |
Применяется также клиновидный корчеватель МЛ-27 (рис. 8.6), монтируемый на мощном тракторе, например |
Рис. 8,6. Клин-корчеватель |
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 %■