Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗМЕНЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПОР АНАТОМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПОР АНАТОМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ТД1А ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСШРСТБЕН-

ЗВАМЕНИ И ОИ1..............................

НЫЙ УНИВЕРСИТЬТ ЖЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВХ ■■

ъ/■ л ъ ~г Биологический факультет

На правах рукописи

ГОНЧАРОВА ЕЛЬНА ВАЛЕНТИНОВНА

ИЗМЕНЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПОР АНАТОМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации аа соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1960

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательской институте бумаги Министерства целладоэно-<5ума*ной промышленности ССОР *

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

В^Е.Москалева

Официальные оппоненты: доктор биологических наук* профессор

А.А.Яценно-ХмелевскиЯ

доктор биологических наук, профессор Н.П.Соколова

Ведущая организация: Сдоена Трудового Красного Знамени Институт

химии древесины АН Латвийской ССР. г.Рига

Защита диссертации состоится "¿ЬЗ " -к-И-? .1980 г.

в (£,_часов на заседании Специализированного Ученого Совета * 5

Московского Государственного Университета имени fj.il.Ломоносова (117234, г.Москва, Ленинские гор«, МГУ, Биологический факультет).

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета.

Автореферат разослан п XX " 1980 г.

»

Ученый секретарь | I Ю.Т.Дьяков

Вог.!. с;д. еэлькз,

чч, & Д. Гаа^^м

- э -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темц. Интенсификация и повышение:эффективности способов получения целлюлозы являются важнейшими технологическими задачами целлвлозно-Думажяой прошжаенноста СССР. В настоящее время это возможно только при глубокой а всесторонней изучении всех факторов варочного процесса. Одним аз важнейших факторов, определяющих скорость и качество варки, является проницаемость варочными растворами древесины хвойных пород, употребляющихся в ЦЕП.'Следовательно, повышение проницаемости обрабатываемой древесины является дополнительным резервом ускорения и улучшения процесса варки.

Настоящие исследования, раскрывающие средствам!! современного метода - электронной микроскопии - интимные стороны внутреннего механизма проницаемости щепы варочными растворами и изменение структура волокон древесины, являются теоретической основой для дальнейшего совершенствования применяемых в настоящее время технологических режимов варки и повышения ИХ Эффективности и экономичности.

Цель работы. Изучение изменения структуры пор древесши хвойных пород в процессе бисульфитной я сульфатной варок, выявление путей проникновения варочных жидкостей в древесину а влияния структуры пор на процесс варки.

Научная новазка. Впервые проведено постадийное исследование изменения структуры пор при разных способах варка древесины хвойных пород, изучен механизм проницаемости пор варочными жидкостями, экспериментально показано первостепенное значение пор в процессе превращения древесного волокна в целлюлозное; получены данные, уточняющие строение пор на полях перекреста, являющихся важным диагностическим признаком древесины хвойных пород.

Практическая ценность* Основоде дашше опубликованы s книге "Диагностические призпака древесина, и целлюлозных волоков", Петрозаводск, Карельский филиал АН СССР, 1976, которая являетсянаучным в практическим пособием для работников целлшгозно-б^мажной промышленности. Установленные закономерности по изменении структуры мембран пор и сронакновенав варочного раствора в срединную пластянкупрвбпсульфигной в сульфатной варках позволят усовершенствовать технологические процессы для получения более качественного волокна.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось на "Ивановских чтениях" в Ленинграде (1971), на Щ Всесоюзной симпозиуме по применению электронной микроскопии в ботанических исследованиях » Петрозаводска (1974г. ), на XFI Международном ботаническом конгрессе в Ленинграде (1975г.).

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов, заключения, списка цитируемой литературы (127 наименований), Она изложена на 141 странице машинописного текста с 63 рисунками, 5 таблицами и 4 графиками.

\ r . ^ ■■

. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследования служили образцы древесины шеоти

ВИДОВ хвойных Larlx dahuriea Turcг. - ex Tratatv, , Picea jezoensia ( Sieb, et Z\icc,) Cejcr., Abies nephrolepls ( Tra-utv.) Maxim., Picea exenlas ( ) Link, Plnus sylvestris

L', Pinua albirlc» С Rupr, ) Млуг.

и целлшозы, полученной из аее с помощью биоульфитного в сульфатного способов варки. ;

Для исследования в световом микроскопе Срезы древесины и целладоэнае волокна окрашивались красителем малахитовым зеленым водник раствор) и насыщенным «гартовым раствором

. - 5 - 1 . .

флороглщана с концентрированно й соляной кисло той. ' : . Дхя исследования в электронной микроскопе поверхность срезов древесаны н целлалозных волокон оттенялась' золотой в напылялась углем с помощью электронно-вакуумного поста ЭВП-2. Для получения ульграгонках срезов иатериалобеэвокивался и заключался: в смесь бутил- к метилметакрилага в соотношении: 2,5:1-ддя древесиныя4:1-дляцеллюлоэы. Ультратонкие срезы подучены на ультрамикротомах марки " Теві& и тлев ? Исследование препаратов и получение негативов проводилось с помощью электронного микроскопа " Тваїа " ш 242 Б,

' Для получе кия целлюлозы была приготовлена щепа отдельно из заболони, ядровой и спелой древесины» Целдадозу получали путем босульфитной я сульфатной варок.

1. £нсульфитвая варка на магниевом основании. -Состав кислоты: всего со2 - 4,32^

'", . ; связанного ".- 2,ЗЮ£

- ■ Р« ; ■■■ - 4,5 ;;

гидромодуль - 1:4,3 Режим варки: подъем температуры' до 160°С, заварка 3,5 часа, общая продолжительность варки 6,5 часов.

2. Сульфатная варка. ■'*■ Состав кислоты: активной ще лота - 1855 '■'•■':

"гидромодуль. — 1:6 Рехш ^рки: пояьем температуры до І70°С» заварка 2,5 часа« общая продолжительность варки - 4,0 часа*.

Степень провара целладоэы определялась по содержанию остаточного лигнина. В образцах древесины и целлюлозы определение количества лигнина проводилось спектрофотомегринес-кш» методом1^.

' ^Т.Е.Власова, А.Д.Нехайчук. Целлюлоза, бумага и картон. Ре-,-/■' феративная информация Л 9, 9 (1975).

Динамика изменения структуры пор s процессе делягнифя-кации при бисульфитно!^ и сульфатной вар^-изучалась по стадиям разной продолжительное т и варочного процессанаприыере ■лиственницы даурской* При биоульфитном способе образцы цел-лшоэы отбирались через 3,5.часа; 4,5 часа; 5,5 часов; 6,5 часов; при сульфатном способе - через 2,5 часа; 3,0 часа; 3,5 часа; 4,0 часа. Во всех пробах определялось содержание лигнина. .

РЕЗУЛЬТАТЫ- ИССЛЕДОВАНИЯ

I. Структура пор анатомических элементов древесины

Исследование древесины в световом и электронном микроскопах показало различия в строении окаймленных яполуокай-пленных пор, У всех изучаемых видов замыкающая.мембрана окаймленных пар пор, находящаяся в местах соединения ранних грехе ид, дифференцирована на торус и маргинальную зону. Торус образован ыикрофибриллами, расположенными радааяьно в центральной части мембраны и в виде кольца на его периферии, а также за счет веществ матрикса, а в процессе образования: ядровой и спелой древесины в этой области откладываются лигнин, полифенолыша в другие инкрустирующие я адкрустирующие вещества. Маргинальная зона состоит из радиально расположенных тяжей микрофибрилл с большими пространствами между ними. В Древесине Pinus sylvestris L. u Picea excelsa (.Lam. ) LiDk окаймленные поры между поздними трахеидами, а также между продольными в лучевыми трахеддамв имеит'меибрану с . хорошо развитым.торусом, но о более штатной упаковкой радиально расположенных микрофабрилл маргинальной зоны, чем у пор ранних тpaiв ид. В древесине остальных изученных видов

dahurricü Türez, es Vraut.v.,Abies nephrolepie (Trautv.) Maxim,

Picea ¡¡ezoenais (Si«b.ul üucc.) Сагг., Pinus slbirica (Rupr.) Uayp. замыкающие мемОраны1 пор между поздними, а также между продольными и лучевими■трахеидами имеют структуру первичной стенки и являются продолжением срединной пластинка,

Злектронноскопическое изучение пор на полях перекреста, проведенное в настоящей работе, показало, что наряду с типич-. ними для данного вида порами, служащими диагностическим признаком, встречаются поры других типов. Так, в древесине лиственницы даурской кроме типичных пицеоидних пор часто встречаются поры, близкие по структуре к таксодиоидным, в древесине ели обыкновенной наряду с пицеоидныыи порами были найдены тшоядные, а в древесине пихты белокорой была обнаружены поры купрессоидного, таксодиоидного и пиноидного типов. Наши наблюдения дополняют результаты светооптического ксследова-нияи подтверждают вывод о том,- что в процессе образования вторичной древесины структура пор полей перекреста постепенно изменяется, и при этом происходит постепенная сиена примитивных признаков прогрессивными 2,3,4).

П*:Изменение содержания лигнина в процессе делигнкси-нации древесины при бисулы&итной и сульфатной варках ■

Лигнин является одним из основных компонентов клеточной стенки древесины и по содерванию-занимает второе место после .целлюлозы,

= ^А,А.Яценко-Хмелевский, L.C.Чавчавадзе. Ботанический журнал, 4I, 12, 1799 (1963),

^Г.С.Сащина. Второе Московское совещание по филогения раоте-. ний 20-25 марта, Тезиоы докладов..61 (1964).

^Б.с, Чавчавад зе-Ивлева, Автореферат диссертации на соаск. уч.йт.каадвдата биологических наук. Л, (1966);

В таблице- I представлены данные по содержании лигнина в заболонной, ядровой а спелой древесине исследуемых пород.

■ . Таблица I. Содержание лигнина в древеоиае (%%) . - .

} I дерево I 2 дерево

Наименование образца I 1ядро или I

(заболонь спелая заболонь | . ¡древесина

ядро или

спелая

древесина

Лиственница даурская 29,8 27,6 ' . 29(2- ' 25,9

Ель обыкновенная 23,6 27,9 29+7 28,2

Ель саянская 26,2 24,6 27,5 25,2

Сосна обыкновенная 26(1 27,1 " 27,6 25,0

Кедр сибирский 30,2 2?,2 30,6 29,5

Пихта белокорая 30,9 29,1 30,0 29,$'

Как видно из таблицы I, в заболони »сех воследуемых порск лигнина содержится несколько больше, чем ¡з ддррвой древесине. По содержанию лигнина древесина ввврнтих предогавигелей ое-мейсгва р!пасв&« различавгея мало. Тем не менее можно говорить о том, что в древесине кедра сибирского и пихты бело-корой лигнина содержится больше, чем в древесине ели саянской .и сосны обыкновенное. Закономерных различий по атому показателю между ядровыми и спелодревесными породами обнаружить не удалось, .' ' : ■'

В процессе варки происходит неполное удаление лигнина. Нами было определено содержание лигнина в твердом остатке после бисульфитной и сульфатной варок. В отличие от неразработанной древесины содержание остаточного лигнина как в Сиоуль-фитной, так и в сульфатной целлюлозе, полученной из заболонной древесины, меньше, чем в целлюлозе ва ядровой:и спелой . древесины.

Анализ данных показал (си.таблицу 2), что но степени провара целлшозу, полученную сульфатным способом варки,следует отнести к: группам жестких и среднежестких целлюлоз, а -полученную бисульфатным способом - к группе жестких.

Таблица 2,

Интервалы содержания остаточного лигнина б целлюлозе, сваренной бисульФитныа и сульфатным способами (т)

Способ варки \ Заболонь ^е^**®*

Биоульфятннй 3,7-7,1 6,2-9,5

Сульфатный 1,5-3,2 2,0-5,9

Содержание остаточного лигнина в целлюлозе, сваренной бисульфитным способом, как правило, более чем в два раза выше, чеы в целлюлозе после сульфатной варки, несмотря на то, что продолжительность бисульфитвой варки в 1,6 раза больше, чем сульфатной. Это относится как к заболонной, так и ядровой и спелой древесине*

Наблюдаемым фактам можно дать объяснение на основе сравнения динамики делигнафикации древесины лиственницы даурской при обоих рассматриваемых способах варки.

Как видно аэ таблицы 3, делигнафякация древесины лиственницы даурской при басульфатной варке происходит медленнее, чем при сульфатной, и остаточного лигнина в басульфнтной целлюлозе на последней стадии варки содержатся больше, чем в -. сульфатной. Эта закономерность одинакова для заболони и ядра. Сравнение динамики делигнификации ядра и заболони показало, что в начале заварки происходит более быстрая делагни-фикация заболони по сравнению с ядром. Выравнивание содержания лигнина происходит менее чем через 2,5 часа при басуль-

фигной варке и примерно через 1,5 часа при сульфатной варке. В результате к концу заварки при обоих типах варки содержание лигнина в ядре ухе превышает его содержание в заболони,;, в это соотношение сохраняется до конца варки. Однако не на • всей протяжении варки делигнификация заболони идет быстрее делигнификадии ядра. При выходе варки на стационарный режим они практически равны.

' Таблица 3..

Изменение содержания лигнина в древесине и целлюлозе лиственницы даурской в про- і

цессе;варки

_Бисульфигная варка I Сульфатная варка_

' Продолжи- (Содержанье _лигннна, ¡Продол- (Содержание лигнина, тельность } % % [житель- | %%

(Заболонь I Ядро Заболонь ! Ядро

0 28,2 25,9 0 28,2 1 25,9

3,5 22,3 23,0 2,5 19,6 21,6

4,5 19,0 20,4 3,0 9,3 И,5

5,5 9,4 И,6. 3,5 6,2 ; 7,3

6,5 6,1 8,0 4,0 4,1. 4,7

Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что первый . этап варки (заварка), во время которого происходит пропитка ■ щепы варочным раствором/ имеет решающее значение для' суммар-'. кой скорости всего варочного процесса и.эффективности варки,

Ш.' Изменение структуры окаймленных пор в процессе; " бисульфитной иисульфатной варок

.Проведенное сравнительное исследование изменения отрук-V-туры окаймленных пор ранних грахевд в процессе бвсульфитноВ варки заболоиной и ядровой древесины показало существенные

различия в их дедигяификации. растворение аморфных веществ замыкающих мембран окаймленных' пор в заболони происходит медленно на протяжении всего процесса» Через 4^5 часа у некоторых мембран становится заметным растворение поверхностного слоя аморфных веществ и выявляется ыикрофибриллярная структура на периферии торусов.. К конц/ варки (6,5 часов) в центральной части торусов образуется отверстие, через которое варочная жидкость проходит из одной трахевды в другую.

В ядровой й спелой древесине инкрустирующие'и адарусти-рушае вещаема а&трудняю? пропитку древесины бисульфитным варочным раотворем , й дедигниііккация замыкающих мембран про-1 всходит очень медленно. Деде на последней стадии варки замыкающие мембраны остаются лигнифицаровавнша а дают окраоку с реактивами на лигнин* Торуса прочно закривав* отверстгл пор, что препятствует прохождения варочных реагентов в соседние трахеиды. Под влиянием варочной жидкости пучки мпкрофлбрилл . маргинальной зоны заметно истончаются а местами разрушаются.

Варочная жидкость, попадая из полостей трахеад в камеры пор, проникает в,срединную пластинку и нарушает связь между первичными станками соседних трахеид. Дигнифицарованный межклеточный слой плохо растворяется в бисульфитной варочной жидкости. После разъединения волокон на их поверхности остаются учаотви межклеточного слоя в виде поперечных и продольных полос.

Уже на начальних стадиях варки происходит разрушение выстилающего сдоя камеры порыі благодаря атому выявляется круговая ориентация дакрофибрилл первичного окаймления.

На поверхности волокон до конца варочного процесса в большинстве случаев сохраняется первичная оболочка и па участках, прилегающих непосредственно к окаймленным порам, обна-

руживаются макрофибриллы даргинальной зоны, проотйращейся за пределы границы поры.

Исследование изменения структуры окаймленных пор в.процессе сульфатной варки показало, что сульфатный варочный раствор ухе во время заварки (2,5 часа) оказывает сальное . разрушающее действие на мембраны пор как в заболони, так и в ядре. Растворяется большая часть аморфных веществ и часть целлюлозного скелета торуса и маргинальной зоны. Мембрана имеет вид тонкой пленки, неплотно прилегающей к окаймлению. Ухе ыа стадии заварки сульфатный варочный раствор проходит через поры в соседние грахеиды.

При исследовании строения окаймленных пор в необработанной древесине было выявлено, что замыкающие мембраны имеют сложную многослойную структуру и различаются степенью пропитки инкрустирующими и адкрустирующши веществами в разных частях дерева. Это является одной из причин неравномерного воздействия варочной жидкости на древесину» и у сульфатных волокон после варки.обнаруживаются значительные различия в строении замыкающих мембран. Чаще всего торус почти полностью разрушен, остается лишь целлюлозное кольцо, лежащее на окаймлении. В других случаях остаются делигнифицированные . слои центральной области мембрана, представляющие собой часть первичной стенки или сеть переплетающихся макрофибрилл маргинальной зоны. Иногда сохраняется довольно плотный торус с " остаточными аморфными веществами.

В процессе сульфатной варки происходит растворение бородавчатого и аморфного слоев, выстилающих полости трахецд я камеры пор.

Структура мелких окаймленных пор поздних и лучевых;тра- • хенд также претерпевает изменения под влиянием варочных.е^-'-•

агентов. После б«сульфитной варки заметное растворение аморфных веществ мембран пор наблюдается только у элементов заболони/ в ядровой и спелой древесине мембраны остаются ляг-

•' • * *

нвфицярованшши. При сульфатной способе делигапфикации уже на стадии заварка происходят значительное разрушение аморфных 8 скелетных компонентов замыкающих мембран.

1У. Изменение структуры пор на полях перекреста продольных трахеад с ггаренхимными клетками сердцевинных лучей в процессе бисульфитной и сульфатной варок -../■'

Сердцевинные лучаявляются хорошими проводниками жидкостей а древесине хвойных. Из полостей лучевых клеток варочные растворы через каналы попадают в замыкающие мембраны,затем диффундируют со срединной пластинке я проникают в про- '

I *

дольные трахеидн. Скорость прохождения бисульфитного и сульфатного варочных растворов и характер разрушения замыкающих мембран пор различны.

Пря бисульфитноы способе варка изменения в структуре мембран происходят медленно.. Набухание и расслоение их на ла-ыеллы наиболее отчетливо видны только по прошествии заварки (3,5 часа) и одного часа варки. После 6,5 часов варки наблюдается разъединение клеток, но в некоторых участках первичные стенки еще остаются соединенными. Разъединение первичных стенок в области мембраны сор в заболони происходит быстрее, чем в ядровой а спелой древесине. На последней стадии варка на поверхности трахеид хорошо видна структура первичной стенки с беспорядочной ориентацией целлюлозных микрофпбрилл. Такая же структура наблюдается в области мембран полуокайылен-ных пор. , •

На ультратонких срезах клеточной стенка в области полу-

- и -

окаймленных пор в ядровой в спелой древесине яееи В,5 Э 6,5 часов варки при исследования 9 электронном микрокоде обна- ..' руживается, что делигнифицирована только одна яэ первичных стенок мембраны. Наблюдаемая односторонняя дедагнв^икащщ замыкающей мембраны зависит, по-аядшому» оу пацравдеяяя тока варочной жидкости в древеайке, дййуйщ^щей в мембрану либо из полости продольной трахевды, либо еэ кдатвя сердце-ванного луча. Участки мембран, расположенные на сторона продольной трахеиды, оставшееся после варки лнгнифадвровашшмв, окрашиваются красителями на лигнан и отчетливо видны в световом микроскопе». .

В процессе сульфатной варки мембраны пор на поле перекреста претерпевают более значительные изменения, чем при бисульфитной варке. Сульфатный варочный" раствор, попадая через каналы полуокаймленных пор в срединную пластинку, уже' на стадии заварки (2,5 часа) разрушает межклеточный слой. Благодаря этому.происходит частичная мацерация элементов древесины в наружных слоях щепы, хотя клеточные оболочки еще сильно инкрустированы. Растворение аморфных,веществ мембран способствует более интенсивному прохождению.раствора в глубь щепы. На последующих ступенях варки происходит делигнифакация эамыкаювдх мембран и срединной пластинки у глубже расположенных в щепе элементов, На поверхности сульфатных целлюлозных волокон сохраняются мембраны и первичная оболочка с неравномерно распределенными аморфными веществами, В тех участках мембрану где полностью растворены аморфные вещества,.обнажается сеть целлюлоэных макрофабрилл, которые также могут быть разрушены при более длительном воздействие вдрочного раствора. Наряду с этим встречаются мембраны, покрытые слоем аморфных веществ, через который едва просматривается фибриллярная

отруктура первичной оболочки* Следует отметить, что в большинстве случаев замыкающие мембраны быстрее подвергаются . разрушающему действию сульфатного варочного раствора, чем соседние участки.первичной клеточной оболочки.- ,

Таким образом,', на; основе полученных данных можно сделать вывод о том, что поры.на. полях перекреста продольных трахевд о клетками сердцевинных лучей имеют немаловажное значение для проведения варочных жидкостей в древесине а поперечном направлении.

'"■ к. к ' »

Проведенное сравнительное исследование структуры пор в древесине и в целлюлозных волокнах, полученных в процессе бисульфитной и оульфатной варок, позволило установить ряд закономерностей и различия.в изменения структуры в зависимости от возрастных особенностей древесины, породы дерева и способа варки,

В заболонной древесине проникновение варочных раотворов, разрушение компонентов замыкающих мембран пор, делигнифина-ция клеточных оболочек происходят быстрее, чем в ядровой и спелой древесине./Это объясняется главным образом тем, что в заболонной древесине замыкающие мембраны пор еще не лигннфи-цированы, клеточные оболочки и мембраны не пропитаны полифе-нольными, смолистыми и другими экстрактивными,веществами,ха-■; .рактерными для ядровой и спелой древесины. В процессе форыи-' рованкя ядровой и спелой древесины микрокапилляры замыкающих * мембран и клеточных оболочек заполняются.экстрактивными веществами, которые замедляют пропитку её варочными жидкостями.

Варочный раствор уже в начале.варки попадает в каналы и камеры пор и из них в срединную пластинку, где и начиваетса

процесс делагниіикацзи. С помощью световой в электронной микроскопии установлено, что у всех шести исследованных видов торусы при бисульфвтной варке остаются лагнифицировашщ-ми а плотно закрывают отверстая^окаймленных пор, а при сульфатной варкб их структура быстро разрушается, и они уже не являются препятствием для продвижения варочного раствора в . соседние трахеиды. і ■ .

В целлюлозных волокнах, полученных бвсульфятныы способом варка из ядровой а спелой древесины, часто встречаются лигнифицпрованные мембраны полуокаймленных пор,, которые препятствуют прохождению раствора аз одного элемента древесины в другой в течение всего варочного процесса. Следовательно, во время б и сульфатно Й варки роль окаймленных а полуокайшден-ных пор заключается, в осиовябм, в проведении варочной жидкости в срединную пластинку» .

При сульфатном способе делягыафикацяи варочный раствор, попадая из каналов пор на полях перекреста в срединную пластинку, уже на.стадии заварка разрушает аморфные вещества замыкающих мембран, что способствует быстрому прохождению раствора в соседние элементы*. Тахам.образом, разрушение замыка-юиріх мембран пор на стадии заварка является одной из главных причин быстрого прохождения сульфатного варочного раствора -в щепе в поперечном направлении и значительно более быстрого течения сульфатной варки по сравнению с бисульфитной.

Проникая из камер и каналов пор в срединную пластинку, ;бисульфитные и. сульфатные варочные жидкости по-разному изменяют её структуру. Бисульфитный варочный раствор проходит главным образом по границе между первичной стенкой и межклеточным слоем, делигнифицируя наружную ламеллу клеточной стенки. В ,результате на поверхности бисульфитных волокон стано-

вятся ясно видна ьщкрофибриллярная структура делигнифшщро-ванных участков первичной стенки и замыкающих мембран полуокаймленных пор. Межклеточный слой, плохо растворимый в би-сульфитной варочной жидкости;, на большей части поверхности клеток теряет связь с первичными стенками, но в некоторых местах он остается на волокнах в виде поперечных и продольных полос. Благодаря этому между бисульфитными волокнами сохраняется связь до конца варочного процесса.

Сульфатная варочная жидкость быстро разрушает межклеточный слой и лигнин первичных стенок. Видоизмененный лигнин равномерно распределяется между'микрофибриллами первичной . стенки и вуалирует их, •

ВЫВОДЫ

•I. Окаймленные пори и поры на полях перекреста являются основными проводниками варочных жидкостей в древесине в поперечном направлении в процессе пропитки и варки щепы из древесины ХВОЙНЫХ пород.

2. Главным фронтом продвижения варочных растворов и де-лнгшфикации клеточной стенки при обоих способах варка явля- . ются камеры окаймленных пор трахеид'и срединная пластинка.

3. Изменение структуры и степень делигнификации замыкающих мембран окаймленных пор находятся в зависимости от способа, варки. ■ " * .

. а) При бисульфитной варке торус остается инкрустированным до конца варочного процесса,

б) При сульфатное варке происходит интенсивное .-растворение инкрустирующих, и аморфных веществ, а также части целлюлозных микрофибрилл замыкающих мембран.

4. Делигнификация замыкающих мембран полуокайшленных пор происходят по-разному при различных способах варки. ■

• а) У бисульфитныхволокон, как правило, делигнифициру- . ется наружная поверхность мембран и выявляется миКрофибриллярная структура первичной стенки.

б) При сульфатной варке сначала происходит разрушение инкрустирующих веществ, а затем разрушаются целлюлозные микрофибриллы.

5.. В эаболонной древесине проникновение варочных растворов, разрушение компонентов замыкающих мембран пор, делиг-НИфйКЗЦИЯ клеточных стенок происходят быстрее, чем в ядровой и спелой древесине.

6. Структура поверхности волокон, полученных разными' способами варки различна: на поверхности бисульфитных волокон до конца варки сохраняются лигнифицированные замыкающие мембраны пор и участки межклеточного слоя, у сульфатных волокон видоизмененный лигнин равномерноераспределяется между микрофибриллами первичной стенки. '

.7. При обоих способах варки уже на стадии,заварки происходит растворение бородавчатого слоя:на внутренней и внешней поверхности окаймленных пор.

Основное содержание диссертация изложено в следующих'1 работах:

I.,В.Е.Москалева, л,В.Гончарова. Некоторые данные о строении. и свойствах клеточной стенки анатомических элементов древесины. - В кн.: Древесина и древесные материалы. АН СССР, СО. Институт леса и древесины им.В.Н.Сукачева,' Красноярск,

1974, с.6

2. Е.В.Гончарова, В.Ь.Москалева, Изучение тонкой структуры замыкающих пленок 'окаймленных пор у целлюлозных волокон лиственницы даурской. - В кн.: Электронная микроскопия в ботанических исследованиях. (Материалы к Ш Всесоюзному симпозиуму по применению электронной микроскопии в ботанических исследованиях), Петрозаводск, Карельский филиал АН СССР, 1974,' с.52 3.,В.Е.Москалева, З.Я.Брянцева, Ь.В.Гончарова. Изменение удьтраструктуры клеточных стенок трахеид хвойных пород при химических, физических и механических воздействиях. В.кн.: Тезисы докладов, представленных ХП Международному ботаническому конгрессу 3-10 июля 1975 г. I. АН СССР. Из: дательство "Наука" . Ленинградское отделение.'Ленинград,

1975, 0.258

4, Ь.В.Гончарова, В.Е.Москалева. Некоторые данные о структуре пор на полях перекреста трахеид с паренхимными клетками лучей у лиственницы,4 ели и пихты. -"Сборник трудов ЦПИИЕ", № II121 (1976) -6. В. Ь.Москалева, З.Е.Брянцева, Ь.В.Гончарова. Ультраструктура клеточной стенки волокна. - В кн.: Диагностические : признаки древесины а целлюлозных волокон (атлас), Петрозаводск, 1976, с.4в '

V 6. Е.В.Грачарова, В.Ъ.Москалева. Изменение структуры окайм- -ленных пор раннях трахеад в процессе бисульфатной.и суль-. фатной ваірок. - "Хамя древесины*Л I,' 10 (1978)

Л-5І7ІІ Сдано в производство 26,03.80 г.

Подписана к печати 24.03.80 г. Тираж ISO экз.Заказ * 106? Центральный научно-исследовательский институт бумага

Ротапринт ЩШБ, пос, Цравдинский, И.О., ул.Ленина, I5/I