Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - дерево красильное

Красильные Д. принадлежат к числу наиболее известных и распространенных красильных веществ и, за исключением физетового дерева, все экзотического происхождения. В Европу ввоз их начался вскоре после открытия Америки. Они быстро вошли в красильную практику и сохранили значительную долю своего значения до настоящего времени, несмотря на конкуренцию искусственных пигментов. В огромных количествах действительно употребляются еще как красильные дерева, так и приготовленные из них экстракты для окрашивания тканей в так называемые модные, неопределенные цвета. Красящее вещество красильных деревьев находится в них большей частью не в готовом состоянии, а в виде красящего начала, хромогена, который под влиянием кислорода при соприкосновении с атмосферным воздухом или под влиянием других окислителей переходит в пигмент. В некоторых красильных деревьях находятся единовременно как пигмент, так и хромоген. Это обстоятельство дает возможность сделать заключение, что находящийся в красильных деревьях пигмент не составляет нормального продукта растительной жизни, а образуется уже позднее окислением находящегося в растительных соках хромогена. Все находящиеся в красильных деревьях пигменты представляют пигменты так называемого кислого характера, или полигенетические, т. е. они не обладают непосредственным сродством к волокнам, а закрепляются на них при помощи протрав. Наибольшее значение в красильном деле имеют следующие красильные деревья: кампеш, или синий сандал (Haematoxylon campechianum), фернамбуковое или красное дерево (Caesalpinia), сандальное дерево, или сандал (Pterocarpus sandalinus), желтое дерево, или фустик (Morus tinctoria), физетовое или венгерское дерево (Rhus cotinus). Родиной всех этих Д., кроме физетового, являются Ост— или Вест-Индия, Бразилия, Антильские острова, Сиам и др. тропические страны.

Красящее начало кампешевого дерева, выделенное впервые Шеврелем, гематоксилин (см.), легко переходит вследствие окисления, в особенности в присутствии щелочей, в пигмент гематеин (см.), представляющий кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета. Из образуемых им цветных лаков в практике крашения наибольшее значение имеют темно-синий, почти черный лак с окисью железа и черный с окисью хрома. Обе эти реакции служат основанием для весьма распространенных приемов окрашивания шерстяных и хлопчатобумажных тканей в черный цвет (см. Крашение с протравами). Кампеша также много расходуется и для окрашивания шелка в черный цвет. Пигмент фернамбукового, или красного, дерева (см. Красное дерево), бразилин, впервые также выделенный Шеврелем, представляет янтарно-желтые призматические кристаллы, плавящиеся при 100° Ц. В дереве он находится в соединении с глюкозой в виде глюкозида, легко растворимого в воде. С основными глиноземными солями он образует красный с малиновым оттенком, с оловянной солью — интенсивно красный осадок. В красильной практике красное дерево, однако, не имеет самостоятельного значения, так как даваемое им окрашивание непрочно по отношению к свету и воздуху и употребляется главным образом как подцветка в смеси с другими красящими веществами. Сандальное дерево, отличающееся своей выдающеюся плотностью (удельный вес его — 1,014) и тем, что красящее начало его не растворимо в воде, в практике имеет ограниченное применение. Пигмент его, санталин (см.), извлекается или спиртами, или растворами щелочей; в дереве его содержится 16-17%. Лучший сорт сандального дерева называется калиатура. Употребляется главным образом для окрашивания шерсти в красный цвет, причем протравой служат квасцы или сернокислый глинозем, и в обойном производстве где находят применение приготовленные из него цветные лаки. Красящее начало фустика, или желтого дерева (см.) растворимо в воде, с оранжево-желтым цветом. В этом растворе содержатся собственно два красящих вещества: морин, трудно растворимый, и маклурин, или моринодубильная кислота, легко растворимый в воде; с глиноземными и оловянными солями водный раствор их дает интенсивно желтые осадки. В практике употребляется главным образом для окрашивания шерсти и сравнительно редко шелка. Хлопок при употреблении глиноземной протравы окрашивается в желтый цвет, весьма, однако, малопрочный по отношению к мылу и свету. Наряду с кампешем довольно значительные количества желтого дерева расходуются для получения смешанных, модных оттенков цвета. Физетовое, или венгерское, дерево содержит пигмент физетин или фустин, еще очень мало исследованный и по свойствам приближающийся к кверцитрину, пигменту кверцитрона. Он мало растворим в воде и дает с оловянной солью оранжево-желтый, с свинцовым сахаром оранжево-красный осадок, с медными и железными солями осадок оливкового цвета. Употребляется почти исключительно для окрашивания шерсти.

В продажу Д. поступают очищенные от коры и заболони, в кусках от 3 до 10 пд. весом, и перед употреблением должны быть измельчены, так как в практике употребляются или в виде стружек, или в виде экстрактов, сконцентрированных водных настоев или отваров из стружек. В последнее время, впрочем, употребление деревьев для окрашивания в виде стружек значительно сократилось, и в практике в огромном большинстве случаев употребляются уже приготовленные из них экстракты. Это, конечно, объясняется тем, что экстракты дешевле, так как при их употреблении экономится затрата на перевозку не участвующей в крашении древесины, составляющей в среднем не менее 80% от веса дерева. Первая фабрика для приготовления экстрактов была основана в 30-х гг.; в настоящее же время это дело представляет весьма значительную отрасль промышленности, в особенности сильно развитую в Америке, Франции, Германии и Швейцарии.

Измельчение красильных деревьев, превращение их в мелкие стружки или порошок производится большей частью путем механич. их обработки на особого устройства строгальных станках. Очевидно, что степень измельчения имеет большое значение для экстракции; чем тоньше будут стружки, тем совершеннее будет происходить растворение. Для этой цели употребляются машины разнообразного устройства, причем измельчение дерева производится, или срезая с него стружки параллельно волокнам, или же перпендикулярно к ним, по торцу. В Америке, где производство экстрактов практикуется в широких размерах, употребляются большие машины, главную работающую часть которых представляет быстро вращающийся цилиндр с насаженными на его поверхности тяжелыми стальными ножами, к этому цилиндру надавливаются концы измельчаемых бревен, и ножи измельчают дерево на плоские стружки поперек волокна около одной восьмой дюйма в толщину. В этом случае измельчение стоит сравнительно дешево, так как таким образом устраняется необходимость предварительной распилки бревен. В Европе употребляются машины аналогичного устройства, только большей частью значительно меньших размеров, и в них для измельчения закладываются куски дерева не более двух-трех футов длиной и двух-четырех дюймов толщиной. Одна из весьма распространенных для этой цели машин, машина Вильмера (фиг. 5), которая на прилагаемых двух рисунках изображена в плане и поперечном разрезе. Фиг. 5.

Движение от паровой машины передается помощью шкивов ZZ зубчатым колесам Х и J и валу W, на котором укрепляется барабан с ножами D. Измельчаемое дерево помещается на железной платформе N, на которой укрепляется также пластинка C, служащая как для пододвигания дерева, так и для надавливания к ножам барабана. Производительность этой машины составляет около 1000 кг стружек за 12 час. работы.

Измельченное дерево затем идет на экстракцию, что производится или в закрытых, или в открытых котлах, под давлением или без давления, при нагревании или на холоду. Чаще, однако, экстракция ведется при нагревании в закрытых котлах и под давлением, не превышающем, однако, двух атмосфер, так как практика показала, что кипячение под большим давлением действует во многих случаях очень вредно и в значительной степени разрушает экстрагированные вещества. Так, пигмент кампеша при продолжительном нагревании до 145° Ц., что соответствует давлению в три атмосферы, совершенно разрушается. Вместе с тем, однако, давление несомненно способствует возможно совершенной экстракции. В большом употреблении для этой цели грушеобразный котел Амэ Бора и цилиндрический котел, изображенный на фиг. 6.Фиг. 6.

Котел А укреплен в подшипниках а на двух станинах В. Через один из этих подшипников входит внутрь котла паропроводная труба g, оканчивающаяся кольцом с рядом мелких отверстий. Внизу котла помещается ложное дырчатое дно, на которое и закладывается грубая ткань, а поверх ее — измельченное экстрагируемое дерево. Крышка с снабжается предохранительным клапаном, манометром и наглухо прикрепляется к котлу с помощью откидных болтов d, подниматься она может с помощью болтов и противовеса. Внизу котла находится спускная труба h с краном i. Работа в таком котле идет следующим образом: в него загружаются стружки, наливается необходимое количество воды, закрепляется крышка и впускается по пароприточной трубе пар при поднятом предохранительном клапане или открытом воздушном кранике до тех пор, пока пар не будет выделяться наружу, что укажет, что весь воздух уже вытеснен из котла. Тогда закрывают краник или опускают предохранительный клапан и продолжают пускать пар до тех пор, пока давление не подымется до половины или одной атмосферы. Жидкости дают кипеть в течение 30-40 минут, закрывают пароприточный кран и давлением, существующим в котле, спускают полученный экстракт по трубе h на выпарку. В это же время в котел вновь наливают воды, пускают пар и экстрагируют второй раз, а затем последовательно и третий. Удельный вес первого экстракта бывает большей частью около 1,010; второго — 1,005; третьего — не больше 1,0025. В котел диаметром 1000 мм входит зараз 50 кг измельченного дерева. В настоящее время для приготовления экстрактов красильных деревьев часто применяется диффузия — прием, который давно уже практикуется для извлечения сахара из свеклы. Для этой цели служит так называемая диффузионная батарея (фиг. 7), состоящая из 6 — 8 — 12 цилиндрических медных котлов, установленных в ряд на деревянном или металлическом постаменте. Фиг. 7.

Каждый котел снабжается вверху лазом для нагрузки и внизу лазом для разгрузки; они соединены между собой таким образом, как это видно из чертежа, что настой из первого экстрактора направляется во второй, оттуда после вторичного настаивания в третий и т. д. до тех пор, пока от последнего он, уже насыщенный, не направится на выпарку. Передвижение соков в батарее обусловливается давлением воды, для чего или на некоторой высоте над батареей помещается резервуар с водой, или же давление обусловливается действием водяного насоса. В то время, когда насыщенный сок из последнего экстрактора идет на выпарку, первый разгружается и в него загружается новая порция дерева. Затем движение соков изменяется в том смысле, что первым работающим экстрактором становится второй, а первый, со свежей нагрузкой, становится последним в цепи, и в него направляется по обводной трубе раствор из 8-го экстрактора. Далее в последовательном порядке разгружается сперва второй, затем третий и т. д. В прямой зависимости от числа экстракторов в батарее находится концентрация настоя; чем больше экстракторов, тем концентрированнее получается настой. Емкость каждого экстрактора обыкновенно около 400 кг измельченного дерева, или, так как килограмм измельченного дерева занимает объем в 3 литра, то, следовательно, около 1200 литров. Настаивание с водой длится каждый раз не менее 0,75-1,5 часа. Иногда экстракторы снабжаются паровой рубашкой, вследствие чего содержимое экстрактора может быть нагрето до 45°-60° Ц. Главное преимущество этого метода работы состоит в том, что растворы получаются значительно чище, не содержащие пектиновых и смолистых веществ, которые часто переходят в раствор, ведя экстракцию под давлением. Таким или другим путем полученный настой сгущается до состояния экстракта различной крепости, от 10° до 30° Боме. Некоторые сорта выпариваются насухо. Так как выпаривание голым огнем не может быть ведено дальше известного предела без риска разрушить пигмент, то для выпаривания экстрактов всегда применяется пар. В практике выпаривание весьма усложняется тем, что по мере сгущения жидкость становится очень вязкой и трудно перемешивающейся; чтобы способствовать выпариванию, часто в выпарном ящике параллельно продольной его оси укрепляется мешалка, состоящая из паровой трубы с насаженными на ней пустотелыми чечевицами, внутрь которой непрерывно притекает пар. Мешалка приводится в медленное вращательное движение от привода, так что она единовременно и перемешивает и подогревает налитый в ящик экстракт. Для выпаривания слабых экстрактов до определенной густоты или насухо нередко применяются и вакуумы; с большим успехом применяются вакуум-аппараты двойного и тройного действия системы Ярьяна. Большая часть экстрактов выпаривается до 25°-30° Боме, после чего горячий еще экстракт разливается в деревянные, выложенные бумагой ящики или бочки, где он и застывает. В экстрактах, кроме пигмента, всегда находятся и другие растворимые в воде вещества, содержавшиеся в дереве, как, напр., глюкозиды, сахар, дубильные кислоты, соли органических кислот и т. п., а также частью и нерастворимые в воде, но механически увлеченные примеси, как, напр., мельчайшие частицы клетчатки: жиры, смолы, эфирные масла и т. п. Было бы, конечно, в высшей степени полезно и выгодно, так как это уменьшило бы расход на транспорт и улучшило бы качество экстракта, если бы был найден дешевый и удобный способ выделять пигмент по возможности в чистом виде. Однако многочисленные опыты, сделанные в этом направлении, не дали вполне благоприятных результатов. С этой целью многократно предлагалось предварительное, до экстракции, пропитывание дерева растворами клея или различных минеральных солей, кислот и щелочей, как, напр., извести, буры, хлорноватистых и хлорноватых солей и т. п. Клей, например, предполагалось соединять с дубильной кислотой дерева и переводить ее таким образом в нерастворимое соединение. Экман для экстракции кампеша, предложил раствор кислого сернистокислого натрия.

Ввиду указанного значительного содержания посторонних веществ, понятно, что ценность экстракта находится в прямой зависимости от количества содержащегося в нем пигмента и не находится в непосредственной связи с количеством общего сухого остатка. Определение содержания пигмента большей частью производится путем пробных крашений.

А. П. Лидов. Δ.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон

1890—1907