priaznivejšie. Stárnutím ubývá anodová elektroforetická pohyblivosť so stúpajúcim sklonom k aglutinácii. V okamihu, keď sa elektroforetický pohyb zmení v smere a bunky sa začnú pohybovať ku katóde, nastáva celková aglutinácia, vyvločkovanie kul.úry, iiF.pr. vplyvom pH 1,8 — 2,1 u kvasiniek. Kultúry mikroorganizmov, ktoré majú už v normálnom stave charakter vyvločkovanej kultúry, napr. P e d i o c o c c u s d a 211n o s u s utvárajúci skupiny po 2,4 aj viacerých bunkách, javia katódový .smer elektroforetickej pohyblivosti. Ako infekcia v kultúre kvasiniek, tak Pediokoky zmierňujú rýchlosť elektrofore.ickej pohyblivosti kvasi niek- bunky Pediokokov sa lepia na povrchy kvasniěných buniek a pod. Všetky tieto práve uvedené vzťahy sú v súlade s metabolizmom kultu i y, ртеtože rozpad složi.ých látok v jednoduché znamená zvýšenie elektric kej vodivosti, zatiaľ čo syntéza znamená jej sníženie. V prípade, keď u starých buniek nastane zvýšenie elektrickej vodivosti, ide pravdepo dobne o rozpad autolýzou. Literatúra 1. A. Malkov, Zentralbit. f. Bakt. II, 90, 212, 1934; A. Malhov, A. Pětina, Л'. Zvelkova, Ztrbl. f. Bakt. II, 88, 1933, 193. 2. E. A. Plevako, O. A. Bakušinskaja, Ztrbl. f. Bakt. II, 94, 64—77, 1936. 3. W. Kiessling, Bioch. et bioph. acta 4, 1, 1950, 193. 1. Pauli a Valko, Elektrochemie der Kolloide, Wien 1932. 5. E. A. Moldavskaja, Biochem. Ztschr. 257, 480, 1933. 6. A. Kocková, A. Vavruchová, D. Nováková, Sclnveizer Brau. Rundschau 62, 19, 1951. 7. H. Theorell, Die Methoden der Enzymforschung, Lipsko 1941. 8. К. Silbereisen, Woch. f. Brauerei 55, 20, 153, 1938. 9. W. Kross, M. Zeulzer, Ztrbl. f. Bakt. I. Orig. 126, 360, 1932. 10. G. Barron, J. A. Muntz, B. Gasvoda, Joiirn. Gen. Physiol. 32, 163, 1948-9. 11. 1С Mc Quillen, Bloch, et Biophys. Acta 6, 1, 66, 1950.
Struktura dřeva a jeho zpracování na buničinu a papír*) GUSTAV VINCENT
(Státní výzkumní ústav pro lesní výrobu, pracoviště Brno.) Stoupající spotřeba papíru a s ní související rostoucí výroba buni činy jsou příčinou veliké poptávky po t. zv. celulosoivém dříví, čili vlák nině. Doby, kdy lesní hospodářství mohlo dodati celuloskám celé žáda né množství vlákniny v kulacích a štěpinách dřeva téhož druhu nebo * ) Prednesené na pracovnej konferencii chemických výskumníkov, technikov, zlepšovate ľov a novátorov v Banskej Štiavnici v júli 1951. 577
dokonce v kulacích a štěpinách téže dřeviny a přibližně týchž dimensí, patří minulosti. Dnes celulosky naopak musí počítati s dodávkou vlák niny méně sourodé, t. j . s dodávkou kuláčů nebo štěpin značně rozdíl ných dimensí, ano e dodávkou dřeva '.různých druhů. Chtějí-li takovou vlákninu ekonomicky zpracovat, musí si uvědomit, že výchozí látka má rozdílnou strukturu, t. j . že dřevo rozdílných druhů se často vzájemně liší nejen svým chemickým složením, ale i svou histologicko-anatomickou skladbou. Není však dnes mým úkolem podrobně se zabývati chemickým slo žením clrěva rozdílných druhů, na př. tím, jaké množství látek extrahovatelných éterem, jaké množství holocelulosy, «celulosy nebo jiných látek obsahuje dřevo jehličnanů a jaké množství těchto látek obsahuje dřevo listnáčů Ale mým úkolem je především načrtnouti histologickou a amalomickou skladbu dřeva, podati několik dokladů o rozdílné struk túře dřeva jehličnatého a listnatého a ukázati, jaký význam má skladba dřeva při jeho zpracování na buničinu a papŕr. To jest chemickým slo žením dřeva se chci zabývati jen v tom směru, pokud souvisí s jeho histologicko-anatomickou skladbou. Rozdíl mezi skladbou dřeva jehličnatého a listnatého vyzdvihuji proto, že při výrobě buničiny a papíru se více než kdy jindy uvažuje o zužitkování dřeva listnáčů. Vede к tomu jednak nedostatek vlákniny snirkové a jedlové, jednak značná poptávka po jehličnatém dřevě sta vebním, ale také zvýšená výsadba listnáčů v našich lesích, zvláště list náčů rychle rostoucích. Dovolte, abych především stručně nastínil to, co nám řekli o sklad bě dřeva botanici. Rozlišují ve dřevě tři hlavní typy buněk: 1. silnostěnné buňky sklerenchymatické, 2. cévy nebo traohee, 3. slabostěnné buňky parenchymarické. Prvý typ buněk isiklerenchymaitiokých patří k vystužme části dřeva a řadíme к nim u listnáčů t. z v. vlákna libriform ní, čili libriform, u jehličnanů t. zv. tracheidy nebo cévmice. Libriform i traeheidy se často sumárně nazývají dřevními vlákny. Z celkového objemu jehličnatého dřeva připadá na tracheidy obvykle nejméně 9 0 % a z celkového objemu listnatého dřeva patří libriformu a tracheidám sotva 40%. Tracheidy i libriform jsou uzavřené, protáhlé buňky na obou koncích zúžené, kte ré se pirávě těmito konci vzájemně zakliňují. Jejich stěny jsou zdře\na těle a obsahují hojně teček nebo dvojteček, ztenčelých míst s permeabilními blankami, jimiž difunduje vada, v ní rozpuštěné živiny a často i vzduch. Dvojtečky jsou charakteristické pro tracheidy, tečky pro li briform. Dřevní vlákna tvoří tedy nejen pletivo vystužme, ale i vodivé. Druhým typem buněk, jež tvoří dřevo, jsou traohee nebo cévy. Jsou zastoupeny v dřevě listnáčů, ne v dřevě jehličnanů. U dřeva bukového připadá na trachee asi 30% jeho objemu. Jsou to buňky na obou kotncích otevřené nebo perforované (dírkované), spojující se v dlouhé .roury a sloužící к vedení vody, v ní rozpuštěných živin a později vzduchu. Stě ny tracheí jsou zdřevnatělé a nestejně ztlustlé. Na vnitřní straně bývají 578
lišty, uložené spirálovitě, kruhovitě nebo síťovitě. Těmito výstuhaini se zpevňují trachee a tím celá dřevní kostra. I trachee jDatří proto ne jen к pletivu vodivému, ale i výstužmému. Výměnu roztoků mezi souse dícími, к sobě přiléhajícími tracheami zajišťují tečky, které se soustře ďují na určitých místech. Bývají dvůrkaté a jejich polopropustné blan ky (ztenčeniny) mají tvar u jednotlivých druhů dřevin často odlišný. Nebývají však kruhovité a tím se liší od dvojteček. К třetímu typu dřevních buněk počítáme slabostěnné buňky p are li chýma tick é. Bývají dlouho živé, obsahují nejen cytoplasmu, ale i reservní látky (škrob, tuky) a pryskyřici (jehličnaté dřevo) nebo třísloviny (dřevo listnáčů). Buňky jsou tvaru hranolcovitého, jejich stěny mají hojně teček. Rozlišujeme jednak dřevní parenchymatické pletivo, jednak parenchym dřeňových paprsků. Prvé pletivo provází cévy a je umístěno mezi libriformem, druhé pletivo tvoří podstatnou část dřeňových p a prskň. Z objemu jehličnatého dřeva připadá na parenchym přibližně 5%, z objemu dřeva listnatého podstatně více, u buku asi 30%. Shrneme-li tento výčet a jen kusý popis jednotlivých dřevních ele mentů a všiniueme-H si i makroskopického vzhledu dřeva, lze rozdíl v anatomické skladbě dřeva jehličnatého a listnatého krátce nastíniti takto: 1. Dřevo jehličnanů má stavbu velmi (Stejnoměrnou. Stejnoměrnost je jen místy a pouze u některých druhů dřev přerušena pryskyřičnými kanálky. Hlavní stavební hmoty tvoří vždy tracheidy, které jsou pra videlně vedle sebe seřazeny do soustředných kružnic tak, že virstva šir ších tracheid jarního dřeva a vrstva užších tracheid letního dřeva tvoří zřetelný letový kroužek. Parenchym v dřevě jehličnanů je velmi sporý, dřeňové paprsky jsou prostému oku nezře'elné, »skládají se z jedné vrst vy nebo několika málo vrstev parenchyma t ickýcli buňek, jež bývají na obvodu provázeny příčnými, vodorovnými trpcheidami. Tirachee v se kundárním dřevě jehličnanů chybějí, libriform není vyvinut. (Viz obr. 1).
Obr. 1. Schematické znázornění anatomické stavby smrkového a — tracheidy letního dřeva, b — tracheidy jarního dřeva, с — dřeňový paprsek, d — pryskyřičný kanálek.
dřeva,
579
2. Složitější a méně stejnoměrnou stavbu dřeva listnáčů prozrazují především cévy, které nejsou již seřazeny v soustředných kružnicích ve dle sebe s tak důslednou pravidelností jako tracheidy u jehličnanů. V pásmu jarního dřeva bývají sice trachee širší než v pásmu dřeva letního, rozdíly nejsou však tak výrazné jako u tracheid jehličnanů. Letové kroužky jsou proto u většiny listnáčů méně zřetelné než u jehličnanů. Libriform a parenchym v dřevě listnáčů je hojně zastoupen. Dřeňové paprsky и většiny listnáčů se skládají z mnoha vnstev parenchyiiiatických buněk a bývají proto patrný i prostým okem. (Viz obr. 2).
a b с d e
580
— cévy, — tracheidy, — dřeňový paprsek, — dřevní parenchym, — libriform.
Tento rámcový náčrt struktury dřeva nám však nestačí. Chceme-li porozuměti pochodům, jimiž se zpracovává dřevo na. buničinu a papír, je nutno si všimnout nejen anatomické skladby dřevních pletiv, ale také histologické stavby stěn dřevních elementů. Jsou to právě stěny dřevních elementů — hlavně dřevních vláken — které »skýtají výchozí hmotu, z níž se tvoří buničina a papír. Věnujeme proto pozornost hlavním vý sledkům prací H. B u c h e r a a L. P. W i d e r k e h r - S c h e r b a,, A. F r e y - ¥ y s s 1 i n g a, T. K e r r a a J. W. B a i 1 e y e, J. K i s s e r a a M. L ii d k e h o, kteiré stručně shrnují takto: Buňky vyšších rostlin jsou mezi sebou spojeny isotropní střední lamelou — intercelulární hmotou, bohatou na lignin. Vlastní »stěna buněk se podle zmíněných prací skládá jednak z vnější, velmi jemné priménií nebo kambiální blany, jednak z blány sekundérní, složené z několika soustředních vrstev, a jednak z vnitřní blanky terciemi, která e'ěnu buněčnou odděluje od lumen (viz obr. 3).
Obr. 3. Schematické znázornění histologické skladby stěn dřevních vláken. a — střední lamela, b — priménií nebo kambiální blanka, с — sekundérní blána, složená z několika soustředných vrstev — lamel c l t C2, d — terciemi blanka, e — lumen.
Priménií blanka má původ v buňce meiristemu — růstového pleti va, vznikla z plastické hmoty jeho stěn. Odolává dobře působení kyse lin nebo louhu. Na příčném řezu dřevních vláken bývá patrná teprve 581
když střední lamelu vařením s kyselinou odstraníme. Vystoupí pak jako temnější jemná linie na vnějším okraji blány sekundérní. Bücher a Widerkehr-Scherb uvádějí, že pozoruje-li se odděleně blanka primérní a blána sekundérní ve světle polarisovaném, je blanka pirimérní — přes svou jemnost — příčinou silnějšího dichroitického ztemnění než blána sekundérní. Považují to za důkaz axiálního uložení micel* v této blá ně. Blcuia sekundérní je nepoměrně silnější než blanka primérní. Po nabobtnání lze u této blány pod mikroskopem rozlišiti více soustředných vrstev — lamel. A n d e r s o n o v i a K e r r o v i se podařilo získat ba vlněná vlákna s homogenní sekundérní blanou, když tato vlákna rosila za stálého osvětlení a konstatní teploty. Mezi soustřednou vršte vnatos ti sekundérní blány a světí os tni mi, jakož i teplotními rozdíly dne a noci se proto jeví příčinná souvislost a vrstvení ее považuje za výsledek apposičního růstu. Jedno ilivé lamely se skládají z fibril, které vznikly již při tvorbě buněčné stěny, t. j . jsou považovány za její stavební ka meny. Názor, že fibrily jsou uzavřeny v obalech z cizí substance, je no vějšími poznatky popírán. Za správnější se pokládá výklad, podle ně hož Mino vi t é pukliny mezi celulosovými pruhy, tedy mezi fibrilami, jsou vyplněny inkrustujícími látkami (ligninem a látkami pektínovými), kleré v lamelách sekundérní blány tvoří souvislou kostru. Terciemi blanka ohraničuje buněčnou stěnu od lumen. Je stejně jemná jako blanka primérní, lze ji zjistit jen tehdy, když sousedící vrst vy blány sekundérní jsou silně n3.bobtnalé nebo Schweizerovým činid lem zčásti rozpuštěny. Terciemi blanka značně odolává Schweizerovu činidlu. Skutečnost, že ji pod mikroskopem lze nesnadno zjistit, je pří činou, že někteří autoři popírají její existenci. K. F r e u d e n b e r g tvrdí na př., že chybí u tracheid jehličnanů. Naproti tomu Bücher a Widerkehr-Scherb ji dokázali v dřevě smrkovém. Pozorovali příčné ře zy tímto dřevem, které bobtnalo ve Schweizerově Činidle a které zředě nou kyselinou dusičnou bylo zčásti zbaveno inkrustujících látek a zjistili piruhy nebo části hadic jemné blány, odchlipující se od blány vsekundérní do lumenu. A. K ü n ein u n d zistil terciární blanku v dřevních buňkách posledního letového kronžku u výhonů vrby bílé (Salix alba L.). Fibri lární struktura terciemi blanky dokázána nebyla. Na podkladě tohoto velmi stručného nástinu hlavních poznatků 7 z anatomie dřeva a histologie jeho elementů, podívejme se b íže a') na změny konstituce dřeva při sulfitovém procesu, t. j . při va ření s kyselým siřičitanem vápenatým, b) na změny konstituce buničiny při jcjím^mletí v holandrech. 1. j . jak tímto mletím se mění stěny dřevních elementů. Použijeme při tom výsledků prací, o nichž předběžná zpráva byla podána článkem: G. Vineint, R. Sáňka a 0. Chananza, Technologické spracovaní topolové buni činy, uveřejněném v časopise Paipír a celulóza 1951. *) К micelám poč*ítáme podle pojetí N a c g e 1 i h o ultramikroskopické piny molekul celulosy.
582
sku
a) činěny konstituce dřeva při sulfitovém procesu záleží hlavně v tom, že dřevní pletiva štěpky se zbavují inkrustujících látek. V. K o h l s c h ü t t e r tvrdí, že prozkum těchto složitých pochodů souvisí jednaik s prozkumem chemické skladby ligninu, jednak s prozkumem morfologie dřeva, neboť kyselý siřičitan vápenatý reaguje především na určitých místech jednotlivých dřevních elementů. Předpokládá to mikrochemický prozkum kousků dřev, které byly různě dlouho vařeny se zmíněným činidlem. Takový prozkum uskutečnil H. B u c h e r a L. P. W id e r !k e h r-S c h e r h- Vařili kousek smrkového dřeva v uzavřené trubici v roztoku kyselého siřičitanu vápenatého (v celkovém množství podíl S 0 2 činil 7,2%, podíl volného S 0 2 5,2%, vázaného S 0 2 1,5%, podíl CaO 1,3'%) při 140° C. Jednotlivé kousky dřeva vyjmuli z trubice v rozdílné době a mikroskopicky analyso váli. První náznaky o působení kyseliny byly patrný u jarního dřeva. Po 4-hodinovém vaření byl lignin středních lamel tohoto dřeva do té míry vyloužen, že se mezi jednotlivými buňkami tvořily zřetelné rýhy. Buňky zůstaly spojeny hlavně na rozích, kde přítomnost ligninu se dala dokázat floroglucinem, čeiiveně barvícím styčná místa rohů buněk. Po 6—7 hodinovém vaření se jednotlivé buňky jarního dřeva od sebe uvol ňovaly a také v pozdním dřevě se objevily na místě středních lamel vyloučené rýhy. Po další hodině se jednotlivé buňky jarního dřeva zcela uvolnily, ale podržely svůj tvar a jejich stěny nedaly s chlorzinkjodem reakci charakteristickou pro celulosu, t. j . nebarvily se tímto činidlem modře. V tomto stadiu se zpravidla končí vaření štěpky. Dalším vařením ztratily by totiž dřevní buňky svůj obvyklý tvar, t. j . na příčném řezu by nebyly již hranaté, a inkrustující látky by byly s buněčných stěn do té míry yylouženy, že by je chlorzink jod barvil modře. Lze toho docíliti devítihodinovým vařením v kyselém siřičitanu vápenatém při 140° C. Tak zvaná látka, získána vařením topolové štěpky, skládá se hlavně z dřevních vláken, к nimž čítáme nejen sklerenchymatické buňky libriformní, ale i vláknité tracheidy a parenchymová vlákna, a z tracheí. Látka, získána vařením smrkové štěpky, skládá se z tracheid a z buněk parenchymalickýeh. Praním látky se odplaví převážná část pareuchyrnatických buněk dřívějších dřeňových paprsků, následkom čehož topo lová buničina se skládá hlavně z libiriformu a z tracheí, smrková buni čina hlavně z tracheid. Histologicko-anatomické rozbory buničiny přesvědčily nás také. žo vnější část buněčných stěn odolává chemickému působení kyseliny da leko více než její část vnitřní. Tato vnější část je právě primérní blanka, o níž víme. že odolává debře působení kyselin nebo louhu. Existenci této blanky dokazuje i okolnost, že vařením s kyselým siřiči taném vá penatým se tato t. z v. primérní blanka odlučuje od vícevrstevné blány sokundérní. b) Papírem v technickém smyslu rozumíme slisované a stmelené vrstvy zplstěných vláken, zpravidla rostlinných. Je nutno tedy se blíže podívati na podmínky zplsťování vláken. Je známo, že již Číňané okolo 583
stého токи po Kristu vyráběli papír ze starých rybářských sítí a hader tak, že tyto hmoty vařili ve vodě, k níž se přidalo vápno nebo alkalický louh a že hmoty získané vařením ve zvláštních stoupách roztloukali na kaši. Je zřejmé, že i oni rozlišovali dva základní pochody výroby pa píru. Jednak působení louhu, jednak mechanickép ůsobení, kterým se docilovalo zplsťování uvolněných vláken. Mletím buničiny v holandrech nebo v mlýnech, používaných na př. к pokusným účelům, zasahujeme do struktury stěn dřevních elementů. Tylo zásahy se dotýkají především primérní blanky a sekundérní blány buněčných stěn. V Lampénově mlýně jemným mletím vařené topolové štěpy, t. z v. látky, se nám častěji podařilo z tracheí a někdy i z dřevních vláken strhnouti primérní blanku, která jako jemný závoj byla zčásti odchlípciia od nepoměrně silnější blány sekundérní, jevící zřetelné vrstvení nebo počátky fibrilace (obr. 9, 10). U vařených ? drcených topolových dřev ních vláken nebo tracheí jsme však v žádném případě nepozorovali dě lení primérní blanky na fibrily. Sulfitovou smrkovou buničinu a sulfitovou topolovou buničinu jsme odděleně mleli po 3 hodiny v Lampénově mlýně při hustotě 3%. V Schopper-Rieglerově přístroji na stanovení stupně rozemletí jsme měřili průtočnou rychlost obou stejně mletých buničín. U smrkové bu ničiny jsme stanovili 61° Schoppeir-Rieglerových, kdežto и topolové 36° SR. Pokus se opakoval a získaly se obdobné výsledky. Pod mikro skopem jsme se přesvědčili, že smrkové tracheidy byly 3-hodinovým mletím silně fibrilovány, kdežto na topolových dřevních elementech se fibrily poněkud uvolnily jedině na poškozených tracheích, ne však na libriformních vláknech (obr. 4, 5). Z čeho vznikají fibrily? Dělení primérní a terciemi blanky na fibrily nebylo pozorováno. Jedině sekundérní blána, která je vícevrstevná, třepí se mletím za určitých okolností poměrně snadno na fibrily. Fibrily v této bláně nebývají však uloženy rovnoběžně s osou buněk — s osou tracheid, tracheí nebo buněk libriformních — bývají uloženy šroubovitě. Odklon tangent šroubovice od osy buněk se označuje jako úhel stoupání a lze se přesvědčiti, že tento úhel je v jednotlivých lame lách sekundérní blány rozdílný, takže sekundérní blány se vlastně sklá dají z několika fibrilárních systémů (lamel) protisměrné vinutých. Dobu mletí sulfitové topolové buničiny v Lampénově mlýně jsme prodloužili na 6 hodin, a po té na 15 hodin. Po 6-hodinovém mletí při hustotě 3 % bylo dosaženo 60° SR, po 15-hodinovém mletí při téže husto tě 62° SR. Po 6-hodinovém mletí protékala topolová buničina přibližně stejně rychle jako smrková, mletá 3 hodiny. Také pod mikroskopem jsme ее přesvědčili, že 6-hodinovým mletím byla topolová buničina té měř stejně fibrilována jako buničina smrková mletím 3-hodinovým. Pře ce však byl mezi oběma irozdíl! U smrkové buničiny byly roztřepeny konce tracheid, t. j . dřevních elementů, na něž z celkového objemu smr kového dřeva «připadá asi 9 5 % . U topolového dřeva byly fibrilovány 584
Obr. 4. Topolová buničina, mletá 3 ho diny na Lampénově mlýně při hustotě 3%, 36° SR. Zvětšeno 8 0 X .
Obr. 5. Smrková buničina, mletá 3 ho diny v Lampénově mlýně při hustotě 3%, 61° SR. Zvětšeno 80X.
Obr. 6. Sulfitová smrková buničina, na niž bylo po deset minut působeno Schweizerovým činidlem (zředěným v poměru 1:1), a která byla mleta pak 3 1 hodiny v Lampénově mlýně.
Obr. 7. Sulfitová topolová buničina, na niž bylo po deset minut působeno Schweizerovým činidlem (zředěným v poměru 1:1), a která byla mleta pak 3 hodiny v Lampénově mlýně.
Obr. 8. Suilfitová buničina smrková, mletá na Lampénově mlýně do 65 — 70° SchopperRiegleir. Obvyklé třepení konce traoheidy na fibrily. Zvětšeno 275 X. Obr. 9. Sulfidová buničina smrková, mletá na Lampénově mlýně do 65 — 70° Schoppeir-Riegler. Část rozmáčknuté traoheidy, jejíž lamela u sekundérní blány se tlakem rozvinula do plochy a z části ukázala svou fibrilární strukturu. Zvětšeno 275 X.
Obr. 10. Topolová buničina mletá na Lampénově mlýně. V pravém rohu nahoře poškozená trachea s natrženou prlmérní blankou, která jako jemný závoj je o
hlavně trachee, jimž patří asi 30% z celkového objemu topolového dře va, naproti tomu dřevní vlákna zůstala téměř neporušena. Konce těchto vlakem nebyly zpravidla roztřepeny. Jejich třepení na fibrily bylo patrné jen na místech zlomu. U fibril, objevujících se po délce vláken, nelze zatím bezpečně zjistiti, pocházej Mi ze sekundérní blány těchto vláken nebo z fibrilovaných tracheí. Sulfitovou osikovou buničinou jsme mleli rozdílnou dobu také v pokusném holandru. lO^minutovým mletím byly poškozeny hlavně mno hé trachee. Učinek 20-minutového mletí byl patrný nejen na tracheích, jichž poškození se stupňovalo, ale i na dřevních vláknech. Mnohé z nich byly ustřihnuty nebo nalomeny. Fibrily se objevily ojediněle jen na tra cheích. Po 30-minutovém mletí v pokusném holanidru zbyly z tracheí roztřepené cáry, ojediněle zmáčknuté v prsténce. Dřevní vlákna byla více polámána, ale netřepila se. Po 40-minutovém mletí trachee prak ticky zmizely, roztřepily se v chomáčky fibril. Fibrilace dřevních vláken však patrná nebyla, a to ani po 50-oninutovém mletí. Na podkladě těchto pozorování tvrdíme, že topolová dřevní vlákna se třepí na fibrily daleko nesnadněji, než smirkové tracheidy. Sulfitovou topolovou buničinou nutno mleti déle nebo „tupěji" než sulfitovou bu ničinu smrkovou, chceme-li docíliti u obou «téže fibrilace. A i v případě, že docílíme stejného stupně rozemletí u obou buničin (stejné průtočné rychlosti v přístroji Schopper-Riedlerově), nemají na fibrilaci buničiny topolové hlavní podíl dřevní vlákna, nýbrž trachee. Podle fysikální teorie mletí je fibrilace příčinou všech změn, které pozorujeme na buničine za mletí. Podle této teoirie se fibrilací obnažují kristalické plochy micel, které jsou vodou hydratisovány. Koloidálně chemická teorie vykládá mletí tak, že uvolněním fibrilár-ní vazby je silně zvětšen povrch buničiny a že na takto rozšířeném povrchu se váže větší množství vody, což vede к hydrokoloidálnírim bobtnání mleté buničiny. Obě teorie se shodují v tom, že mletí buničiny je provázeno pocho dy hydratačními — bobtnáním a tato skutečnost naznačuje, že jak mělnení dřevních elementů a jejich fibrilace tak i bobtnání fibrilovaných dřevních elementů jsou důležitými činiteli, kteří irozhodují o zplsťováiií buničiny a tvorbě papíru. Sledujeme J i tyto pochody pod mikroskopem, můžeme se přesvěd čiti, že fibrily sousedících vláken se často vzájemně splétají. Pokračují cím mletím je toto splétání a zauzlování těsnější. S ohledem na šroubovité uložení fibrily mají současně tendenci ku svíjení s vlákny sousedící mi. Lze mluvit o splétání fibril a vláken. Odtahujeme-li dvě sousedící vlákna, jsou fibrily napínány, t. j . nezklouzají s vláken. To platí však jedině tehdy, pokud jsou fibrily nabobtnalé, částečně imbibovány vodou. Л alkoholickém roztoku izpísťování přestává, niaibofotnalost fibril mizí, fi brily se stávají „mrtvými" 6
585
Výsledky našich pokusů ukazují konečně, že bob'.nání topolové bu ničiny je do značné míry usměrňováno jednak propustností primér n í blanky dřevních elementů plno jvodu, nassávanou blanou sekundérní zvětšující bobtnáním svůj objem. Nemá-li primérní blanka dostateč nou odolnost, dělí nebo trhá se podle míst nejslabší struktury a lamely sekundérní blány mají příležitost se rozvinout. Působíme-li na př. 10 minut Schweizerovým činidlem zředěným v poměru 1:1 (30 g buničiny na 1000 ccm zředěného Schweizerova činidla) na smrkovou buničinu a meleme j li tuto buničinu po té 3 hodiny v Lampénově mlýně, snadno se sekundérní blány tracheid tlakem koule v Lampénově mlýně zčásti rozvinou do plochy, aniž se třepí na fibrily. U to polové buničiny bylo tato působení Schweizerova činidla méně patrno. Praktických zkušeností, jimiž jsme zlepšovali jakost papíru a usnad ňovali jeho výrobu, jsme získávali dlouholetými zkušenostmi po často svízelných pracích. Jsem přesvědčen, že histologicko-anatomické rozbo ry nám mnohou námahu v tom směru usnadnily. Ale rozbory těmito získáváme i více. Získáváme především ucelenější obraz o mnohých tech nologických pochodech a správněji hodnotíme irůzné dnes používané postupy. Vzpomeňte jen, jak se do nedávna hodnotilo použití listnatého a jehličnatého dřeva při výrobě papíru. Jak značná váha se dříve přiklá dala rozdílnému chemickému složení dřeva listnatého a dřeva jehlična tého. A že teprve před několika lety jsme byli poučeni o tom, že dřevní vlákna jehličnanů jsou ligninem do značné míry chráněna, t. j. kyselým siřičitanem vápenatým jsou méně porušována než dřevní vlákna listnáčů, která ligninu obsahují podstatně méně. Vzpomeňte jen, jak značná váha ее přikládala tomu, že dřevo listnáčů v našich krajích přirozeně rozšíře ných má kratší vlákna než dřevo našich jehličnanů a že teprve nové anatomické rozbory ukázaly, že nejen délka vláken, ale i síla stěn těchto vláken má značný význam pro výrobu papíru. Vzpomeňte, že trachee — jako křehčí dřevní elementy — se řadily dosud к méně vítané složce buničiny listnáčů a že teprve nové rozbory dokázaly, že jsou to právě trachee, které fibrilaci topolové buničiny usnadňují a které zajišťují její zplsťování a tím npotřebitelnost této buničiny к výrobě papíru. Lze proto tvrditi, že hist ologiok o -anatomické rozbory upozorňují, že použitelnost dřeva listnáčů nebo jehličnanů к výrobě papíru nelze posuzovat jen podle obsahu na př. «-celulosy nebo jiných látek v tomto dřevě, nýbrž že rozmístění ligninu, hemicelulos a jiných látek v dřevních elementech se jeví při chemickém zpracování dřeva v mnohém směru významnější. Jinými slovy, mnohé reakce při chemickém zpracování (]řeva je třeba topograficky — podle histologicko-anatomické skladby dřeva — usměrniti. Jsem přesvědčen, že práce v tom směru znamenají nový vzestup výroby buničiny a papíru a že usnadní nám hospodárné využití naší vzácné suroviny — dřeva. 586
Použitá
literatúra.
Bailey J. W. a Th. Kerr: Journal of the Arnold a,rb. 16(1935)273-300. Bücher H. a Widerkehr — Scherb L. P.: Morphologie und Struktur von Holzfasern, Cellulosefabrik Atoris-bolz AG. Attisholz bei Soilothurn, Schweiz. Frey-Wyssliing: Die StioffausscheAdiung der höheren Pflanzen (1935)96 50-52, 129. Freudenberg K: Cedlulosechemie 12 (1931) 263-276. Freudenberg K: Berichte der deutscheu chemischen Gesellschaft 62 11(1929)1814-1823. Harlow W. M.: Paper trade Journal 112 (1941) Heft Nr. 23, 31-34. Huber B. a Prütz 0 . : Über den Anteil von Fasern, Gefässen und Parenchym a, Aufbau verschiedener Hölzer, Holz 1, 377, 1938. Jayme G- Braiischeid F.-Härders-Steinhäuser M a Eser L.: Eignungsvergleich verschiedener Sohwarzpiappelhölze zur Zellstoffgewinnung. Holz als Roh- und Werkstoff 1943, 6 Jahrg. Heft 8/9, str. 231. Jayme G.: Erzeugung und Eigenschaften von Laubholzzellstioffen. Silvae Orbis, 15, 1944, 178-212. Klauditz W.: Zur Zellulosegewinnung aus Laubholz, Holz 4, 314, 1941. KLauditz W. a Stegmann G.: CelluiLosechemie 22(1944)20-27. Klauditz W.: Paipierfabrikamt 40 (1942) 153Л61. Kozmál Fr.: Surorviny a materiál. Drevo — mezinárodní surovinový problém. Papír a celulosa, 3—4, 1948. Kiinemuind A.: Botanisches Archiv 34 (1932) 462-521. Liidfcke M.: CeLlulosechemie 14 (1933) 1—9. Liidtke M.: Cellulosechemie 13 (1932) 169-175, 191-195. Liidtke M.: Technologie und Chemie der Papier- und Zellstoff-Fabrikation 30 (1933) 65-74. Sieber R.: Die chemisch-technischen Untersuchungsmethoden der Zellstoff- und Papierindustrie, Berlin 1943 Раздорский В. Ф.: Анатомия растений. Москва 1949. Щепотьев Ф. Л.: Дендрология, москва 1949. Vincent G.: Dřevo listnáčů v průmyslu papíru a buničiny. Zprávy státních výzkumných ústavů lesnických ČSR. Kisser I. a Lohwag К.: Histochemische Untersuchungen am verholzten Zellwänden, Mikrochemie, 23, 51-60, 1937. Kerr Th. a Bailey I. W.: The cambium and its derivative tissues, J. Arnold Arbor, 15, 327, 1934. Nágeli C : Micellartheorie, Leipzig, 63 Bd, 1928.
Ochrana kovů*) VÁCLAV
ČUPR
Naše a devatenácté století bývá často nazýváno stoletím železa a jistě právem, neboť bez ocele a železa nebylo by dnešního života se •všemi jeho technickými vymoženostmi. Není tudíž zbytečné tázati se, jak ее dnes hospodaří s touto hmotou pro nás nevyhnutelně potřebnou. Není to jen statistické pátrání, nýbrž důležité národohospodářská otázka, vztahující sa na kovy vůbec, jak tomu naisvědčují veliké ztráty na ká vovém materiálu, způsobeném rezavěním nebo jinými nežádoucími škodlivými pochody (1). * ) Prednesené na pracovnej konferencii chemických výskumníkov, technikov, zlepšovate ľov a novátorov v Banskej Štiavnici v júli 1951. 587
