Nitroceluloze, ko izmanto šaujampulvera ražošanā, un tās izejviela – kokvilnas celuloze – ir deficīts. Attiecīgu izejmateriālu varētu iegūt no Somijas kokmateriāliem, bet ķīmijas nozares profesori nav vienisprātis, vai tas ir iespējams.
Saskaņā ar Yle (Somijas sabiedriskais medijs) publicēto informāciju Somijas celulozi cer izmantot kā risinājumu artilērijas munīcijas trūkumam Ukrainai, kas aizstāvas pret Krievijas agresiju,– tā vēstīts Yle rakstā.
Atbilstošu izejvielu varētu izgatavot no Somijas kokmateriāliem. Saskaņā ar Yle sniegto informāciju bezdūmu pulveri ražo, vienkārši sakot, celulozi apstrādājot ar slāpekļskābes un sērskābes maisījumu.
Helsinku Universitātes organiskās ķīmijas profesors Ilka Kilpeleinens (Ilkka Kilpeläinen) Yle norāda, ka Somijā ir pietiekamas zināšanas gan par koksnes apstrādi, gan šaujampulvera ražošanu. “Iespējams, koksnes celulozi vajadzētu tālāk apstrādāt, atdalot hemicelulozi vai sašķeļot tās molekulu. Attiecīgais ķīmiskais process ir diezgan vienkāršs un labi zināms,” teic Ilka Kilpeleinens.
Pulvera ražošanu ierobežo laiks un nauda
Jyväskylä universitātes ķīmijas profesors Raimo Alēns (Raimo Alén) sarunā ar forest.fi norāda, ka ideja par šaujampulvera ražošanu no koksnes, kas varētu palielināt tās pievienoto vērtību, viņam šķiet ļoti aktuāla. Tomēr R. Alēns iesaka būt piesardzīgiem, jo, vadoties no viņa aplēsēm, sasniegt efektīvu ražošanas līmeni būtu grūti un tas prasītu diezgan daudz laika.
“Ir sarežģīti prognozēt, kas notiks Ukrainas karā, bet, manuprāt, reaģēt uz akūtu nitrocelulozes nepieciešamības pieaugumu, modificējot [Somijas] rūpniecisko ražošanu, nešķiet pārāk reāls vai ātri īstenojams risinājums. Ir daudz praktisku sarežģījumu, piemēram, finanses.” R. Alēns norāda, ka, salīdzinot ar koksnes celulozi, kokvilnas celuloze ķīmiski ir ļoti tīra. Izmantojot koksnes celulozi, lai sasniegtu nepieciešamo tīrības pakāpi, būtu nepieciešami papildus pārstrādes posmi, kuru izmaksas ir grūti aplēst.
“Kokvilnas celulozes molekulu vidējā polimerizācijas pakāpe [ķīmiski saistīto glikozes vienību skaits] ir diezgan augsta, salīdzinot ar šķīstošo celulozi: kokvilnai šis skaitlis ir aptuveni 15 000, šķīstošajai celulozei – aptuveni 500,” norāda profesors R. Alēns.
Koksnes celulozes ražošanas procesā tiek iegūta t.s. kraftceluloze vai sulfātceluloze, kuras reģenerācijas koeficients ir aptuveni 50%. Šajā tehniski sarežģītajā procesā no koksnes tiek atdalīts gan lignīns, kas saista šķiedras, gan dažādas ekstrakcijas vielas. Kraftcelulozi plaši izmanto papīra ražošanā, jo īpaši žurnālu papīra, iepakojuma kartona un gofrētā kartona ražošanā.
Kraftceluloze satur 75-80% celulozes, kas ir piemērota šaujampulvera ražošanai, un 20-25% hemicelulozes.
“Bez turpmākas apstrādes kraftceluloze nav piemērota nitrocelulozes ražošanai, lai gan teorētiski atlikušo hemicelulozi varētu atdalīt ar skābes hidrolīzi vai izmantojot piemērotus fermentus,” uzskata profesors R. Alēns.
Pulveris no bērza un egles
Raimo Alēns skaidro, ka šaujampulveri varētu izgatavot arī sulfītu procesā, ko izmanto lignīna noārdīšanai, pēc tam ražojot šķīstošo celulozi. Tas ļautu šaujampulvera izgatavošanā izmantot bērzu un egli.
Šķīstošā celulozes masa, ko izmanto tekstilrūpniecībā viskozes šķiedras ražošanai, vidēji satur 90-96% celulozes. Tomēr, saskaņā ar R. Alēna teikto, sulfītu process pašlaik Somijā netiek izmantots. Aptuveni 90% produkcijas pasaulē tiek saražota, izmantojot tā saukto sārmaino kraftēšanas procesu.
R. Alēns uzskata, ka papildus pieprasījums pēc šaujampulvera Somijā ir aptuveni 100-200 tonnu gadā. “Šādam apjomam nepieciešamās koksnes nodrošināšana varētu radīt problēmas arī pašreizējā situācijā”, viņš norāda, minot kādu interesantu un, iespējams, īstenojamu iespēju: šaujampulverim paredzēto šķīstošo celulozi varētu ražot Somijai piederošās rūpnīcās, kurās kā izejvielu izmanto eikaliptu. Šajā gadījumā varētu izmantot kraftēšanas procesu ar iepriekšēju hidrolīzi.
Sarežģītais šaujampulvera ražošanas process
Raksturojot bezdūmu pulvera ražošanu, kura pamatā ir nitroceluloze un ko izmanto munīcijā, Raimo Alēns uzsver procesa sarežģītību. Pulvera īpašības var mainīt, pielāgojot daļiņu izmēru un sastāvu. Bezdūmu pulveris tiek pakļauts deflagrācijai, nevis detonācijai. To klasificē kā brizantu, kas nozīmē, ka tam piemīt šķelšanas efekts. Lai tas eksplodētu, nepieciešams ārējs impulss.
“Pulvera svarīgākās īpašības ir tā degšanas ātrums un zināmā mērā arī detonācijas ātrums,” norāda ķīmiķis. Detonācijas ātrums ir laiks, kas nepieciešams, lai sprādziens izplatītos vielā. Raimo Alēns atgādina, ka pulverim jābūt viendabīgam un nejutīgam pret temperatūras izmaiņām, tas nedrīkst radīt piesārņojumu. Viss iepriekšminētais “izvirza” noteiktas prasības arī izejvielām.
“Ražošanas procesu, tostarp, produkta īpašību kontroli, kā arī ar ražošanu saistītos finansiālos faktorus, var ticami un nepārprotami apspriest tikai profesionāļi, kas ir aktīvi iesaistīti procesā un kuru rīcībā ir detalizēta informācija. Somijā pulveri ražo Nammo grupa, tās galvenā izmantotā izejviela, visticamāk, ir nitroceluloze uz kokvilnas bāzes,” saka R. Alēns.
Starp Nammo zīmoliem ir Vihtavuori un Lapua. Raimo Alēns uzskata, ka Nammo ražošanas apjoms, iespējams, ir aptuveni 650 tonnu pulvera gadā. Uzņēmums noraidīja forest.fi lūgumu intervijai, atsaucoties uz komercnoslēpumu.
https://forest.fi/article/finnish-pulp-to-solve-shortage-of-ammunition-in-ukraine/#f4da1e95