Кости — твердые части, соединение которых составляет скелет или остов тела позвоночных и которые характеризуются большой твердостью, значительным содержанием минеральных веществ и своеобразным микроскопическим строением (см. ниже). В состав К. входят как органические, так и неорганические вещества; количество первых тем больше, чем моложе животное; в связи с этим К. молодых животных отличаются гибкостью и мягкостью, а К. старых — твердостью и хрупкостью. Отношение между обеими составными частями представляет различие в разных группах позвоночных; так, в К. рыб и особенно глубоководных содержание минеральных веществ относительно мало, и они отличаются мягким волокнистым строением. У взрослого человека количество минеральных составных частей (главным образом, фосфорнокислой и углекислой извести и фосфорнокислой магнезии, а также фтористого, хлористого кальция и др.) составляет около 60—70% веса К., а органическое вещество (главным образом оссеин, относящийся к клейдающим веществам) — 30—40%. К. представляют большую прочность и громадное сопротивление разрыву, чрезвычайно долго противостоят разрушению и принадлежат к числу самых обыкновенных остатков ископаемых животных. При прокаливании К. теряет органическое вещество, но сохраняет свою форму и строение; подвергая К. действию кислоты (напр. соляной), можно растворить минеральные вещества и получить гибкий хрящеватый остов К. По форме К. делят на длинные, широкие и короткие. Длинные или трубчатые К. — такие, у которых длина сильно преобладает над шириной и толщиной; они имеют более или менее цилиндрическую среднюю часть, тело (Corpus s. Diaphysis) с полостью внутри и 2 конца или эпифиза (Extremitates s. Epiphyses), которые всегда шире тела и покрыты на суставных поверхностях слоем хряща, находятся в конечностях и более или менее изогнуты. У широких К. два измерения преобладают над третьим; такие К. служат преимущественно для образования стенок полостей, заключающих различные органы (череп, грудная, тазовая полость) и могут быть плоскими, изогнутыми, вогнутыми и т. д. В коротких К. ни одно измерение не преобладает значительно над другими; это К. неправильные, округленные или многогранные (напр. позвонки, К. запястья и пятки). Поверхность К. может представлять различные углубления (бороздки, ямки и т. д.) и возвышения (углы, края, ребра, гребни, бугорки и т. п.). Неровности служат для соединения К. между собой или для прикрепления мускулов и бывают тем сильнее развиты, чем более развита мускулатура. На поверхности находятся так называемые «питательные отверстия» (Foramina nutritiva), через которые входят внутрь К. питающие и кровеносные сосуды. В К. различают плотное и губчатое костное вещество. Первое отличается однородностью, твердостью и составляет наружный слой К.; оно особенно развито в средней части трубчатых К. и утончается к концам; в широких К. оно составляет 2 пластинки, разделенные слоем губчатого вещества; в коротких оно в виде тонкой пленки одевает К. снаружи. Губчатое вещество состоит из пластинок, пересекающихся в различных направлениях, образуя систему полостей и отверстий, которые в середине длинных К. сливаются в большую полость. Наружная поверхность К. одета так называемой надкостницей (Periosteum), оболочкой из соединительной ткани, содержащей кровеносные сосуды и особые клеточные элементы и служащей для питания, роста и восстановления К. Внутренние полости К. выполнены особой мягкой тканью, называемой костным мозгом. Способы соединения К. между собой см. в статье Скелет.
По микроскопическому строению костное вещество представляет особый вид соединительной ткани (в широком смысле слова), костную ткань, характерные признаки которой: твердое пропитанное минеральными солями волокнистое межклеточное вещество и звездчатые, снабженные многочисленными отростками клеточки. Основу К. составляют клейдающие волокна со спаивающим их веществом, которые пропитаны минеральными солями и слагаются в пластинки, состоящие из слоев продольных и поперечных волокон; кроме того, в костном веществе находятся еще упругие волокна (волокна Шарпе). Пластинки эти в плотном костном веществе частью располагаются концентрическими слоями вокруг проходящих в костном веществе длинных разветвляющихся каналов (Гаверсовы каналы), частью лежат между этими системами, частью обхватывают целые группы их или тянутся вдоль поверхности К. Параллельно поверхности этих пластинок в них расположены слои маленьких звездообразных пустот, продолжающихся в многочисленные тонкие канальцы — это так назыв. «костные тельца», в которых находятся костные клеточки, дающие отростки в канальцы. Канальцы костных телец соединяются между собой и с полостью Гаверсовых каналов внутренними полостями и надкостницей, и таким образом вся костная ткань оказывается пронизанной непрерывной системой наполненных клеточками и их отростками полостей и канальцев, по которым и проникают необходимые для жизни К. питательные вещества. По Гаверсовым каналам проходят тонкие кровеносные сосуды (обычно артерия и вена); стенка Гаверсова канала и наружная поверхность кровеносных сосудов одеты тонким слоем эндотелия, а промежутки между ними служат лимфатическими путями К. Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов. Костная ткань рыб представляет некоторые отличия: Гаверсовых каналов здесь нет, а канальцы костных телец сильно развиты. Особое видоизменение костной ткани представляет зубное вещество или дентин (см. Зубы). Внутренние полости К. содержат мягкую, нежную, богатую клетками и снабженную кровеносными сосудами массу, называемую костным мозгом (у птиц часть полостей наполнена воздухом). Различают три вида его: слизистый (лишь в некоторых развивающихся К.), красный или лимфоидный (напр. в эпифизах трубчатых костей, в губчатом веществе позвонков), и желтый или жировой (наиболее распространенный). Основную форму составляет красный костный мозг, в нем наблюдается нежная соединительно-тканная основа, богатая сосудами, очень похожие на лейкоцитов костномозговые или лимфатические клеточки, клеточки, окрашенные гемоглобином и считаемые за переход к красным кровяным тельцам, бесцветные клетки, содержащие внутри красные шарики, и многоядерные крупные («гигантские») клетки, так назыв. миэлопласты. При отложении в клеточках (обычно звездообразных) основы жира и уменьшении числа лимфатических элементов красный мозг переходит в желтый, а при исчезновении жира и уменьшении лимфатических элементов он приближается к слизистому. Развитие К. происходит 2 способами: или из соединительной ткани, или хряща. Первым способом развиваются К. свода и боковых отделов черепа, нижняя челюсть и, по мнению некоторых, ключица (а у низших позвоночных и некоторые другие) — это так назыв. покровные или облегающие К. Они развиваются прямо из соединительной ткани; волокна ее несколько сгущаются, между ними появляются костные клетки и в промежутках между последними отлагаются известковые соли; образуются сначала островки костной ткани, которые затем сливаются между собой. Большинство К. скелета развивается из хрящевой основы, имеющей такую же форму, как будущая К. Хрящевая ткань подвергается процессу разрушения, всасывания и вместо нее образуется, при деятельном участии особого слоя образовательных клеток (остеобластов), костная ткань; процесс этот может идти как с поверхности хряща, от одевающей его оболочки, перихондрия, превращающегося затем в надкостницу, так и внутри его. Обыкновенно развитие костной ткани начинается в нескольких точках, в трубчатых К. отдельными точками окостенения обладают эпифизы и диафиз. Рост К. в длину происходит главным образом в частях еще не окостеневших (в трубчатых К. между эпифизами и диафизом), но отчасти и путем отложения новых частиц ткани между существующими («интуссусцепция»), что доказывают повторные измерения расстояний между вбитыми в К. остриями, питательными отверстиями и т. п.; утолщение костей происходит путем отложения на поверхности К. новых слоев («аппозиция») благодаря деятельности остеобластов надкостницы. Эта последняя обладает в высокой степени способностью воспроизводить разрушенные и удаленные части К. Деятельностью ее обусловливается и срастание переломов. Параллельно с ростом К. идет разрушение, всасывание («резорбция») некоторых участков костной ткани, причем деятельную роль играют так называемые остеокласты («клетки, разрушающие кость»), многоядерные элементы, которые наблюдаются на стенках мозговых полостей, в надкостнице и стенках больших полостей в К. (напр. Гайморова пещера и т. п.).
Кости (болезни их). — Наибольшего внимания заслуживают воспаления К., последствиями которых могут явиться различные формы костоеды, уродливости, костяные наросты и т. под. Принято различать воспаления надкостной плевы — периостит (Periostitis), самой костной ткани — остит (Ostitis) и костного мозга — остеомиелит. Но так как все эти 3 ткани тесно связаны между собой, то заболевания одной из них обычно сопровождаются вовлечением в страдание и двух других. Всего чаще приходится наблюдать периостит, т. е. воспаление надкостной плевы, острый и хронический; первый представляет весьма тяжелое страдание, поражающее обычно длинные трубчатые кости, всего чаще большой берцовой и бедренной кости у детей и вообще молодых людей, у которых процесс роста их еще не завершился. Болезнь, начавшись в надкостной плеве, захватывает самую костную ткань, а часто и самый костный мозг. Сущность процесса заключается в том, что под надкостницей, в Гаверсовых и костных каналах, быстро выпотевает жидкость, скоро принимающая гнойный характер, которая своим давлением сильно затрудняет кровообращение и причиняет сильную боль; надкостница отстает от кости, прекращается приток крови к ней и костная ткань омертвевает, является так называемая костоеда, некроз кости, величина которого зависят от степени поражения надкостницы. Накопляющийся в значительном количестве гной часто прокладывает себе дорогу наружу через окружающую ткань, образуя большие гнойники и многочисленные свищи. Острый периостит, часто являющийся вследствие простуды, ушиба и других причин, но обусловленный исключительно специфическими бактериями (золотистый и белый стафилококк), с самого начала дает знать о себе появлением жестокой боли в заболевшей кости и наступлением сильной лихорадки. Спустя несколько дней замечается более или менее глубоко сидящая опухоль, постепенно приближающаяся к поверхности кожи, которая отекает, краснеет и воспаляется; часто опухают соседние суставы. Особенно часто приходится встречать хронический периостит, развивающийся как от повреждений, так и от различных общих болезней, при которых заболевают одновременно многие кости. Само страдание обнаруживается появлением узловатой, более или менее болезненной, круглой или овальной опухоли, вначале напряженной и твердой, потом мягкой и зыблющейся. Вначале пораженное место очень болезненно, особенно по ночам, но постепенно боль исчезает и вызывается только давлением. Часто на поверхности пораженной К. отлагается слой новообразованных костных пластинок, вследствие чего она утолщается (гиперостоз) или образуются так называемые остеофиты, т. е. сталактитоообразные, часто остроконечные напластования на поверхности К., состоящие из рыхлой, скважистой костной ткани. Особенно часто поражаются К. хроническим периоститом при сифилисе, причем развиваются многочисленные узлы, довольно быстро поддающиеся лечению. Подобно надкостнице, и сама К. может подвергнуться острому и, сравнительно гораздо чаще, хроническому воспалению. Последнее может быть вызвано как ушибом или простудой, так и общими болезнями — сифилисом, золотухой, ревматизмом и др. К. разрастается, ее ткань вначале разрыхляется, затем плотнеет и утолщается; нередко ее полость обращается в плотную костную ткань. Иногда же, напротив, костные каналы и костные пластинки исчезают и развивается так называемый остеопороз, т. е. порозное состояние костной ткани. Различают еще обезображивающее воспаление К., при котором ее форма и плотность изменяются. Воспаление костного мозга называется остеомиелитом, нередко протекающим весьма остро и обусловливаемым бактериями, по своему течению напоминающие острый периостит. Болезнь дает тяжелые тифозные явления, сопровождается высокой лихорадкой и вызывает сильное истощение организма, нередко бывает причиной гнилостного отравления его и тогда неизбежно кончается смертью. При этом страдании требуется хирургическая помощь — обнажение кости, вскрытие костной полости и дезинфекция ее. Хронический остеомиелит обычно только сопутствует другим хроническим болезням К. Все вышеописанные страдания часто заканчиваются костоедой, т. е. хроническим воспалением К. Она наблюдается на всех отделах скелета, но всего чаще поражает позвонки и пятки. Различают простую и фунгозную костоеду. При этой болезни костная ткань мало-помалу распадается, костные пластинки все более и более расплавляются, протачиваются гноем, омертвевают небольшими кусочками и выходят наружу в виде мельчайших крошек с гноем и массами распада; кость постепенно уничтожается, в прилегающих мягких частях образуются нарывы, сообщающиеся с заболевшей К., которые или сами вскрываются, или их вскрывают, причем обнаруживаются изрытые полости, выделяющие гной. Поверхность обнаженной К., лишенной надкостницы, шероховата и нередко размягчена. По границам ее надкостница тоже вовлекается в процесс, в ней появляется воспаление, сопровождающееся новообразованием костной ткани. Дело нередко кончается большей или меньшей потерей К., разрушением сустава и даже утратой члена. Общее состояние здоровья при продолжительном течении болезни сильно нарушается, организм истощается и, при распространенности и длительности болезни, больной может погибнуть от общего упадка питания. Лечение требует не только оперативных приемов, но также и общего лечения, напр., при золотухе — противозолотушное. Кроме того, больных следует усиленно питать, обеспечить им хороший воздух, укрепляющие средства и надлежащий уход. Кроме костоеды, различают еще некроз, т. е. омертвение К. вследствие полного прекращения питания в ней; отделившийся омертвелый кусок К. называется секвестром. Часто вокруг омертвевшего и свободного лежащего куска К. продолжается костеобразовательный процесс, который окружает секвестр и не дает ему свободного выхода наружу. К. могут также поражаться бугорчаткой, причем бугорки развиваются все чаще у золотушных субъектов. Заслуживают внимания атрофические процессы в К., которые могут завершиться уменьшением их или в длину или в толщину. См. еще Переломы костей.
Кости (техн.). — К. животных издавна служат предметом заводской обработки с целью получения нескольких весьма важных продуктов. Первоначальное применение К., измельченных в порошок, как землеудобрительного вещества вышло из Франции, откуда мало-помалу распространилось и по другим странам. Костяное масло (oleum cornu cervi) было известно еще в XVI веке и употреблялось в тогдашней медицине, приписывавшей этому продукту многие целебные свойства. Свойство костяного угля поглощать органические красящие вещества, и притом в более сильной степени, чем это делает растительный уголь, было открыто в начале нынешнего столетия и применено к очистке свекловичных соков на сахарных заводах. Костяной уголь вскоре совсем вытеснил из употребления на этих заводах кровь и альбумин, применявшиеся для той же цели, и это послужило поводом к возникновению и развитию костеобжигательного дела. Полное развитие костяная промышленность получила в сравнительно недавнее время, а именно с 60-х годов нынешнего столетия, когда систематической и всесторонней обработкой К. стали извлекать из них, помимо превращения их в костяную муку или в костяной уголь, многие ценные продукты, такие, как: костяное сало (идущее на мыловарение и стеариновое производство), костяной столярный клей и желатин, аммиачные соли и др. В настоящее время такая обработка К. и составляет собственно задачу обширных костяных заводов, наряду с которыми существуют, однако, особенно в России, и мелкие заведения, так называемые костопальни, работающие, главным образом, для нужд свеклосахарной промышленности. К. служат, кроме того, важным материалом для получения фосфора и фосфорнокислых солей (см. Фосфор, техн.); но это, а также механическая обработка их составляют уже самостоятельные отрасли промышленности. Общее количество перерабатываемой в России К. составляет около 6 миллионов пудов в год (тогда как вывоз сырой кости из России в заграничные страны не превышает размера в 100—120 тысяч пудов в год). Стоимость К. в сыром виде — 20—60 коп. за пуд, смотря по качеству К., так что сборка ее представляет довольно крупную статью дохода многочисленных специальных промышленников. Выходы и качества продуктов, получаемых на костяных заводах, а равно и сам процесс обработки, находятся в прямой зависимости от свойств разных сортов сырой К.; поэтому раньше обработки ее подвергают на заводах тщательной сортировке, затем отдельные сорта перерабатываются сообразно с их свойствами. Сортируется К. как по ее происхождению, т. е. отделяют К. городской сборки, наиболее свежие, от К. полевых, земляных и мусорных, так и по породе самих К. (т. е. по происхождению из различных частей скелета и от различных животных). Каждая из категорий имеет, таким образом, свои подразделения, носящие разные специальные названия и отличающиеся до некоторой степени по количественному составу и прочим свойствам, которыми, по опыту, определяется достоинство К., как материала для получения перечисленных выше продуктов, и вместе с тем ее торговая ценность. Наиболее важные сорта суть следующие. Мосла, бульонная — это обыкновенная столовая, вываренная кость, содержащая до 12% жира; находится главным образом в городской сборке. Колбасная — сырая К., с обрезанным мясом, самая свежая и с наибольшим содержанием жира — около 15% и даже 18%. Гусачная — отброс так наз. гусачных заведений, занимающихся изготовлением лавочных студней посредством выварки. Этот сорт отличается большим содержанием и хорошими качествами клея. Жира содержит ок. 3%. Счетная и дудки — самый ценный сорт, получается отсортировыванием наиболее свежих, плотных лучевых костей. Наиболее свежая и плотная К. этого сорта костяными заводами обычно не перерабатывается, а идет на токарные и т. п. изделия. При выварке дает самый высокий сорт клея (желатин). Myсорная К., частью перетлевшая, рыхлая, с ничтожным содержанием жира, богатая азотом, идет преимущественно на хорошие сорта костяной муки. Полевая и земляная К. — идет главным образом на перемол в муку и на изготовление низких сортов клея. Кроме этих главнейших сортов существует еще много других, более мелких подразделений: голяшки, телячьи, стержни, махан (лошадиная К.) и пр. Сырая К., поступающая на завод, хранится в особых, хорошо вентилируемых сараях или под навесами. Хранение больших количеств К., некоторые сорта которой легко подвергаются разложению, распространяя зловоние во время ее сортировки и до поступления в обработку, представляет наиболее слабую сторону крупных костяных заводов в санитарном отношении. Вентиляция, направленная в дымовые фабричные трубы, и т. п. вентиляционные меры в самих помещениях этих складов мало достигают общей цели, и заводы принуждены поэтому избегать накопления у себя больших количеств сырой К. и устраиваться с доставляемым на завод материалом таким образом, чтобы немедленно пускать его в переработку, не давая залеживаться. Впрочем, забота о немедленной переработке поступающих на завод К. вызывается не одними санитарными соображениями, но и прямыми выгодами самих заводчиков, так как чем свежее К., тем она богаче содержанием наиболее ценных своих составных частей. Первая операция, которой подвергается вся сырая К. — это измельчение. Размол и помол производятся посредством различного устройства машин. К. подается к машине с помощью механических приспособлений, элеваторов и движущихся бесконечных полотен. Первое измельчение ведется до кусков величиной с грецкий орех, после чего вся К. поступает на извлечение жира. Обезжириванию не приходится подвергать лишь самые низкие сорта земляных и мусорных К., совершенно истлевших и содержащих менее 1½% сала.
Извлечение жира из костей производится в настоящее время на крупных заводах экстракционным способом, преимущественно посредством бензина разных качеств, как самого дешевого растворителя жира. Как было в прежнее время, так и теперь, на мелких костяных заводах жир добывается продолжительной вываркой К. в воде. На этих заводах измельчение К. совершается вручную топорами, а сама выварка производится в больших котлах, нагреваемых голым огнем или, на более крупных заводах, паром. По окончании варки, сало всплывает на поверхность воды и счерпывается черпаками. Вываренная К. извлекается из котла, оставшаяся в нем вода служит для следующей варки, до полного ее загрязнения. На некоторых заводах К. погружаются в котел в проволочных корзинах, вынимающихся по окончании операции из котла вместе с К., а в оставшуюся воду погружается другая корзина со свежей порцией К. Более плотные куски отбираются и идут на обжиг, оставшаяся же рыхлая К. на мелких заводах обычно дальше не перерабатывается, а продается на крупные заводы, где она составляет особый сорт вареной К., идущий на выварку клея или прямо на перемол в костяные удобрения; иногда она может идти и на дополнительное извлечение жира экстракционным способом. Экстракция бензином, дающая значительно большие выходы жира, представляет более экономный и вообще самый рациональный способ извлечения жира. При этом способе совершенно устраняется пригорание жирных веществ и связанное с ним зловоние, устраняются остающиеся после варки грязные воды и, кроме того, К., обезжиренные по этому способу, могут быть получены из экстракторов настолько сухими, что не требуют дальнейшей сушки. Экстракторов существует несколько систем, отличающихся друг от друга как формой, так и взаимным расположением частей и принадлежностей, в зависимости от способа ведения работы. В наиболее простой форме экстракторы, употребляемые на костяных заводах, представляют большие (способные вмещать каждый до 200 пд. измельченной К.), вертикально поставленные клепаные железные котлы, диаметром около 6 фут и ок. 12 фт. высоты, с решеткой у дна, под которой проложен медный змеевик для нагревания закрытым паром. Экстракторы работают каждый отдельно; они снабжены двумя герметически закрывающимися лазами — верхним, для загрузки измельченной К. и боковым — в нижней части у сетчатого днища. При них устроены: шлем с пароотводной трубой, идущей в холодильник, водомерные стекла — для наблюдения за уровнем стояния жидкости или пены внутри аппарата и манометр с предохранительным клапаном. Кроме того, к верхней и нижней частям экстрактора проведен прямой пар для выдувания им бензина при окончательной отгонке его из К. В верхнюю часть экстрактора входит труба от резервуара с холодным бензином, куда сливается отогнанный бензин, прошедший через холодильник. По окончании экстракции, насыщенный салом горячий бензин спускается в отгонный куб, помещающийся ниже экстрактора, и в нем отгоняется сперва закрытым, а под конец и прямым паром. Оставшееся в отгонном кубе сало переливают давлением пара в особые чаны, где оно подвергается некоторому рафинированию и отстаиванию. Повторное настаивание К. с несколькими порциями бензина продолжается 10—12 часов в каждом экстракторе отдельно, причем все это время производится и нагрев закрытым паром, так что К. обрабатываются кипящим бензином и его парами, частью сгущающимися в самой массе К. и стекающими вниз, тогда как улетучивающаяся часть бензина проходит обратно в холодильник. Время от времени из экстрактора спускают насыщенный салом бензин в отгонный куб и наливают вместо него порцию свежего бензина. По окончании экстракции и продувания прямым паром, для удаления последних следов бензина, К. вываливается из экстрактора через нижний боковой лаз. Получаемое сало бывает разных качеств, в зависимости от сорта К. Сорт и достоинство сала определяются содержанием посторонних примесей, напр. минеральных, которых бывает в сале от 0,3 до 2½%, воды от 0,4 до 2%, а также общим и относительным содержанием олеиновой и стеариновой кислот (весьма важным для стеаринового производства). Относительные количества этих веществ в разных сортах далеко не одинаковы; стеарина в костяном сале содержится обычно менее, чем олеиновой кислоты приблизительно в таких пределах: стеариновой кислоты 27—40%, олеиновой 48—64% от веса сала. Остальное — вода, зола и пр. примеси. Наибольшим содержанием воды обычно отличается сало водной выварки. В К. после экстракции остается обычно не более 1—2% жира, тогда как при выварке до 5—6%. Большой остаток в К. жира невыгоден сам по себе, составляя потерю, и сверх того делает их менее пригодными для дальнейших операций. Жир, оставаясь в К., идущих на приготовление животного угля, при сухой перегонке разлагается, образовавшийся из него уголь закупоривает поры костяного угля, чем значительно понижает его фильтрующую способность. При клееварении, содержащийся в К. жир служит причиной получения мутного клея со слабой склеивающей способностью. Экстракция перед всеми другими способами имеет еще то преимущество, что К., прошедшие эту операцию, совершенно обезвреживаются, благодаря дезинфицирующим свойствам горячего бензина.
Дальнейшая обработка обезжиренной К. находится в зависимости от свойств материала: самая твердая К. идет на обжиг, самая рыхлая, ноздреватая, которая легче измалывается и содержит больше азотистых веществ — идет на перемол в удобрения. Промежуточной операции, извлечению клея, подвергается, главным образом, особый средний сорт К., преимущественно наиболее свежей, как более богатой содержанием органических веществ. Обезклеенная К. идет также на перемол, но дает муку с небольшим содержанием азота, составляющую особый сорт костяных удобрений. Уголь из обезклеенной К., не обладая достаточной прочностью, не выносит многократного оживления, производимого путем новых обжигов на сахарных заводах для восстановления его поглотительных свойств. Поэтому К. после выварки клея редко обжигается, а идет только в перемол. Отделение рыхлых частей К. от твердых производится на нынешних крупных заводах механическим путем, посредством вторичного, более дробного измельчения ее в различного рода дробильных машинах и толчеях и последующего просеивания через систему механических сит. Легкость измельчения и само качество так назыв. костяной дроби зависят, между прочим, от степени сухости К. Производится сушка в многоэтажных сушильнях с калориферным отоплением и с решетчатыми полами, отделяющими один этаж от другого. Высушиваемая К. поступает в самый верхний этаж и через известные промежутки времени сбрасывается вручную или посредством особого устройства пола на нижний, при непрекращающемся движении через сушильню нагретого воздуха. Из самого нижнего этажа вполне высушенная К. выгребается и идет в дробильное отделение. Температура воздуха в сушильне не должна быть выше 70° С и содержание воды в К. доводится выслушиванием до 8—10% по весу. Из различных систем дробильных машин укажем на две, наиболее пригодные для костяного дела — дезинтеграторы и толчеи. Дезинтеграторы, отличающиеся большой производительностью, страдают, однако, тем важным недостатком, что дают очень неравномерный помол. Мягкая часть К. разбивается в мелкую ноздреватую дробь, а твердая — в куски узкой и длинной формы, с острыми ребрами, мало пригодной для обугливания, так как от костяного угля требуется, между прочим, и более или менее правильная, по возможности, закругленная форма кусочков. Наиболее совершенную дробь, в смысле однородности и правильности, хотя и с большой затратой механической силы и времени, дают толчеи — машины, действующие ударами тяжелых чугунных пестов по материалу, рассыпаемому на находящуюся под пестами чугунную доску. Доска эта снабжена отверстиями, величиной которых определяется величина дроби. Результатом действия толчеи являются в смеси друг с другом главнейшие два сорта дроби — мелкой, из губчатой части К., и более крупной и тяжеловесной из твердой части. Пропуском этой смеси через систему вращающихся цилиндрических сит оба сорта получаются отдельно и соответственно обрабатываются дальше: крупная дробь идет на выработку костяного угля, самая мелкая поступает в перемол, средний сорт идет на приготовление клея. Высушиванием К. и последующим измельчением ее достигается, кроме механической сортировки, еще и то, что все посторонние приставшие к К. вещества, как, напр., остатки мяса, сухожилий, а также минеральная грязь, измельчаются толчеями в порошок и при отсеве попадают в самую мелкую дробь, идущую в муку, чем нисколько не ухудшается достоинство последней, а, напротив, увеличивается содержание азота; с другой стороны — более крупная дробь, освобождаясь таким образом от грязи, получается настолько чистой, что без всякой промывки может идти на приготовление клея и угля. Устранение этим путем водной промывки представляет чрезвычайно важное значение в костяном деле. Промывка водой, не говоря уже о потерях в весе, дает массу чрезвычайно загрязненных сточных вод, вызывающих много хлопот по удалению и очистке их.
Костяной клей. Извлечение клея из К. может быть произведено различными способами, сущность которых состоит вообще в том, чтобы перевести в водный раствор заключающиеся в К. клеевые ткани. Для этой цели К. могут вывариваться в закрытых сосудах в воде, или же их подвергают действию пара более или менее высокого давления, или же, удалив наперед минеральный состав К., растворением его в соляной кислоте, оставшийся костяной хрящ кипятят в воде до полного его растворения. Этот последний способ, употребляющийся преимущественно при приготовлении самых высоких сортов клея и желатина, обычно соединяется с фабрикацией фосфора или суперфосфата. Для приготовления же обыкновенного столярного клея наиболее пригодно запаривание, соединенное с обработкой предварительно запаренной К. горячей водой, при температуре ниже 100° С. Для работы по способу запаривания применяются железные клепаные котлы, рассчитанные на работу при 3 атмосферах и вмещающие до 150 пудов костяной дроби. Котлы эти, посредством системы труб, соединяются между собой попарно (способ Цвиллингера) или же в значительно большем числе (штук по 6) в одну непрерывно работающую батарею. Ход работы состоит в последовательном полуторачасовом запаривании К. при 2—3 атмосф., после чего пар выпускается, а в котел вливается горячая вода (на 1800 кг К. приблизительно 1000 лит. воды). Для разбалтывания воды с целью ускорения извлечения клея в котел впускается снизу сжатый воздух, перемешивающий его содержимое (котлы загружаются К. лишь до 3/4 их высоты). Регулируя нижний впускной и верхний выпускной воздушные краны, в котле устанавливают воздушное давление до 3 атмосф. Полученный слабый клеевой раствор передается давлением воздуха, через известный промежуток времени, в соседний котел, где находится только что запаренная К., а в первый котел пускают опять пар для вторичного распаривания. Обрабатывая, таким образом, К. последовательно, то паром, то горячей водой, переходящей из одного котла батареи в другой, получают в результате 26—28% клеевой раствор (соответствующий 4—5 ° Боме при 80° С). Работа ведется непрерывно, причем один котел всегда выключен из батареи и находится в течение 3-часового периода работы в выгрузке и нагрузке свежей К. На только что загруженную К. действует после первого распаривания щелок, прошедший уже (при 6 членной системе) через 4 котла, и следовательно; уже значительно насыщенный. Из совершенно свежей К. он извлечет еще некоторое количество клея и отсюда прямо поступит на выпаривание. При установившемся ходе работы такой батареи, К. в каждом котле обрабатывается 4 раза клеевым щелоком с уменьшающимся содержанием клея, а в последний раз чистой горячей водой, напускаемой из помещающегося под котлами подогревателя, после чего совершенно обезклеенная выгружается из котла. Результатом такой системы является полная непрерывность работы и довольно насыщенные клеевые щелоки более или менее постоянной крепости. Во время полуторачасового распаривания К. из нижней части котла, время от времени, примерно через получасовые промежутки, выпускается конденсационная вода, которая присоединяется к прочим щелокам и вместе с ними идет на сгущение. Уваривание добытого описанным путем жидкого клея производится в вакуум-аппаратах — герметически закрытых приборах. Аппараты эти снабжены разрежающими насосами и конденсаторами, во избежание зловония, с которым сопряжена уварка в открытых сосудах, употребляемых и до сих пор на примитивно устроенных заводах. Сгущением в вакуум-аппарате 28% щелоки доводятся до 40—45% или около 15° Б. в горячем состоянии. Густые растворы клея, получаемые после уварки в вакуум-аппаратах, идут на осветление, для придания более красивого вида готовому товару. Существует множество различных способов осветления, из которых самый простой — это продолжительное отстаивание горячих клеевых растворов в особых чанах с легким наружным подогреванием или, по крайней мере, защищенных дурными проводниками тепла, чтобы предупредить преждевременное остывание и превращение клея в студень. Многие заводы применяют в качестве осветлителя квасцы, частью дающие нерастворимые соединения с белковыми и др. экстрактивными составными частями клеевого раствора, частью же осаждающие находящиеся в этом растворе известковые соединения в виде гипса, а также способствующие затвердеванию клея. Однако простым отстаиванием не достигается полное осветление клея. При получении высших сортов, клеевой отвар подвергают в горячем состоянии фильтрации через древесный или костяной уголь. На многих заводах для отбеливания клея употребляют слабые растворы сернистой кислоты. Уваренный и осветленный тем или другим способом клей остужается и превращается в студень. Охлаждение производится разливанием клеевого раствора в деревянные или жестяные формы (наилучше из гальванизированного железа), поставленные в холодных помещениях (иногда даже искусственно охлаждаемых льдом). Самый лучший способ охлаждения клея — это разливание его тонким слоем в особых стеклянных холодильниках, при содействии холодной воды, циркулирующей под стеклянным листом, представляющим дно холодильника. В этих холодильниках клей застуденевает в течение нескольких часов, после чего его тут же, не вынимая из форм, разрезают на небольшие таблички и отправляют в сушку. Клей в состоянии студня боится как очень высокой температуры, так и мороза, как слишком сухого, так и слишком влажного воздуха. При возвышении температуры (уже до 30°) он растекается в жидкость, при замерзании — расщепляется и раскалывается на мелкие куски. Поэтому лучше всего производить высушивание его в искусственно нагреваемых (не выше 25° С) и сильно вентилируемых помещениях. При высушивании нарезанные таблички клеевого студня помещаются на веревочные сетки и, во избежание прогибов и сильного прилипания к сетке, довольно часто перекладываются с одной стороны на другую. Достаточно подсохший, при умеренной температуре, хотя и не вполне еще отвердевший клей, может быть перенесен для ускорения окончательного высушивания в теплые сушила.
Костяной уголь (его производство; о свойствах его и применении — см. Животный уголь). Для получения костяного угля подготовленное указанным образом сырье, т. е. обезжиренное и лишенное посторонних примесей, подвергается сухой перегонке, т. е. прокаливанию в закрытых сосудах без доступа воздуха. Органический состав К. (костный хрящ) при этом разлагается с выделением различных газообразных и парообразных продуктов, а в перегонном аппарате получается твердый остаток, состоящий из неорганической основы К., тесно связанной с углеродом и небольшими количествами азота и водорода, оставшимися в твердом виде от разложившегося хряща. Получение этого остатка — костяного угля — и есть собственно главная цель костеобжигания. Собирание же летучих продуктов, их разделение и утилизация, практикуемые на заводах с усовершенствованной технической постановкой дела, представляет дело более или менее второстепенное. Получение костяного угля хороших качеств может быть достигнуто лишь при соблюдении известных, выработанных практикой, условий: обжигание следует вести при температуре вишнево-красного каления, с соблюдением постепенности накаливания; обжиг должен быть вполне однороден, т. е. чтобы по возможности все частицы обжигаемого материала находились в одинаковых условиях накаливания и, наконец, определенная продолжительность обжига. При всем этом, как во время самого обжига, так и при остывании угля, он должен быть защищен от доступа воздуха. Производя перегонку К. при температуре ниже обозначенной, получается так наз. недожженный уголь, с большим содержанием органических веществ, но слабо действующий, по причине неполного разложения костяного хряща. Такой уголь отличается красновато-бурым оттенком; хороший же уголь должен быть чистого матово-черного цвета. Излишнее повышение температуры обжига, напр. до ярко-красного или белого каления, вызывает, кроме общего изменения состава, и некоторое сплавление фосфорно-известковой соли, входящей в состав угля, чем нарушается его пористость и сильно понижается фильтрующая способность. Такой уголь называется пережженным и отличается синеватым оттенком. Пережженный или недожженный уголь может получиться также в зависимости от продолжительности накаливания. Самым главным условием рационального обжига К. следует считать постепенность накаливания. К., помещенная сразу в сильно накаленное пространство, разлагается очень быстро и неправильно, с отложением в порах угля блестящего, графитообразного углерода. Углерод в такой форме сильно понижает фильтрующую способность. Существующие в практике способы обугливания сводятся в общем к двум категориям: обугливание в приборах периодического действия, каковы глиняные или чугунные горшки различной формы и размеров, и обугливание в ретортах, действующих более или менее непрерывно; в обоих случаях обугливание ведется в печах соответствующего устройства. Для накаливания горшков наиболее пригодны стойловые печи разного поперечного сечения и довольно значительной высоты, в которых горшки, наполненные костяной дробью, устанавливаются один на другом колоннообразно. Печь заполняется довольно близко друг к другу расставленными на печном поду колоннами и разогревается постепенно при помощи наружной топки, помещаемой обычно под печным подом. Печь, будучи постепенно доведена до красного каления огнем топки, не нуждается уже в дальнейшем нагревании извне, и обжиг идет за счет выделяющихся из костей горючих газов; воздух, нужный для их сгорания, подается через топочные отверстия. Выделяющиеся из печи газы, содержащие значительные количества несгоревших продуктов перегонки, главным образом, соединений аммиака, пропускаются обычно, для уловления этих продуктов, через холодильники и разные другие снаряды. Обжиг в таких печах продолжается около 2 суток, столько же времени требуется для остывания, после чего они разгружаются и вновь загружаются другими горшками со свежей костью. Главный недостаток обжига в горшках — это периодичность работы, влекущая за собой излишнюю трату топлива для разогревания остывшей печи при начале каждой новой операции. Хлопотливы и дороги установка и вынимание из печи горшков и, кроме того, частое попеременное охлаждение и разогревание вызывает скорую порчу печей. Утилизация летучих продуктов перегонки, смешивающихся с продуктами горения при высокой температуре и частью сгорающих, не вполне совершенна. Второй тип приборов для получения костяного угля — различного устройства ретортные печи. Костяная дробь загружается с одного конца в реторту, вмазанную в печь, обжигается в ней и полученный уголь удаляется с другого конца, а на место его поступает свежая кость и обжиг ведется непрерывно. Существование многочисленных патентованных устройств ретортных печей служит лучшим доказательством трудности разрешения вопроса о непрерывном и вместе с тем правильном обугливании кости. Наибольшие затруднения встречает осуществление двух важных условий обжига — постепенности накаливания и охлаждения угля с полным устранением доступа к нему воздуха. Стремление достичь полной утилизации разнообразных и ценных продуктов, выделяющихся при сухой перегонке костей, возможной только при обжиге в ретортах, заставляет заводчиков и в настоящее время придумывать различные усовершенствования. Как на одну из самых удачных попыток в этом направлении следует указать на недавно устроенные ретортные печи Высочайше утвержденного общества костеобжигательных заводов в С.-Петербурге [1]. Это генеративные, двухъярусные печи с вертикальными чугунными ретортами. Печи расположены попарно и в каждой из них помещено по 8 реторт овального сечения и в 3 сажени вышиной. Общая высота печи 6 саженей с лишним. В верхнюю часть каждой реторты вставляют две трубы — узкую и широкую. Первая, соединенная с общей для всех реторт гидравликой (как в газовом производстве), служит для отвода летучих продуктов перегонки, через вторую поступает костяная дробь из общего для всех реторт ящика — воронки. Нижняя часть каждой реторты, вне нагреваемого пространства, соединяется с двумя длинными цилиндрическими трубами, плотно закрытыми снизу пришлифованными крышками и для герметичности затвора погруженными в подвешенный на цепях ящик с водой. Трубы эти, служащие для охлаждения готового угля, окружены водой, притекающей в большой железный бак, обхватывающий средние части всех труб одной печи. Печное стойло разделено посредством устроенного посередине высоты его свода на два этажа, нижний и верхний. Генераторные газы впускаются в нижний ярус печи, где и воспламеняются. Реторты защищены от прямого удара пламени предохранительной решетчатой стенкой из огнеупорного кирпича. Обогнув нижние половины реторт, пламя, посредством боковых каналов, направляется во второй ярус, где оно, уже несколько остуженное в первом, нагревает более слабо верхние половины реторт. Отсюда пламя отводится в регенератор, служащий для предварительного подогрева воздуха, идущего на сжигание генераторных газов, и из регенератора направляется в дымовую трубу. Суточная производительность каждой реторты — до 30 пудов дроби, причем пребывание кости в реторте с момента поступления и до выхода из нее равно приблизительно 36 часам. Летучие продукты перегонки отводятся, как сказано, особыми трубами в гидравлику и отсюда, при помощи эксгаустеров, поступают в систему сгустительных аппаратов. Состав паров и газов, отделяющихся из К., сильно зависит в количественном и качественном отношении от способа ведения перегонки. Вообще эти продукты можно подразделить на газообразные, жидкие и твердые.
Газообразные продукты, напоминающие по составу обыкновенный светильный газ, горючи и, будучи освобождены от аммиака, углекислоты и синеродистых соединений, представляют отличный светильный газ с сильной светящей способностью. На костяных заводах эти газообразные продукты, отделенные от жидких и, иногда, от аммиака (по общему способу), обычно проводятся обратно в обжигательную печь, чем достигается значительное сбережение постороннего топлива.
Жидкие продукты, сгущенные в холодильниках, разделяются при отстаивания на два слоя: один водянистый, со значительным содержанием аммиачных солей (16—32%), другой маслянистый, представляющий так назыв. животное или костяное масло, темно-бурого цвета, с резким, в высшей степени неприятным запахом. Водянистый продукт, называемый на заводах аммиачной водой, благодаря значительному содержанию в ней аммиака в виде кислой углекислой и карбаминово-аммиачной соли представляет ценный материал для добывания нашатырного спирта или нашатыря. На костяных заводах из нее добывают чаще всего серно-аммиачную соль, применяемую в сыром виде как удобрение. Костяное масло состоит, главным образом, из нитрилов жирных кислот (начиная с пропионового и до стеаринового), которых находится в нем от 40 до 45%, пиррола и его гомологов (10—15%), углеводородов, пиридиновых оснований, фенолов и пр. В сыром виде костяное масло может быть употреблено для синькального производства. Будучи очищено перегонкой, дает так назыв. диппелевое масло, быстро темнеющее на воздухе от образования продуктов окисления пиррола. Обработанное соляной кислотой и перегнанное несколько раз в атмосфере углекислоты, костяное масло употребляется в медицине и ветеринарии вместо так назыв. оленерогового спирта. Костяное масло служило одно время материалом для получения в чистом виде пиридинов.
Твердый продукт перегонки, осаждающийся в виде черного или бурого налета на стенках холодильников и труб, отводящих ретортные газы, состоит из смеси кислой углеаммиачной и карбаминово-аммиачной солей, пропитанных жидкими продуктами перегонки. Этот осадок время от времени счищается со стенок приемников и идет так же, как и аммиачная вода, на приготовление аммиачных препаратов. В заключение следует заметить, что с усовершенствованием приемов обезжиривания К. и обжига их, направленного, главным образом, на получение хороших сортов угля, с высоким содержанием углерода, получаются все меньшие выходы летучих продуктов, особенно костяного масла. Полученный из реторт готовый уголь идет на отсев для отделения угольной мелочи от крупного угля, и оба эти сорта поступают в продажу отдельно.
Костяная мука, приготавливаемая главным образом из губчатых частей К., а также из предварительно обезклеенной костяной дроби, получается различных сортов. Сорта и достоинство муки определяются содержанием в ней азота и фосфорной кисл. Хорошая мука, полученная из необезклееной К., содержит около 4½% азота и 19—20% фосфорной кислоты (Р2О5). В муке из обезклеенной К. азота меньше, около 1¼%, но зато более значительно содержание фосфорной кислоты, до 30%. Конечно, эти цифры несколько варьируют в зависимости от рода и качества измалываемой кости; здесь приведены средние для того и другого сорта. Для удовлетворения спроса и требований покупателей заводы приготовляют часто смешанные сорта муки, содержащие, напр., 2¼% азота и 26% фосфорной кислоты. Работы по помолу К. начинаются с просушивания К. Сухая К. размалывается в костяных мельницах, различные конструкции которых принадлежат к типу конусных или кофейных мельниц, вальцовых мельниц и дезинтеграторов; в заключение первый, более крупный, продукт помола обычно измалывается в жерновых поставах французскими жерновыми камнями, отделанными торцом, т. е. перпендикулярно к наслоению. Лучшие поставщики костедробильных аппаратов (как и вообще всяких дробильных машин): Палленберг в Мангейме, завод Круппа (gruson-werk) в Магдебурге, Нагеля и Кемп в Гамбурге. После размола на машинах мука идет в сита для просеивания и из них спускается самотеком в мешки (см. Костяное удобрение).
К. для изделий. — Для косторезного мастерства идут почти исключительно К. конечностей больших животных: во Франции предпочитают лошадиные, в Германии и у нас — бычьи. Лучшие К. — свежие, вываренные в «гусачных» заведениях; их остается только обезжирить, тогда как К., побывавшие в земле, не только желтеют и требуют беления, но и содержат обычно трещины. Сначала отпиливают концы около самых суставов, как части пористые и в дело негожие, затем вынимают мозг и соскабливают остатки связок; приготовленную таким образом К. варят несколько часов в воде со щелоком, зеленым мылом, растворимым стеклом или другими растворителями жиров. Затем вываренные К. сушат несколько дней на солнце, покрывая их слоем чистого песка, чтобы от слишком быстрого высыхания они не растрескались. У нас такой обработкой довольствуются для свежих К., темные же стараются выбелить раствором хлорной извести. За границей окончательной отбелке подвергают уже готовые изделия, перед полировкой, потому что достаточно выбелить поверхностный слой. Для этого их кладут на несколько часов в скипидар или бензин, чтобы растворить последние остатки жира, делающего К. полупрозрачной, затем варят недолго в воде, чистой или содержащей растворимое стекло. Отличную белизну К. получает, если ее держать несколько дней в скипидаре, выставив на солнце: при этом на дне сосуда выделяются капли водянистой жидкости, разъедающей К. Менее совершенно действует сернистая кислота, разъедающая слегка К.: можно класть готовые изделия в смесь растворов серноватисто-кислого натра и квасцов, выделяющую мало-помалу сернистую К. Удается также окрасить поверхностный слой К. в более белый цвет: для этого кладут ее в известковое молоко, прямо или лучше после непродолжительной обработки раствором фосфорной кислоты. Вместо продолжительного варения К. можно вымачивать их на холоде несколько дней в некрепком растворе едких щелочей: при этом меньше растворяется желатины и К. остается более прочной. К. можно окрашивать спиртовыми растворами разных анилиновых красок или, через посредство протрав, другими употребительными красильными веществами. Ср.: Г. И. Терлецкий, «Производство роговых и костяных изделий» (Екатеринослав, 1892).
Примечания
править- ↑ Подробности устройства этих печей можно найти в статье Петржиковского «Обзор способов приготовления и свойств костяного угля» («Записки Имп. Рус. Технического Общества» 1890 г., июль).