За стеклом

Стекло — почти ровесник современной цивилизации, и во все времена людей завораживала магия его свойств — прозрачность, инертность, блеск. 

Возьми, во имя Господа нашего Иисуса Христа, по одной части белой ртути, серы и мышьяка, — писал в «Малом алхимическом корпусе» схоласт XIII века Альберт Великий, небесный патрон науки в современном католицизме. — Все это смешай и прибавь полчасти жидкого серебра. Положи смесь в стеклянный сосуд и нагревай над добела раскаленным железом, покуда стекло не расплавится, а смесь не сгустится. Загустевшая смесь примет глубокий коричневый цвет. Возьми одну часть на сто частей железной руды или очищенной меди. Руда твоя или медь тотчас же обратится — нисколько не сомневайся! — в превосходный металл с прекрасной ковкостью».

Стекло — почти ровесник современной цивилизации. Во все времена людей завораживали его необычные свойства — прозрачность, инертность, блеск. Алхимическая традиция, к которой принадлежал Альберт Великий, возвела в культ использование стекла при проведении опытов. Несмотря на прошедшие столетия, культ остается жив.

«Какие свойства делают стекло таким ценным в химии? — рассуждает глава стеклодувной мастерской R&D центра СИБУРа по химическим технологиям НИОСТ Всеволод Сорокин. — Самое главное преимущество — связка двух свойств: твердости и парадоксальной химической и каталитической инертности. Именно поэтому стекло — незаменимый материал при процессах с участием кислот или, например, металлоорганики, чувствительных биотехнических процессах».

Купить всё, что необходимо химикам, невозможно: многие детали вообще не изготавливают на заводах. Нестандартные и единственные в своем роде детали стеклодув создает по чертежам химиков. Однако стекло из НИОСТа востребовано не только в виде колбочек и сосудов.

В химических R&D центрах стекло в сочетании с металлом используется прежде всего для создания пилотных установок. Как говорит Всеволод Сорокин, две основные цели любой пилотной установки — наработка продукта и опытное доказательство возможности масштабирования химических процессов, которые удалось успешно провести в лабораторных условиях. По сути, пилотная установка — это стеклянный завод в миниатюре.

Любая пилотная установка нужна для того, чтобы отработать технологический процесс. Начинается всё с идеи. Речь может идти о новой каталитической системе, необычном технологическом алгоритме процесса и, конечно, о синтезе нового, ранее не известного вещества.

Если идея оценивается положи­тельно и подтверждается экспери­ментами в условиях лаборатории, то следующий шаг в некоторых слу­чаях — пилотная установка. Химики совместно с отделом математиче­ского моделирования и конструк­торами разрабатывают ее схему. Металлические части установки покупают, а стеклянные заказывают стеклодуву.

Стеклодув создает объемную мо­дель и конструкторскую документа­цию. Документация согласуется хи­миками и отделом математического моделирования, и стеклодувная мастерская изготавливает необхо­димые части и аппаратуру. Неболь­шие изделия мастер выдувает на горелке, габаритные изготавливает на заварочных станках. На сложные устройства уходит по 2-4- часа, а на простые, вроде обратной проб 1-2 минуты. Всеволоду Сороки приходилось делать даже сте­клянную колонну высотой 3,5 метра.

Готовые части собирают в единое целое, делают обвязку насосами, клапанами, датчи­ками, после чего подключают уста­новку к систе­мам автомати­зации. А затем миниатюрный сте­клянный завод запускают.

Если все прошло хорошо, стекло­дув фактически превращается в мастера по техническому об­служиванию установки.

Несмотря на все досто­инства стекла, в химиче­ской промышленности давно как конструкционный материал исполь­зуется металл, как правило, различные стали. По мнению Всеволо­да Сорокина, занять первое место стекло не смогло по двум причинам.

Во-первых, размеры цельных стеклянных изделий технологически ограничены, их нельзя сварить из отдельных листов как стальные. Технологический максимум на сегодня — изготовление стеклянной ёмкости с максимальным диаметром 2 метра, при длине около 6 метров. Её объём — около 18 кубометров.

Второй серьезный недостаток стекла — при давлениях выше из­быточной атмосферы к конструк­ции стеклянной аппаратуры и ее эксплуатации предъявляют особые требования. Технологический потолок — 12 избыточных ат­мосфер; аппараты из стекла выше этого давления, как правило, не используют. А металл выдерживает сотни и тысячи атмосфер.

Впрочем, несмотря на всё это, стекло постепенно вытесняет металл из неко­торых областей. Например, в фармацевтическом и пи­щевом сегментах мало­тоннажной химической промышленности, где высока стоимость ки­лограмма продукта, как и требования к его чистоте.

К слову, нередко стекло и металл соединя­ют. Например, широко используются аппараты, в которых сталь футерова­на, или, проще говоря, отделана, тонким слоем специального стекла — эмалью. Не об этом ли писал Альберт Ве­ликий в своем ал­химическом сочи­нении?

СТЕКЛО НЕ ДАЕТ РАССЛАБИТЬСЯ

Есть такой анекдот в одну строку: «Стеклодув случайно чихнул на работе и со­здал новую вазу для «ИКЕА»». Русское слово «стеклодув» имеет в отличие от английского glass-blower точное определение — человек, который выдувает из стекла на пламени го­релки. Glass-blower, в свою очередь, означает широкий круг профессий в стекольной про­мышленности. Состояние стекольной отрасли в России и за рубежом тоже отличается.

Тем, кто хочет стать стеклодувом, я бы посоветовал изучать это ремесло за ру­бежом. В России никогда не было специ­ализированных учебных заведений для стеклодувов. Как у нас учили? Брали на производство, где мастер лет за пять обу­чал своего подмастерья основам дела. А в Германии, например, есть четыре крупных стеклодувных школы. Расположены они в маленьких немецких городках. Там созданы идеальные условия для обучения, в которых можно вырастить мастера за 2-3 года. Поч­ти аналогичные условия в НИОСТе. У меня самого в студенчестве таких условий не было, и своему делу я учился долго — поч­ти 8 лет.

Стеклодув — очень интересная профес­сия. Результаты твоей деятельности здесь очевидны и понятны сразу. В стеклодув­ном деле много математики, это меня при­влекает. Чем сложнее задание от химиков, тем интереснее работать. Есть, конечно же, и свои сложности. В первый год обучения было непросто держать равновесие с горя­чим стеклом в руках, потом привык, и стало проще. Кроме того, в нашем деле мало что получается «на автомате», нужно постоян­но думать, необходимо сосредоточиться на процессе. системе, нео­бычном технологическом алгорит­ме процесса и, конечно, о синтезе нового, ранее не известного веще­ства.