Фридрих Готлоб Келлер

Фридрих Готлоб Келлер (нем. Friedrich Gottlob Keller; 27 июня 1816, Хайнихен — 8 сентября 1895, Криппен) — немецкий изобретатель и механик, один из создателей технологии получения бумажной массы из древесины путём механического истирания (дефибрирования). Его изобретение, запатентованное в 1840-х годах, стало основой для массового производства дешёвой бумаги и оказало значительное влияние на развитие книгопечатания, газетной индустрии и канцелярской промышленности в XIX веке.

Биография

Ранние годы и образование

Фридрих Готлоб Келлер родился 27 июня 1816 года в городе Хайнихен (Саксония) в семье ткача. После окончания начальной школы он обучался ремеслу механика и токаря. С юных лет Келлер проявлял интерес к механике и техническим усовершенствованиям, самостоятельно изучал принципы работы различных станков.

Путь к изобретению

В 1830-х годах в Европе остро ощущалась нехватка сырья для производства бумаги. Традиционно бумагу делали из тряпичного сырья (льняных и хлопковых лоскутов), но его объёмы были ограничены, а цены — высоки. Это сдерживало развитие книгопечатания и прессы. Келлер, работая механиком, заинтересовался возможностью использования древесины как альтернативного источника волокна.

В 1843 году, экспериментируя с различными способами измельчения древесины, он сконструировал первый прототип дефибрера — устройства, в котором деревянные чурки прижимались к вращающемуся точильному камню. Вода, подававшаяся в зону контакта, смывала полученную древесную массу. Первые образцы бумаги, полученные из этой массы, были грубыми и непрочными, но сам принцип оказался работоспособным.

Патент и сотрудничество с Фойгтером

В 1846 году Келлер получил саксонский патент на «способ получения бумажной массы из древесины посредством механического истирания». Однако у него не было средств для промышленного внедрения изобретения. В 1848 году он продал права на патент предпринимателю и фабриканту Генриху Фойгтеру (Heinrich Voelter) из Хайденхайма. Фойгтер, обладая капиталом и инженерным опытом, совместно с Келлером доработал конструкцию дефибрера, сделав её пригодной для серийного производства.

В 1852 году на бумажной фабрике в Хайденхайме (Баден-Вюртемберг) была запущена первая промышленная установка. К концу 1850-х годов технология Келлера — Фойгтера начала распространяться по Европе, а затем и в Северной Америке.

Поздние годы и смерть

Несмотря на успех изобретения, Келлер не получил значительной финансовой выгоды. После продажи патента он продолжал работать механиком и изобретателем, но его дальнейшие проекты (например, усовершенствование прядильных машин) не имели коммерческого успеха. Последние годы жизни он провёл в бедности в городе Криппен (ныне район Хемница). Фридрих Готлоб Келлер скончался 8 сентября 1895 года.

Изобретение: механический способ получения древесной массы

Принцип действия

Изобретение Келлера основано на механическом истирании (дефибрировании) древесины. Основные элементы устройства:

• Точильный камень — вращающийся абразивный цилиндр (обычно из песчаника или искусственного корунда).
• Подающий механизм — гидравлический или пружинный прижим, который с определённым усилием прижимает деревянный чурбан к поверхности камня.
• Система водяного охлаждения и смыва — вода подаётся в зону контакта, чтобы предотвратить перегрев и возгорание древесины, а также смывает полученное волокно в сборный резервуар.

В результате получается грубая волокнистая масса (древесная масса, или «механическая масса»), которая после очистки, отбеливания и размола используется для изготовления бумаги.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Низкая себестоимость сырья (древесина доступнее тряпья).
• Простота технологии (не требует сложных химических реактивов).
• Высокая производительность (до 1–2 тонн массы в сутки на одном станке).

Недостатки:

• Низкая прочность бумаги (волокна короткие и повреждённые).
• Быстрое пожелтение и старение бумаги под действием света (из-за остатков лигнина).
• Ограниченная пригодность для долговременного хранения документов.

Несмотря на недостатки, механическая масса стала основой для производства газетной, обёрточной и дешёвой писчей бумаги.

Влияние на промышленность

Развитие бумажной индустрии

Изобретение Келлера и его промышленная реализация Фойгтером привели к резкому снижению стоимости бумаги. Если в 1840-х годах цена на бумагу была высокой, то к 1870-м годам, благодаря внедрению древесной массы, она упала в 3–5 раз. Это позволило:

• Увеличить тиражи газет и журналов (например, «New York Tribune» и «The Times» перешли на бумагу с добавлением древесной массы).
• Снизить стоимость книг и канцелярских товаров.
• Стимулировать развитие массовой грамотности и образования.

Конкуренция с химическими методами

В 1850-х годах параллельно развивался химический способ получения целлюлозы (сульфитный и сульфатный процессы), который давал более прочную и долговечную бумагу. Однако механическая масса оставалась востребованной для продукции, не требующей длительного хранения (газеты, рекламные материалы, упаковка). К концу XIX века в бумажной промышленности сложилось разделение: для высококачественной бумаги использовали химическую целлюлозу, для массовой — механическую массу или их смеси.

Память и признание

• В 1896 году, через год после смерти Келлера, в Хайнихене был установлен памятник изобретателю.
• Имя Фридриха Готлоба Келлера носит одна из улиц в Хемнице.
• В 1950-х годах в ГДР была выпущена почтовая марка, посвящённая Келлеру.
• В городе Хайнихен действует музей бумажного производства, где представлены реконструкции его дефибрера.

Источники

• Friedrich Gottlob Keller: Der Erfinder des Holzschliffs. In: Sächsische Biografie. Institut für Sächsische Geschichte und Volkskunde.
• Die Geschichte der Papierherstellung. VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1985.
• Hunter, D. Papermaking: The History and Technique of an Ancient Craft. Dover Publications, 1978.
• Bayer, H. Das Papier: Eine Kulturgeschichte. Springer-Verlag, 1990.