谈氯化钙在真空充氮档案保护技术中的应用
张忠良
摘 要：氯化钙作为干燥剂，可以除去档案中过多的水分，同时杀死霉菌、害虫及虫卵，起到防虫、防霉，使存储档案久存不变质的效果。本文是在现有的一种真空充氮档案保护技术中，提出增加使用氯化钙除湿的新措施，来克服含湿量高、档案纸张发生化学反应的弊端，从而改进真空充氮档案保护技术。
关键词：氯化钙；真空充氮；档案保护技术
档案是一种很珍贵的财富，是对过往历史的记录，是人类记忆的重要载体。档案在保管和利用的过程中，随着气温和湿度的变化，以及可能的管理不善，很容易出现霉变或受到氧化、虫蛀等各种侵蚀，遭到破坏。如不及时处理，这些侵蚀很容易蔓延扩大，致使大批档案受损，带来不可估量的损失。针对这种情况，有效的档案保护技术显得尤为重要。
1 真空充氮档案保护技术概述
随着现代科技的不断进步，我国档案保护技术也在不断发展，一种真空充氮档案保护技术也就随之悄然问世了。真空充氮档案保护技术的原理是将档案文件材料置于氮气环境中进行保存，对那些依赖氧气生存的害虫和好氧性菌进行杀灭，同时也会阻断厌氧性及菌丝状霉菌的生长、滋生、繁殖，从而起到保护档案的作用。但是，由于现在档案载体的多样性，水分的缓慢渗透也同样会对档案带来破坏。在现有的档案保护技术中，并没有排除水分这一措施，密封的氮气装置如含湿量高，将加速存储档案纸张的化学反应，加快对纸张的破坏，并对其它媒介材料的档案造成腐蚀，影响存储档案的寿命，突显了这项技术存在的弊端。
2 潮湿环境对纸质档案的影响及氯化钙在真空充氮档案保护技术中运用的可行性
潮湿的环境会增加档案纸张的含水率，含水率过高，会大大降低档案纸张的机械强度，从而影响档案的寿命。另外，潮湿的环境会加速纸张的化学反应，加速纸张的毁坏，湿度过高还会滋长霉菌、虫类的生长和繁殖，也对档案造成极大的破坏。针对目前真空充氮技术中不能除湿的弊端，笔者提出在该项技术中增加使用氯化钙除湿的新措施，增加档案保护的系数和方法，从而改进和完善真空充氮档案保护技术。
2.1 潮湿环境对纸质档案的影响。（1）潮湿环境会加速各种有害物质对档案纸张的破坏作用。若长时间将纸质档案置于潮湿的环境中，纸质档案很容易粘结在一起，而形成“档案砖”。（2）潮湿环境会使耐水性较差的纯蓝墨水、红墨水等字迹洇化退色。（3）潮湿环境更利于危害档案有害生物的生长和繁殖。（4）潮湿环境可以加剧空气中有害物质对档案的破坏作用。
2.2 氯化钙在真空充氮档案保护技术的作用和对现有真空充氮技术的改进。为了消除潮湿环境对纸质档案材料的影响，笔者提出在真空充氮技术中增加使用氯化钙除湿的新措施来克服上述弊端。氯化钙，具有吸湿性强的特点，每千克氯化钙可吸水1300克～1500克，氯化钙作为干燥剂可以除去档案中过多的水分，同时杀死霉菌、害虫及虫卵，起到防虫、防霉，使存储档案久存不变质的效果。
另外，笔者还对多台真空充氮柜并联安装统一控制；手动控制、自动控制与时间控制联用等方面进行了改进。
经过改进的真空充氮档案保护技术，可以同时调节湿度，阻断光线、有害气体和有益于微生物生长的气体、虫害等，实现低氧、低湿和高氮环境，可有效保护各种档案。
经过改进后的主要技术指标为：氮：98%以上；氧：2%以下；相对湿度：40%以下。
3 改进后的真空充氮档案保护技术中的使用方法
3.1 设计目标。经过改进后的真空充氮的档案保存装置，包括真空柜、真空泵、氮气瓶、控制柜和干燥柱。真空柜为密封结构，氮气瓶通过管道连通在真空柜靠上方的位置，真空泵和干燥柱分别通过管道连通在真空柜靠下方的位置，真空柜与氮气瓶、真空泵和干燥柱连通的管道上都设置有单向电磁阀，电磁阀通过电连接连接到控制柜。改进后操作简单，使用方便，控制合理，适用于大多数档案媒介材料，节省空间的同时，更便于统一管理。
真空柜内两端设置有隔离栅，将真空柜的上下两端处都分隔出空间，给管道连通真空柜的连接处留下空间，防止管道内气流影响到放置在真空柜内的档案。
真空柜内设置有可启闭保存笼，放置在真空柜内的两端隔离栅之间，使保存的档案文件与真空柜内壁避免接触。
干燥柱的一端排空，与真空柜的连接端设置有氧气检测仪和水分检测仪，上述干燥柱内放置的干燥剂为氯化钙干燥剂，吸收排出气流中的水分。
本文中所述的真空柜为多个并联接入，每个真空柜对应一个干燥柱，便于进行统一管理，并节省大量的设备和空间。
控制柜通过手动控制、自动控制和时间控制来对真空泵和单向电磁阀的控制和调节，进而实现对真空柜内环境的统一调节和管理。
控制柜内设置有PLC（可编程控制器——Programmable Logic Controller的简称），控制柜的自动控制和时间控制由PLC实现。
如图所示：
图1、图2所示的一种真空充氮的档案保存装置，包括真空柜1、真空泵4、氮气瓶2、控制柜3和干燥柱5。图中所示真空柜1为长方体结构，氮气瓶2通过管道连通在真空柜1靠上方的位置，真空泵4和干燥柱5分别通过管道连通在真空柜1靠下方的位置。图中所示真空柜1与氮气瓶2之间的管道上设置有电磁阀7（a），真空柜1与真空泵4之间的管道上设置有电磁阀7（b），真空柜1与干燥柱5之间的管道上设置有电磁阀7（c），上述电磁阀通过电连接连接到控制柜3。图中所示真空柜1内两端设置有隔离栅8，将真空柜1的上下两端处都分隔出空间，两端隔离栅8之间设置有可启闭保存笼9。图中所示干燥柱5的一端排空，与真空柜1连接处设置有氧气检测仪和水分检测仪6。
3.2 使用方法。
抽真空：将档案材料放置在真空柜1的保存笼9内后，封闭真空柜1，保持电磁阀7（a）和7（c）关闭，启动真空泵4将真空柜1抽成真空，并保持真空状态30min，将真空柜1内环境改变成为真空状态，以灭杀绝大部分的蛀虫和霉菌；
充氮气：关闭电磁阀7（b），电磁阀7（a）打开，将氮气充入真空柜1中，至常压后，打开电磁阀7（c），继续充入氮气20min，将真空柜1内环境改变为纯氮气环境；
自调节：保持所有电磁阀关闭状态，并按照固定时间频率打开电磁阀7（a）和7（c），使氮气流过真空柜10min，以保证真空柜1内环境一直处于纯氮气环境。
在使用过程中，如果档案保存装置保存的档案更换或使用，使得真空柜1被打开后，重新启用需重新进行抽真空和充氮气步骤，重新使真空柜1内环境处于纯氮气环境。
自调节步骤中通入氮气的时间频率为3～7天，根据干燥柱处的氧气检测仪与水分检测仪的观测数据进行调节，保证氧气含量或水分含量小于1%。
3.3 与现有真空充氮档案保护技术相比较，改进后的技术优点。一是真空柜的特定结构便于长时间保存档案，并节省外部空间，便于档案的集中存放与管理；二是干燥柱的设置，使真空柜隔绝水分，使之适用于大多数档案媒介材料；三是多台真空柜并联安装统一控制，更有利于大量档案材料的分类管理和长期保存；四是手动控制、自动控制与时间控制联用，使档案保存与取出操作更加合理。
4 总结
通过在真空充氮技术中增加使用氯化钙除湿的新措施改进后的真空充氮档案保护技术，可以很好地除去档案中过多的水分，同时杀死霉菌、害虫及虫卵，起到防虫、防霉，使存储档案久存不变质。同时，经过改进的真空充氮档案保护技术还能调节湿度，阻断光线、有害气体和有益于微生物生长的气体、虫害等，实现低氧、低湿和高氮环境，可有效保护各种档案。经过改进后的真空充氮档案保护技术操作简便，并且成本小，经济实惠，可以加大推广和使用，从而提高档案的保管质量，以利于更好地保存和利用档案。
*本文系2015年河南省档案局科技项目（项目编号：2015-B-04）研究成果。
