ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

НЕСТЕРЕНКО ЛЮДМИЛА ВАСИЛІВНА

УДК 677.11.021

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ ОДНОРІДНОГО

ЛЬНЯНОГО ВОЛОКНА

05.18.03 – первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ХЕРСОН – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Херсонському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Чурсіна Людмила Андріївна,

Херсонський національний технічний університет,

завідувач кафедри переробки, стандартизації і сертифікації сировини.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Михайлик Віктор Дмитрович, Херсонський національний технічний університет, завідувач кафедри екології і безпеки життєдіяльності;

кандидат технічних наук Мохер Юрій Володимирович, Інститут луб’яних культур Української академії аграрних наук, завідувач відділу стандартизації і сертифікації сировини.

Провідна установа:

Інститут сільського господарства Полісся Української академії аграрних наук, відділ льону, м. Житомир.

Захист відбудеться „_23__” ___березня___ 2006 року о 13_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.052.02 при Херсонському національному технічному університеті за адресою: 73008, м. Херсон – 8, Бериславське шосе, 24, корпус 1, ауд. 223.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського національного технічного університету за адресою: 73008, м. Херсон – 8, Бериславське шосе, 24, корпус 1.

Автореферат розісланий „_18_”___лютого__ 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.П. Сумська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах переходу до ринкової економіки одним із основних завдань первинної переробки льняної сировини є підвищення якості волокна та створення безвідходної технології використання льону в текстильній промисловості.

Узагальнюючи дослідження видатних вчених в галузі розробки ресурсозберігаючих технологій використання низькосортного короткого льняного волокна, можна зауважити, що існуючі технології не є універсальними.

На підприємствах бавовняної галузі внаслідок відсутності сировини, важкого фінансового стану і розладу старих економічних зв’язків випуск продукції здійснюється за рахунок економії сировини або часткової заміни її низькосортним коротким льняним волокном.

Використання на бавовняних комбінатах відходів первинної переробки льону дозволяє створити дільниці з підготовки короткого льняного волокна до процесів прядіння та ткацтва. Завдяки цьому розширюється і оновлюється асортимент випущеної продукції на основі натуральних і хімічних волокон.

Питання виробництва льняного волокна з однорідними фізико-механічними властивостями для подальшого прядіння в сумішах з натуральними і хімічними волокнами залишається актуальним. Воно потребує досконального вивчення залежності фізико-механічних показників модифікованого волокна від якості вихідної сировини та процесів очищення, розпушення і чесання, що відбуваються під час модифікації. Саме вирішенню цих актуальних питань і присвячені наші дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною програми досліджень кафедр переробки, стандартизації і сертифікації сировини та інформаційних і комп’ютерних технологій Херсонського національного технічного університету за темою „Розробка ресурсозберігаючих технологій первинної переробки льону і конопель для створення екологічно чистих товарів народного вжитку”, номер державної реєстрації 0199U001299, затверджений рішенням експертної ради Міністерства освіти і науки України, протокол №2 від 04.11.98 р.

Автор брала участь у розробці удосконаленої технології модифікації низькосортного короткого льняного волокна механічним способом і технології змішування його при одержанні дво- і трикомпонентної пряжі.

Мета і задачі дослідження. Метою досліджень є одержання льняного волокна з однорідними фізико-механічними властивостями, призначеного для використання його в бавовнопрядінні.

Для досягнення мети дослідження необхідно розв’язати такі задачі:

– теоретично обґрунтувати вибір технології одержання однорідного льняного волокна і обрати оптимальний технологічний ланцюжок з машин бавовнопрядильного виробництва;

– визначити основні фізико-механічні характеристики низькосортного льняного волокна, отриманого з різних льонозаводів України;

– провести виробничі випробування технології одержання однорідного льняного волокна в умовах бавовнопрядильної фабрики;

– проаналізувати зміну фізико-механічних характеристик льняного волокна на різних етапах механічної модифікації внаслідок впливу процесів очищення, розпушення і чесання;

– визначити вихід модифікованого льоноволокна з низькосортної льняної сировини, що надійшла з різних льонозаводів України;

– на основі методів статистичного аналізу виявити найбільш значимі показники якості льняного волокна і обґрунтувати можливість одержання однорідного модифікованого льоноволокна, придатного для використання у бавовнопрядінні, при сумісній переробці сировини з різних заводів-постачальників;

– здійснити розрахунок очікуваної економічної ефективності технології одержання однорідного льняного волокна на виробництві.

Об’єкт дослідження. Технологія модифікації льняного волокна механічним способом на бавовнопрядильному устаткуванні.

Предмет дослідження. Низькосортне коротке льняне волокно.

Методи дослідження. При вирішенні поставлених задач здійснювалася комплексна оцінка змін фізико-механічних показників низькосортного льняного волокна на різних етапах технологічного процесу. Для вивчення цих показників застосовано теоретичні та експериментальні методи, зокрема:

– органолептичний і вимірювально-ваговий методи дослідження льняного волокна відповідно до чинних Державних стандартів;

– математичної статистики для обробки експериментальних даних (критерії для перевірки гіпотези про нормальний розподіл генеральної сукупності, критерії порівняння двох середніх та дисперсій нормальних генеральних сукупностей, аналогічні критерії, що не залежать від розподілу генеральної сукупності);

– метод ротатабельного планування другого порядку.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що:

– на основі теоретичних і експериментальних даних визначено технологічний ланцюжок з машин бавовнопрядильного виробництва для одержання модифікованого льоноволокна з однорідними фізико-механічними показниками;

– на основі досліджень властивостей текстильних матеріалів визначено динаміку зміни фізико-механічних показників короткого льняного волокна на різних етапах модифікації;

– вперше математично обґрунтовані і параметри технологічного процесу первинної обробки низькосортного льняного волокна з різних льонозаводів України для одержання бавовноподібного волокна з однорідними фізико-механічними характеристиками;

– встановлена математична залежність довжини, засміченості та лінійної щільності від числа обертів головного барабана та величини розведення між головним барабаном і сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У.

Практичне значення одержаних результатів. Доведено доцільність часткового переходу бавовняних комбінатів на низькосортну льняну сировину.

Удосконалено технологію переробки короткого льняного волокна механічним способом і одержано модифіковане льоноволокно, яке використовують у сумішах волокон для створення нового конкурентоспроможного асортименту в бавовняній галузі.

На підставі статистичних досліджень розроблено рекомендації щодо можливості сумісної переробки льняного волокна №2 з різних заводів України.

Вперше експериментально визначено відсоток виходу модифікованого льоноволокна з низькосортного короткого льоноволокна.

Запропоновано оптимальні режими роботи і параметри чесальної машини ЧМД-4У. Це дозволяє переробляти модифіковане волокно, отримане з низькосортної льняної сировини, на обладнанні бавовняного підприємства і виготовляти з нього високоякісну змішану пряжу.

Здійснено виробничі випробування удосконаленої технології на I прядильній фабриці ВАТ „Херсонський бавовняний комбінат” (акт від 02.11.00) і доведено можливість та доцільність широкого використання цієї технології в умовах бавовняних комбінатів України (акт впровадження від 16.02.05).

Економічний ефект від переробки 1 тонни низькосортного льняного волокна в порівнянні з переробкою 1 тонни середньоволокнистої бавовни становить 505,99 грн.

Впровадження технології одержання однорідного льняного волокна не потребує значних матеріальних витрат.

Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно виконала усі експериментальні та теоретичні дослідження, викладені в дисертації, провела математичну обробку одержаних результатів та ротатабельне планування експерименту другого порядку, проаналізувала і узагальнила отримані результати.

У наукових працях, що опубліковані разом із співавторами, здобувачем розглянуто існуючі способи удосконалення технології одержання модифікованого волокна, наведено результати оптимізації технологічних параметрів модифікованого льоноволокна, виготовленого з низькосортного короткого льняного волокна, розглянуто вплив різних способів первинної обробки льону на його споживчі властивості.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися і обговорювалися на:

– науково-практичній конференції „Комп’ютерні технології для оптимізації хіміко-технологічних процесів опорядження текстильних матеріалів” на базі АТЗТ „Черкаський шовковий комбінат” і Черкаського інженерно-технологічного інституту 11-12 грудня 2000 р.;

– VII Міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта ‘2004”
(м. Дніпропетровськ, 10-25 лютого 2004 р.);

– міжвузівській науково-практичній конференції „Проблеми легкої та текстильної промисловості” (м. Херсон, ХДТУ, 20-23 квітня 2004 р.);

– на засіданнях кафедри переробки, стандартизації і сертифікації сировини в 2000-2005 рр.

Публікації. Основний зміст дисертації викладено у 5 наукових працях, які опубліковано в наукових фахових виданнях, що входять до Переліку ВАК України, та 2 тезах доповідей.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел та 2 додатків. Повний обсяг дисертації становить 176 сторінок. Робота проілюстрована 48 рисунками та 58 таблицями. Додатки займають 3 сторінок. Список використаних джерел містить 187 найменувань на 15 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи, розкрито сутність і стан наукової проблеми та її практичне значення, обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та задачі досліджень, їх наукове і практичне значення, охарактеризовано об’єкт, предмет та методи досліджень.

У першому розділі подано огляд літературних джерел. Наведено сучасні способи первинної обробки луб’яних волокон, які пов’язані із значними труднощами, обумовленими структурними властивостями самої сировини та багатоетапністю і різноманітністю технологій. В процесі первинної переробки льняної сировини вихід короткого волокна становить 70%. Тому в роботі показано, що текстильні підприємства зацікавлені у промисловому використанні короткого льняного волокна, яке при певній обробці може частково замінити бавовну.

Представлено порівняльну характеристику властивостей льону та бавовни, а також подано вимоги до фізико-механічних показників модифікованого льняного волокна.

Аналіз наукових робіт з переробки низькосортного короткого льняного волокна дозволяє визначити актуальність теми дисертаційної роботи, обґрунтувавши вибір саме механічної технології модифікації льняного волокна із застосуванням бавовнопрядильного обладнання.

У другому розділі викладено загальну методику і основні методи досліджень по технологічних переходах, де контролюється якість модифікованого льняного волокна за такими показниками: середня та штапельна довжина, лінійна щільність, вміст костриці і смітних домішок, вологість та розривне навантаження.

Представлені методики є спробою уніфікації методів визначення основних фізико-механічних характеристик як для бавовни, так і для льону. Отримані результати досліджень оброблялись за допомогою методів математичної статистики.

У третьому розділі розглянуто способи одержання модифікованого льняного волокна, яке за своїми властивостями наближається до бавовни або вовни. Охарактеризовано сучасні виробничі лінії модифікації.

Досліджувати механічну технологію модифікації льняного волокна можна тільки спираючись на наукові теорії технологічних процесів первинної обробки льону та бавовнопрядіння.

Для одержання з льняної сировини високоякісного модифікованого волокна механічним способом необхідно здійснити ряд технологічних операцій. Основні фізико-механічні процеси спрямовані на розпушення, очищення та чесання льняного волокна. Вони здійснюються на машинах бавовняного виробництва, які мають свої конструктивні особливості.

Успішний розвиток техніки в сучасних умовах можна здійснювати лише на базі теоретичного аналізу технологічних процесів, узагальнення наукових знань та тісного взаємозв’язку з підприємством.

У четвертому розділі подано технологію одержання льоноволокна з однорідними фізико-механічними властивостями механічним способом.

Для проведення експериментальних досліджень використовували коротке льняне волокно №2, отримане з Чоповицького, Червоноармійського та Радомишльського льонозаводів.

Вихідною сировиною для процесу модифікації є коротке льняне волокно, що являє собою волокнисту масу, до складу якої входять елементарні і технічні волокна із значним ступенем засміченості.

Основні фізико-механічні показники низькосортного короткого льняного волокна з вищезазначених льонозаводів при проведенні експериментальних досліджень визначали відповідно до методики, наведеної в розділі 2 дисертаційної роботи. Отримані результати подано в табл. 1.

Таблиця 1.

Фізико-механічні показники короткого льняного волокна №2, одержаного з льонозаводів України

№

п/п | Показники | Постачальники сировини – льонозаводи України

Чоповицький | Радомишль-ський | Червоно- армійський

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. | Середня довжина, мм

Штапельна довжина, мм

Лінійна щільність, текс

Масова частка костриці та смітних домішок, %

Вологість, %

Масова частка волокон

довжиною до 16 мм, %

Масова частка волокон прядомої групи (від 16 до 45 мм), %

Масова частка волокон

довжиною понад 45 мм, % | 60,26

70,36

4,37

40,18

13,22

1,59

15,15

83,26 | 59,88

73,84

3,91

33,27

11,43

0,84

6,84

92,32 | 50,09

60,71

4,36

31,29

11,56

3,30

18,48

78,22

Проаналізувавши дані таблиці 1, можна зробити висновок, що волокно, отримане з трьох льонозаводів України, має неоднорідні фізико-механічні показники.

Найбільшу середню довжину, яка дорівнює 60,26 мм, має коротке льняне волокно з Чоповицького льонозаводу, а найменшу (50,09 мм) – волокно з Червоноармійського льонозаводу. Проте масова частка волокон довжиною понад 45 мм найбільша у сировині, що надійшла з Радомишля – 92,32%, а найменша у волокні з Червоноармійського льонозаводу – 78,22%, в той час як для волокна з Чоповичів цей показник становить 83,26%.

Важливою фізико-механічною характеристикою волокна, що свідчить про його придатність для прядіння та ткацтва, є масова частка волокон прядомої групи (довжиною від 16 до 45 мм). Найбільший цей показник у льоноволокна, отриманого з Червоноармійська – 18,48%, а для сировини з Чоповицького льонозаводу він дорівнює 15,15%, тоді як у волокні, що надійшло з Радомишля, масова частка волокон прядомої групи найменша і становить лише 6,84%.

Волокно з Чоповицького і Червоноармійського льонозаводів має майже однакову лінійну щільність 4,37-4,36 текс, а для волокна з Радомишльського льонозаводу цей показник становить 3,91 текс.

Одним із найважливіших показників якості волокна, який впливає на технологічний процес його переробки, є засміченість. Засміченість льоноволокна з Чоповицького льонозаводу є найвищою і становить 40,18%, в той час як аналогічний показник для волокна з Радомишля дорівнює 33,27%, а для волокна, що надійшло з Червоноармійська – 31,29%. В зв’язку з цим необхідно включати у технологічний ланцюжок додаткові машини для більш ретельної очистки волокнистої маси.

Для одержання однорідного льняного волокна був обраний технологічний ланцюжок, наведений на рис.1.

Рис. 1. Технологічний ланцюжок одержання однорідного льняного волокна

Технологічні схеми і принципи дії машин, що входять до складу технологічного ланцюжка для одержання однорідного льоноволокна, подано в розділі 3 дисертаційної роботи.

Параметри заправки технологічного устаткування відповідають технологічним режимам фабрики на час проведення експерименту.

В результаті процесів розпушення та очищення основні фізико-механічні показники волокна з різних льонозаводів частково вирівнюються.

Вихід смітних домішок на тіпальній машині становить 13-20%, волокна вкорочуються на 4,0%. Треба зауважити, що після тіпання масова частка волокон довжиною понад 45 мм зменшується на 25%. Лінійна щільність отриманого волокна знижується на 28-30%.

Волокнистий матеріал являє собою пучки комплексних волокон, у яких ще зберігається сміття, вузлики волокон та дуже короткі волокна довжиною до 16 мм. Ця волокниста маса, сформована у вигляді полотна, подається на першу лінію модернізованих чесальних машин марки ЧМД-4У, де і здійснюється кардочесання.

Саме на цій ділянці виробництва відбувається значне потоншення і укорочення волокон у волокнистому потоці за допомогою механічного впливу двох кардних поверхонь суцільнометалевої пильчастої стрічки і шляпкової голчастої гарнітури на волокнистий матеріал, що знаходиться у вільному стані між цими поверхнями.

В результаті першого прочісування відбувається подальша зміна фізико-механічних показників льоноволокна.

Так, середня довжина значно зменшується. Найбільший цей показник у волокна, що надійшло з Чоповичів – 19,64 мм, тоді як середня довжина льоноволокна з Радомишльського та Червоноармійського заводів майже однакова – відповідно 17,52 і 17,68 мм.

Лінійна щільність ще не відповідає вимогам до модифікованого льняного волокна, тому що перевищує 1 текс. У волокна з Чоповицького льонозаводу цей показник найвищий і становить 1,32 текс.

Масова частка волокон прядомої групи (довжиною від 16 до 45 мм) найбільша у волокні з Червоноармійська – 64,54%, а найменша у волокні з Радомишльського льонозаводу – 56,72%.

Масова частка костриці і смітних домішок значно знизилася. Цей показник найбільший у волокна з Радомишля – 3,14%, а найменший у волокна з Чоповицького льонозаводу – 2,72%.

Фізико-механічні показники модифікованого льоноволокна, одержаного після першого прочісування, не відповідають аналогічним показникам середньоволокнистої бавовни, тому необхідно здійснити друге прочісування.

Модифіковане льняне волокно першого прочосу за допомогою пневмотранспорту надходить у машину марки МСП-4У, де відбувається змішування волокна. Волокнистий матеріал у камері утворює настил, що спирається на рифлені барабани. Рівень заповнення камери змішувача регулюється автоматично. Пучки волокнистого матеріалу подрібнюються розпушувальним барабаном і подаються у вивідний патрубок, а потім у бункери другої лінії чесальних машин ЧМД-4У по пневмотранспорту за допомогою конденсора.

Друге прочісування модифікованого льняного волокна дозволяє ще більш ретельно очистити волокнисту масу від смітних домішок і знизити вміст довгих волокон (довжиною понад 45 мм).

Характеристику модифікованого волокна другого прочосу наведено в табл. 2.

Таблиця 2

Фізико-механічні показники модифікованого льняного волокна
з сировини льонозаводів України після другого прочісування

№

п/п | Показники | Волокно льонозаводів

Червоно армійського | Чоповиць-кого | Радомишль-ського

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7. | Середня довжина, мм

Штапельна довжина, мм

Лінійна щільність, текс

Масова частка волокон прядомої групи (від 16 до 45 мм), %

Масова частка костриці та смітних домішок, %

Розривне навантаж., сН(гс)

Вологість, % | 13,48

20,42

0,43

56,80

1,98

4,7

14,10 | 14,62

19,10

0,46

56,40

2,16

4,3

14,20 | 13,24

18,82

0,44

60,40

2,62

4,6

13,90

Дані табл. 2 свідчать, що середня довжина льняного волокна становить 13,24-14,62 мм, його лінійна щільність знаходиться в межах 0,46-0,43 текс, масова частка волокон прядомої групи дорівнює 56,40-60,40%, а вміст костриці і смітних домішок становить 1,98-3,62%.

Таким чином, можна зробити висновок, що модифіковане льняне волокно, одержане після другого прочісування, має майже однорідні фізико-механічні властивості, а показники його якості відповідають показникам середньоволокнистої бавовни.

Отже, впровадження нових безвідходних технологій переробки вторинної сировини дозволяє виділяти з неї певну кількість волокна, придатного для використання в текстильній промисловості.

Саме тому з’явилась потреба визначити, який відсоток модифікованого волокна можна отримати з низькосортної льняної сировини, що надійшла з різних льонозаводів України.

При проведенні досліджень переробку короткого льняного волокна №2 з Радомишльського, Чоповицького та Червоноармійського льонозаводів здійснювали за технологічним ланцюжком, наведеним на рис. 1.

Вихід напівфабрикатів і відходів визначався методом зважування. Для цього використовували ваги 4го класу точності. Похибка при зважуванні може становити ±1%.

Результати експериментальних досліджень представлено в табл. 3.

Таблиця 3

Вихід напівфабрикатів і відходів з короткого льняного волокна Радомишльського льонозаводу

Цехи, види напівфабрикатів і відходів | Взято в переробку | Одержано напівфабрикатів, відходів з волокна

Коротке льняне волокно №2 | Полотно | Маса, кг | % до полотна | % до суміші

Тіпальний цех

Полотно і розривне полотно

Відходи з ПЛ-150-П1, СН-3У, ГР-8

Горішок і пух тіпальний

Підметини

Пух з фільтрів

Відходи невидимі | 573,28 |

375,43

53,25

48,67

1,75

51,69

42,49–––––– |

65,49

9,29

8,49

0,30

9,02

7,41

ВСЬОГО | 573,28 | 573,28 | 100,00

Чесальний цех

Модифіковане волокно 2-го прочосу

I лінія. Пачоси кардні

Горішок і пух чесальний

Підметини чисті

II лінія. Пачоси кардні

Горішок і пух чесальний

Підметини чисті

Пух з фільтрів

Відходи невидимі | 375,43 |

233,58

15,95

51,40

2,05

7,90

5,20

1,60

30,29

27,46 |

62,22

4,25

13,69

0,55

2,10

1,38

0,43

8,07

7,31 |

40,74

2,78

8,97

0,36

1,38

0,91

0,28

5,28

4,79

ВСЬОГО | 375,43 | 100,00 | 65,49

Рис. 2. Вихід модифікованого волокна з сировини

Радомишльського льонозаводу

У п’ятому розділі здійснено математичну обробку результатів досліджень. Для аналізу технологічних процесів одержання льоноволокна з однорідними фізико-механічними властивостями побудовано діаграми розподілу волокон за довжиною та штапельні діаграми. Ці діаграми наведено на рис. 3 і 4. Вони дають наочне уявлення про нерівномірність довжини досліджуваного волокна.

Для обґрунтованого використання методів математичної статистики перевірено гіпотезу про наявність нормального розподілу випадкової величини – середньої довжини волокон. Виявилося, що на всіх етапах модифікації її необхідно відхилити.

Тому доведення незначимості різниці між середніми значеннями середньої довжини волокон з різних льонозаводів (табл. 4) після другого прочісування вико-нано за Z-критерієм (табл. 5).

Таблиця 4

Значення середньої довжини модифікованого льоноволокна

Етап модифікації | Довжина волокна заводу-постачальника, мм

Радомишль | Чоповичі | Червоноармійськ

Полотно | 61,76 | 60,24 | 56,44

І прочісування | 33,08 | 30,87 | 33,65

ІІ прочісування | 28,60 | 30,18 | 29,10

Таблиця 5

Значення Z-критерію

Етап модифікації | Волокно заводу-постачальника

Радомишль –

Чоповичі | Радомишль –

Червоноармійськ | Чоповичі –

Червоноармійськ

Полотно | 1,22 | 2,33 | 4,22 | 2,33 | 2,91 | 2,33

І прочісування | 2,56 | 2,33 | 0,67 | 2,33 | 3,37 | 2,33

ІІ прочісування | 1,87 | 2,33 | 0,61 | 2,33 | 1,26 | 2,33

Побудовано математичні моделі залежностей штапельної масодовжини волокна, масової частки костриці та смітних домішок, лінійної щільності модифікованого волокна від числа обертів головного барабана і величини розведення між головним барабаном та сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У для першого і другого прочісування за алгоритмом ротатабельного планування другого порядку. За допомогою статистичних критеріїв доведено їх адекватність. Прикладом цих залежностей є рівняння (1-3). Індексація змінних збережена у відповідності до тексту дисертації.

Рівняння залежності штапельної масодовжини волокна від вхідних параметрів при другому прочісуванні має вигляд:

, (1)

де n2 – число обертів головного барабана;

l2 – величина розведення між головним барабаном та сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У;

y4 – штапельна масодовжина волокна.

Графічне зображення вищезазначеної залежності наведено на рис. 5.

Рівняння залежності засміченості волокна від вихідних параметрів при другому прочісуванні має вигляд:

, (2)

де n2 – число обертів головного барабана;

l2 – величина розведення між головним барабаном та сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У;

y5 – масова частка костриці та смітних домішок.

Рівняння залежності лінійної щільності волокна від вихідних параметрів при другому прочісуванні має вигляд:

, (3)

де n2 – число обертів головного барабана;

l2 – величина розведення між головним барабаном та сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У;

y6 – лінійна щільність модифікованого волокна.

У шостому розділі визначено позитивний вплив використання змішаної пряжі з вкладенням модифікованого льоноволокна на вартість і якість текстильної продукції. Економічна доцільність запропонованої технології обумовлена низькою вартістю короткого льняного волокна у порівнянні з ціною на бавовну. Економічний ефект від її впровадження становить 505,99 грн. на тонну льняного волокна.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Розроблено технологію одержання однорідного льняного волокна з низькосортної сировини льонозаводів України, яка дозволяє на 25-45% вирішувати проблему відсутності бавовни і впроваджено у виробництво на I прядильній фабриці ВАТ „ХБК”,

2. В результаті проведеного аналізу встановлено, що механічна технологія модифікації короткого низькосортного льняного волокна має низьку собівартість, яка в 2,5 рази менше вартості хімічної технології і на 10% – біологічної.

3. Аналіз поступових змін фізико-механічних показників льняного волокна в процесі переробки дозволив визначити додаткові технологічні операції при розпушенні, очищенні, чесанні, необхідні для одержання модифікованого льоноволокна з однорідними фізико-механічними властивостями, наближеними до бавовни.

4. На підставі статистичних досліджень вперше обґрунтовано можливість сумісної переробки низькосортного короткого льоноволокна з різними фізико-механічними властивостями в модифіковане на бавовнопрядильному обладнанні. Вихід модифікованого волокна при цьому становить 40%.

5. Визначено залежність фізико-механічних показників льоноволокна від заправних параметрів чесальних машин ЧМД-4У. Це дає бавовняним комбінатам можливість регулювати режими роботи чесальних машин таким чином, щоб вихідні параметри однорідного льняного волокна наближалися до відповідних параметрів бавовни.

6. З метою одержання льняного волокна, найбільш придатного для застосування в бавовнопрядінні, запропоновано регулювати швидкість головного барабана та величину розведення між ним і сміттєвідбійним ножем в залежності від лінійної щільності, штапельної масодовжини та засміченості.

7. На основі ротатабельного планування другого порядку було визначено оптимальну швидкість головного барабана – 515 хв-1 при розведенні у 1,5 мм між ним і сміттєвідбійним ножем. При таких параметрах в результаті другого прочісування одержують льняне волокно, найбільш наближене до бавовни за показниками штапельної масодовжини, лінійної щільності та засміченості.

8. Визначено економічний ефект від впровадження технології одержання однорідного льоноволокна для виготовлення змішаної пряжі, який становить 505,99 грн. на тонну волокна. Економічна доцільність запропонованої технології обумовлена низькою вартістю короткого льняного волокна у порівнянні з ціною на бавовну.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ
ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нестеренко Л.В., Кобельчук М.М. Аналітичний огляд стану поглибленої пере-робки низькосортного лляного волокна // Легка промисловість. – 2003. – № 1. – С. 58, 60.

Автору належать основні ідеї статті і аналіз сучасного стану переробки низькосортної льняної сировини.

2. Визначення відсотка виходу модифікованого волокна з низькосортної льняної сировини / Л.В. Нестеренко, Г.Я. Тулученко, Л.А. Чурсіна, М.М. Кобельчук // Легка промисловість. – 2003. – №2. – С. 58.

Л.А. Чурсіній, М.М. Кобельчуку належить формулювання проблеми і постановка задачі досліджень, а Л.В. Нестеренко, Г.Я. Тулученко – проведення досліджень та обробка результатів експерименту.

3. Нестеренко Л.В., Чурсіна Л.А., Кобельчук М.М. Розширення асортименту модифікованого лляного волокна // Легка промисловість. – 2003. – №3. – С. 54.

Автору належать проведення досліджень і визначення фізико-механічних показників модифікованого волокна.

4. Нестеренко Л.В., Чурсіна Л.А., Тулученко Г.Я. Теоретичне обґрунтування модифікації лляного волокна // Легка промисловість. – 2003. – №4. – С. 59-60.

Автору належать основні ідеї статті і обробка результатів досліджень.

5. Нестеренко Л.В. Сучасні тенденції розвитку лляної галузі // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – № 1 (8). – С. 121-123.

6. Нестеренко Л.В. Довирішення задачі модифікації низькосортного короткого льоноволокна // Наука і освіта ‘2004 : Матеріали VII Міжнародної науково-практичної конференції (10-25 лютого 2004 р.). – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – С. 18-20.

7. Нестеренко Л.В. Технології використання короткого низькосортного льоново-локна // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины: Материалы международной научно-практической конференции (20-23 апреля 2004 г.). – Херсон: ХГТУ, 2004. –С. .

АНОТАЦІЯ

Нестеренко Л.В. Розробка технології одержання однорідного льняного волокна. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.03 – первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва. – Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2006.

Захищається рукопис, що містить результати теоретичних і експериментальних досліджень технології одержання однорідного льняного волокна в умовах бавовняного комбінату.

На основі аналізу отриманих фізико-механічних показників якості льняного волокна на всіх переходах технологічного процесу та методів математичної статистики і теорії ймовірності було встановлено, що волокно різних льонозаводів можна переробляти сумісно в умовах бавовнопрядильних фабрик, одержуючи при цьому волокно з однорідними фізико-механічними властивостями.

В дисертації побудовано математичні моделі залежностей довжини, засміченості, лінійної щільності однорідного волокна від числа обертів головного барабана та величини розведення між ним і сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4У за алгоритмом ротатабельного планування другого порядку. За допомогою статистичних критеріїв доведено їх адекватність.

Визначено економічний ефект від впровадження технології одержання однорідного льоноволокна для виготовлення змішаної пряжі, що дозволяє розширити асортимент текстильної продукції. Економічна доцільність запропонованої технології обумовлена низькою вартістю короткого льняного волокна у порівнянні з ціною на бавовну. Економічний ефект від впровадження даної технології становить 505,99 грн. на тонну волокна.

Ключові слова: коротке льняне волокно, механічна обробка, фізико-механічні показники льняного волокна: довжина, засміченість, лінійна щільність.

АННОТАЦИЯ

Нестеренко Л.В. Разработка технологии получения однородного льняного волокна. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03 – первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. – Херсонский национальный технический университет, Херсон, 2006.

Защищается рукопись, содержащая результаты теоретических и экспериментальных исследований технологии получения однородного льняного волокна в условиях хлопчатобумажного комбината.

Анализ постепенных изменений физико-механических показателей короткого льняного волокна в процессе переработки позволил определить дополнительные операции при распушивании, очистке и чесании, необходимые для получения модифицированного льноволокна с однородными физико-механическими свойствами, приближенными к аналогичным показателям хлопкового волокна.

В условиях хлопкопрядильной фабрики из имеющегося в наличии оборудования была выбрана оптимальная технологическая цепочка машин для переработки низкосортного льняного волокна.

Для проведения эксперимента использовали сырье, полученное с трех украинских льнозаводов: Радомышльского, Чеповичского и Красноармейского.

Анализ полученного низкосортного короткого льняного волокна показывает, что оно имеет неоднородные физико-механические показатели. Так, наибольшую среднюю длину, которая равна 60,26 мм, имеет волокно с Чеповичского льнозавода, а самую меньшую (50,09 мм) – волокно с Красноармейского льнозавода. Самое высокое процентное содержание волокон длиной более 45 мм в волокне с Радомышльского льнозавода – 92,32%, а наименьшее (78,22%) – в волокне с Красноармейского льнозавода. Самый большой показатель засоренности у волокна с Чеповичского льнозавода – 44,02%, а наименьший (30,21%) – у волокна из Красноармейска.

Контроль физико-механических показателей льняного волокна осуществлялся на переходах технологического процесса, а именно: после трепания, первого прочесывания, второго прочесывания.

В результате процессов распушивания и очищения основные физико-механические показатели льняного волокна с различных льнозаводов Украины частично выравниваются.

Выход сорных примесей на трепальной машине составляет 13-20%, длина волокна уменьшается на 4,0%. Особо следует отметить что массовая доля волокон, длиной более 45 мм в процессе трепания сокращается на 25%, а линейная плотность снижается на 28-30%.

В процессе кардочесания осуществляется значительное утонение и укорачивание льняного волокна.

Принимая во внимание то обстоятельство, что физико-механические показатели волокна после первого прочесывания не соответствуют аналогичным показателям средневолокнистого хлопка, осуществляют второй прочес.

Анализируя изменения данных физико-механических показателей: длины, линейной плотности, засоренности, процентного содержания волокон прядомой группы, можно сделать вывод, что при механической обработке по предложенной технологии короткое льняное волокно после второго прочесывания приобретает свойства хлопка. Это волокно используют в смесях натуральных и химических волокон для получения двух- и трехкомпонентных пряж.

Экспериментальным путем определен процент выхода модифицированного льняного волокна в процессе механической обработки, он составляет ? 40,77%.

Для анализа технологических процессов получения однородного льняного волокна механическим способом построены диаграммы распределения волокон по длине и штапельные диаграммы, которые дают наглядное представление о неравномерности длины исследуемого волокна.

В диссертационной работе построены математические модели зависимостей штапельной длины, засоренности, линейной плотности от числа оборотов главного барабана и величины разводки между главным барабаном и сороотбойным ножом машины ЧМД-4У с использованием алгоритма ротатабельного планирования второго порядка. С помощью статистических критериев доказана их адекватность.

Определен экономический эффект от внедрения технологии получения однородного льноволокна для производства смешанных двух- и трехкомпонентных пряж, что позволило расширить ассортимент текстильной продукции. Экономически обоснована целесообразность внедрения предложенной технологии, обусловленная низкой себестоимостью короткого льняного волокна (4947,20 грн. за тонну) по сравнению с ценой на хлопковое волокно (5833,00 грн. за тонну). Экономический эффект от внедрения данной технологии составляет 505,99 грн. на тонну полученного волокна.

Ключевые слова: короткое льняное волокно, механическая обработка, физико-механические показатели льняного волокна: длина, засоренность, линейная плотность.

ANNOTATION

Nesterenko L.V. Development of technology of obtaining of homogeneous linen fibre. – A Manuscript.

Dissertation on the obtaining of scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.18.03 Primary treatment and storage of plant products. Kherson national technical university, Kherson, 2006.

The manuscript, that contains the results of theoretical and experimental researches of technology of obtaining homogeneous linen fibre in the conditions of cotton combine is being done. On the basis of the received physical-mechanical indexes of qualities of linen fibre airing defending all transitions of technological process and methods of mathematical statistics and probability theory, it was stated that the fibre of different flax producing plants can be redone jointly in the conditions of cotton-spinning factories, getting here a fibre with homogeneous physical-mechanical properties.

The mathematical models of dependences of length on litter, linear closeness of homogeneous fibre on the number of turns of main drum and size of breeding between it and litter knife of machine of ЧМД-4У after the planning algorithm of the second order are built in dissertation, their adequacy is proved by statistical criteria.

The economic effect from introduction of technology of obtaining of homogeneous flax fibre for making of the mixed yarn was stated that allows to extend the assortment of textile products. Financial efficiency of the offered technology is conditioned by the low cost of short linen fibre in comparison with a price on a cotton. An economic effect from the introduction of technology is 505,99 UAH on the ton of fibre.

Keywords: short linen fibre, tooling, physical-mechanical indexes of linen fibre: length, littered, linear closeness.

Відповідальна за випуск Сумська О.П.

Підписано до друку __16.01.06

Формат 60х90/16. Папір офсетний.

Умовн. друк. аркушів 1.0

Тираж 100 прим. Замовлення № 4405

Надруковано у видавництві ХНТУ

73008, м.Херсон, Бериславське шосе, 24