Оптимізація технологічного процесу обробки короткого лляного волокна

Abstract

Підвищення якості короткого льоноволокна, яке випускається вітчизняними льонопереробними підприємствами, є актуальним науково-технічним завданням для всієї лляної галузі країни. Метою статті є дослідження та удосконалення існуючих процесів обробки відходів тіпання за рахунок кількісної оцінки впливу технологічних факторів на показники якості короткого лляного волокна. Основні завдання: інтенсифікувати процес обробки відходів тіпання, розробити оптимальну технологічну схему одержання короткого льоноволокна. Для визначення впливу основних параметрів процесу на якість отримуваного короткого волокна використовувалися методи математичного планування експерименту. Для керування процентним вмістом костриці, оброблюваного матеріалу, в трясильній частині куделеприготувального агрегату змінювали швидкість обертання тіпальних барабанів за допомогою варіатора, а також шляхом встановлення шківів різних розмірів. При цьому, змінювали частоту обертання привідного вала живильного конвеєра, шляхом заміни зірочок. Отримані математичні моделі залежності вмісту костриці в короткому волокні та розривного навантаження скрученої стрічки із нього від кількості повторних обробок відходів тіпання на куделеприготувальному агрегаті, вильоту голок та їх розмаху на трясильній машині, кількості коливань голок, вологості сировини після сушильної машини і частоти обертання тіпальних барабанів. Для підвищення міцності скрученої стрічки короткого лляного волокна потрібно прагнути до зменшення кута розмаху голок та більш високих швидкостей обертання тіпальних барабанів. Ступінь видалення засмічень та костриці зростає, що покращує подрібнення волокон, а значить, в одиниці перетину стрічки буде більше чистих льоноволокон. Щоб досягти найменшої закостриченості у короткому волокні, яке виробляється, необхідно вибирати більші значення числа коливань голок трясильних машин, вильоту голок над поверхнею решітки, кількості обертів тіпальних барабанів, а вологість сировини повинна бути мінімальною. Кількість повторних обробок відходів тіпання позитивно впливає на зниження вмісту костриці у короткому льоноволокні. Підвищення швидкості обертання тіпальних барабанів та кількості повторних обробок матеріалу негативно впливає на обривність пряжі, одержаної з короткого волокна. Отримане льоноволокно може бути в чистому вигляді перероблене у об'ємні утеплювачі, целюлозу, технічну вату або в композити із наданням їм належних фізико-механічних властивостей. Перспективи подальших досліджень передбачають модернізацію технологічного обладнання з розмежуванням відходів тіпання за вмістом костриці при їх одержанні та пневмотранспортуванні до наступної стадії обробки.

Improving the quality of short flax fiber produced by domestic flax processing enterprises is an urgent scientific and technical task for the entire flax industry of the country. The aim of the article is to study and improve existing processes of scrapping waste processing by quantifying the influence of technological factors on the quality indicators of short flax fiber. The main tasks are to intensify the scrapping waste treatment process to develop an optimal technological scheme for producing short flax fiber. The methods of mathematical planning of the experiment were used to determine the influence of the main process parameters on the quality of the resulting short fiber. To control the percentage of scutch, the processed material, in the shaking part of the tow scutcher flax unit, the rotation speed of the scutching drums was changed using a variation, as well as by setting pulleys of different sizes. At the same time, the rotation frequency of the drive shaft of the feed conveyor was changed by replacing the sprockets. The mathematical models have been obtained of the dependence of the content of the scutch in the short fiber and the breaking load of the twisted tape on the number of repeated treatments of the scrapping wastes of the tow scutcher flax unit, the departure of the needles and their magnitude on the shaking machine, the number of needle vibrations, the moisture content of the raw materials after the drying machine and the speed of the scutching drums. To increase the strength of the twisted ribbon of short flax fiber, you need to strive to reduce the sweep angle of the needles and higher rotational speeds of the scutching drums. The degree of removal of weed impurities and scutch is growing, which improves the grinding of fibers, which means that in per unit section of the tape there will be more pure flax fibers. In order to achieve the smallest value of the content of the scutch in the short fiber, which is produced, it is necessary to choose large values of the number of oscillations of the needles of the shaker machines, the departure of the needles above the surface of the grate, the number of revolutions of the scutching drums and the moisture content of the raw materials should be minimal. The number of repeated treatments of scrapping wastes has a positive effect on reducing the content of scutch in short flax fiber. An increase in the rotation speed of scutching drums and the number of repeated processing of the material adversely affects the breakage of the yarn obtained from short fiber. The resulting flax fiber can be in its pure form processed into bulk insulation, cellulose, technical wool or composites with their corresponding physical and mechanical properties. The prospects for further research include the modernization of technological equipment with differentiation of scrapping waste by the content of the scutch when they are received and pneumatically transported to the next processing stage.

Повышение качества короткого льноволокна, выпускаемого отечественными льнопереработчиками, является актуальным научно-техническим заданием для всей льняной отрасли страны. Целью статьи является исследование и совершенствование существующих процессов обработки отходов трепания за счет количественной оценки влияния технологических факторов на показатели качества короткого льняного волокна. Основные задачи: интенсифицировать процесс обработки отходов трепания, разработать оптимальную технологическую схему получения короткого льноволокна. Для определения влияния основных параметров процесса на качество получаемого короткого волокна использовались методы математического планирования эксперимента. Для управления процентным содержанием костра, обрабатываемого материала, в трясильной части куделеприготовительного агрегата изменяли скорость вращения трепальных барабанов с помощью вариатора, а также путем установления шкивов разных размеров. При этом, меняли частоту вращения приводного вала питательного конвеера, путем замены звездочек. Полученные математические модели зависимости содержания костра в коротком волокне и разрывной нагрузки скрученной ленты из него от количества повторных обработок отходов трепания на куделеприготовительном агрегате, вылета игл и их размаха на трясильний машине, количества колебаний игл, влажности сырья после сушильной машины и частоты вращения трепальных барабанов. Для повышения прочности скрученной ленты короткого льняного волокна нужно стремиться к уменьшению угла размаха игл и более высоких скоростей вращения трепальных барабанов. Степень удаления засоров и кострицы растет, что улучшает измельчение волокон, а значит, в единице сечения ленты будет больше чистых льоноволокон. Чтобы достичь наименьшей закостричености в коротком волокне, которое производится, необходимо выбирать самое большое значение числа колебаний игл трясильних машин, вылета игл над поверхностью решетки, числа оборотов трепальных барабанов, а влажность сырья должна быть минимальной. Количество повторных обработок отходов трепания положительно влияет на снижение содержания костра в короткое льноволокно. Повышение скорости вращения трепальных барабанов и количества повторных обработок материала отрицательно влияет на обрывность пряжи, полученной из короткого волокна. Полученное льноволокно может быть в чистом виде переработанное в объемные утеплители, целлюлозу, техническую вату или в композиты с предоставлением им соответствующих физико-механических свойств. Перспективы дальнейших исследований предусматривают модернизацию технологического оборудования с разграничением отходов трепания по содержанию костра при их получении и пневмотранспортировании к следующей стадии обработки.