Переработка льняной соломы на луб

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Переработка льняной соломы на луб. Технологические особенности переработки льняной соломы на луб

Вопрос 1. На ряде льнозаводов льняная солома перерабатывается на луб. Производство льняного луба является сравнительно новым направлением в промышленности первичной обработки льна.

Приготовление льняного луба из льняной соломы имеет свои специфические особенности. Льняная солома отличается от тресты биологического приготовления тем, что все ткани в ней сохранены в том виде, как они образовались во время роста стебля, в то время как в процессе приготовления тресты некоторые ткани разрушаются полностью (кутикула, эпидермис и камбий). Частично подвергаются разложению и пектиновые вещества, склеивающие элементарные волокна. При переработке льняной соломы на луб все эти ткани, сохраняясь в льняной соломе, затрудняют ее обработку, усложняют технологию и требуют воздействий на материал несколько иного характера. технологический льняной физиологический

Обрабатываемость льняной соломы на луб, или так называемая декортикационная способность, в значительной степени зависит от ее физиологических особенностей. Эти особенности связаны с условиями роста стеблей: почвой, удобрением, климатом, густотой посева, стадией спелости при уборке.

Наиболее легко декортицируются стебли ранней желтой спелости (светло-желтые и светло-зеленые), несколько труднее -- стебли нормальной спелости и наиболее трудно -- стебли поздней стадии уборки.

Декортикационная способность льняной соломы резко меняется также в зависимости от толщины стеблей. Наиболее легко обрабатываются толстые стебли, труднее -- стебли нормальной толщины и наиболее трудно --тонкие стебли.

Прочность льняной соломы сама по себе не характеризует ее декортикационную способность, но от прочности зависит степень воздействия механизмов, которую можно допускать при обработке льняных стеблей.

Декортикационная способность льняной соломы зависит и от селекционного сорта. Практика работы льнозаводов показала, лучше всех декортицируется лен сорта Л-II20, несколько же -- сорта Светоч, а сорта 1288/12 -- труднодекортицируемый.

Наблюдения показывают, что декортикационная способность льняной соломы зависит и от метеорологических условий во время роста льна. Влажная и дождливая погода улучшает декортикационную способность льняной соломы. Особенно благоприятно сказывается на улучшении декортикационной способ-выпадение дождей накануне теребления льна.

Льняная солома по сравнению с трестой быстрее подвергается порче, так как в ней имеется много органических веществ, являющихся питательной средой для грибов и микробов, вызывающих мацерацию тканей стебля -- частичное разрушение покровных тканей и пектиновых веществ при неблагоприятных условиях хранения стеблей. Из льняной соломы, подвергшейся частичной мацерации, получается недоброкачественный луб. Ввиду того, что при выработке луба применяются усиленные по сравнению с переработкой тресты механические воздействия, части стеблей разрушаются, выход длинного луба при этом понижается. Льняную солому, предназначаемую для выработки луба, во избежание ее порчи следует хранить в шохах с исправными крышами, а при вынужденном хранении в скирдах, льняную солому необходимо укладывать особенно тщательно.

Фактором, затрудняющим выработку льняного луба и его последующую переработку, является наличие в льняной соломе сорняков. При биологических способах переработки льняной соломы большая часть сорняков обычно разрушается и удаляется. При переработке же льняной соломы на луб сорняки затрудняют нормальный ход технологического процесса как в первичной обработке, так и в прядении. Особенно трудно отделяются от льняного луба сорняки -- подморенник цепкий и повилика льняная.

Подготовка льняной соломы к переработке на луб

Для переработки на луб льняная солома должна быть хорошо подсортирована по длине, толщине и цвету. В зависимости от цвета льняную солому сортируют на три группы: желтую, зеленую и бурую. Льняная солома с заметной пораженностью грибными заболеваниями (ржавчиной, полиспорозом и др.) отделяется от здоровой. Снопы, в которых имеются стебли льняной соломы разного цвета, при сортировке должны быть отделены от общей партии, а также снопы с повышенной влажностью и пораженные ржавчиной и другими заболеваниями.

Рассортированные партии льняной соломы по номерам должны поступать в производство однородными партиями. В течение смены не допускается переработка на машинах соломы разных номеров. Не рекомендуется смешивать также сырье разных селекционных сортов.

Льняная солома с влажностью выше 17% подлежит искусственной сушке с последующим увлажнением. При переработке на луб льняной соломы с влажностью ниже 13--14% получают пониженный процент выхода длинного луба, поэтому такую солому следует увлажнять. Необходимость увлажнения льняной соломы, перерабатываемой на луб, возникает обычно в сухие летние месяцы, когда она чрезмерно высыхает при хранении. В зимнее время, наоборот, льняную солому часто приходится подсушивать.

Льняную солому следует подсушивать в несколько других условиях, чем льняную тресту. Ввиду того, что ткани стеблей соломы обогащены органическими веществами углеводного и белкового состава, эти вещества в процессе сушки при высокой температуре спекаются, что делает лубяной покров хрупким. Такое видоизменение органических веществ стебля соломы является причиной снижения выходов длинного луба и ухудшения его качества. Поэтому льняную солому следует подсушивать при температуре не выше 50--60° С, после подсушки она должна пройти естественную отлежку в течение 2--3 суток или подвергнуться искусственному увлажнению в увлажнительных зонах сушилки.

При увлажнении льняной соломы следует учитывать, что повышать влажность нужно только в лубяном слое, древесина же должна оставаться максимально сухой.

Вопрос 2. Технологический процесс получения длинного льняного луба

Льняная солома перерабатывается на луб на мяльно-трепальном агрегате, в состав которого входят мяльная машина МЛС-1 и трепальная машина ТЛ-40. Мяльная машина МЛС-1 предназначена для излома древесины стеблей льняной соломы и частичного удаления насыпной костры. Машина имеет 24 пары вальцов.

Технологическая схема машины МЛС-1 показана на рис. 1.

Рис. 1. Технологическая схема машины МЛС-1.

При переработке труднообрабатываемой льняной соломы для усиления эффективности промина на машине МЛС-1 необходимо увеличить количество вальцов мелкого рифления и вместо 11 -- 14 пар мяльных вальцов с числом рифлей 36 установить вальцы с 48 рифлями. Кроме того, вместо вальцов с 15--18 рифлями установить мяльные вальцы с 56 рифлями. Линейная скорость прохождения материала в машине МЛС-1 должна быть около 50 м/мин.

С мяльной машины МЛС-1 материал поступает на трепальную машину ТЛ-40. Количество недоработки при выработке длинного луба не должно превышать 25--30%. Ее дорабатывают на той же трепальной машине при соответствующих изменениях в режиме работы: как правило, при повышенной скорости транспортерно-зажимного механизма и меньшей частоте вращения трепальных барабанов.

Технологический процесс получения короткого луба

Выработка длинного льняного луба на мяльно-трепальном агрегате сопровождается выделением отходов трепания, из которых на куделеприготовительных машинах получают короткий луб. Для производства короткого льняного луба используют куделеприготовительные машины КПМЛ-2М или КП-100-Л, в которых типовые мяльные вальцы заменены вальцами с большим числом рифлей для усиления процесса мятья.

Для предварительной очистки лубяных отходов трепания, поступающих с мяльно-трепального агрегата от насыпной костры и для предварительного рыхления материала перед сушкой используют трясильную машину ТГ-135-Л, Трясильную машину устанавливают после трепальной машины. Для передачи лубяных отходов трепания с трепальной машины на трясильную ТГ-135-Л применяют пневматический транспорт. Лубяные отходы трепания сушат в сушилке СКП-10-КУ. На куделеприготовительных машинах перерабатывают на короткий луб и низкосортную льняную солому,

Переработка отходов трепания, как более хрупкого материала, обусловливает малые величины захождения бил и уменьшение частоты вращения трепальных рабочих органов.

Лучшие результаты переработки льняной соломы на короткий льняной луб получают при интенсификации технологического процесса путем применения дополнительного промина льняной соломы на мелкорифленых вальцах и трепания при мягком режиме.

Выпущен опытно-промышленный образец куделеприготовительного агрегата КПЛС-1, предназначенного для получения короткого луба из отходов трепания и льняной, соломы низкого номера.

Агрегат КПЛС-1 состоит (рис. 2) из питающего транспортера 1 для приема сырья из сушильной установки и подачи его в колковый питатель, колкового питателя 2, предназначенного для утонения и параллелизации слоя сырья (вытяжка слоя в 7,8 раза), первой мяльной машины 3, первой трепальной машины 4, второй мяльной машины 5, второй трепальной машины 6, трясильной машины 7.

Первая и вторая мяльные машины отличаются друг от друга и от мяльной машины агрегата КПМЛ-2 только набором вальцов.

Первая и вторая трепальные машины, а также трясильная машина по устройству аналогичны трепальным машинам агрегата КПМЛ-2М и отличаются только тем, что во второй трепальной машине и в третьем трепальном узле нет отбойных барабанов. Вместо них установлена одна пара 14-рифлевых мяльных вальцов. Эта пара принимает луб из трепальных барабанов и передает его на трясильную машину.

Отходы трепания луба обрабатываются на агрегате КПЛС-1 при влажности 12--14%. Льняную солому низкого номера и путанину обрабатывают при влажности 14--16%. Производительность агрегата при обработке сырья -- 350 кг/ч.

Вопрос 3. Технологический процесс получении льняного луба в виде ленты

Разработан технологический процесс получения льняного луба в виде ленты. Льняную солому подсушивают, формируют вручную толстым слоем, который поступает в вытяжной механизм, где он утоняется до толщины, необходимой для обработки. Механическая обработка начинается в мяльной машине МЛС-1 (см. рис. 1), которая состоит из 24 пар мелкорифлевых вальцов. Из мяльной машины лента сырца поступает на вибрационный транспортер, верхняя ветвь которого получает встряхивающие воздействия от качающейся внутри транспортера поперечной планки. Сырец, перемещаемый транспортером. встряхивается, и костра удаляется от него. Для удаления костры сверху над транспортером установлен воздушный отсос. Далее лента сырца поступает в гребенное поле, представляющее собою планчатый транспортер. Затем лента поступает в вытяжную пару, где слой несколько утоняется и из него частично удаляется костра. Удалению костры способствуют два сопла, установленных над гребенным полем, через которые проходящий слой сырца продувается потоком воздуха.

Из гребенного поля лента поступает через второй вибрационный транспортер во вторую мяльную машину, вальцы которой имеют большее, чем в первой машине, число рифлей. Затем обработка ленты луба происходит на двух вибрационных транспортерах, между которыми имеется гребенное поле. Далее лента обрабатывается на третьей мяльной машине, которая имеет вальцы с наибольшим числом рифлей.

После третьей мяльной машины лубяная лента проходит еще одну обработку на вибрационном транспортере и на выходе сужается и укладывается в таз. На этом заканчивается первый этап обработки.

Окончательно лента луба обрабатывается на двух раскладочных машинах, перед каждой из которых установлено по два вибрационных транспортера. После первой раскладочной машины лента луба дополнительно обескостривается в вибрационном механизме, который состоит из пяти пар рифленых вальцов, между которыми установлены три вибратора. После вибрационного механизма лента укладывается в таз. При выходе со второй раскладочной машины, выполняющей функции перегонной, лубяная лента эмульсируется, укладывается в тазы и прессуется в пачки.

Общее содержание костры в ленте 10--13%.

Производительность линии 400--500 кг ленты луба в смену. Схема технологической линии получения льняного луба в виде ленты приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема технологической линии получения льняного луба в виде ленты: 1-вытяжной механизм; 2- 1-я мяльная машина; 3, 5, 7, 9, 11, 14 - вибрационные транспортеры; 4, 8-гребенное поле; 6- 2-я мяльная машина; 10 - 3-я мяльная машина; 12- таз; 13- раскладочные машины; 15- вибрационный механизм (пять пар рифленых вальцов, между которыми три вибратора); 16- вибраторы; 17- таз.

2. Прессование стеблей и волокна в кипы

Вопрос 1. Прессование волокна в кипы является последней операцией, которую проходит волокно на льнозаводе. Прессование уменьшает объем, занимаемый волокном, почти в 3 раза и облегчает механизацию погрузки и разгрузки.

Волокно на льнозаводах прессуют на прессах РП-5-УМ вертикального типа или прессах ГПВ-1 горизонтального типа. Пресс РП-5-УМ (рис. 1) состоит из П-образной станины, прессующей платформы, системы рычагов и механизма привода.

Рис. 1. Схема пресса РП-5-УМ: 1 -- прессовочная платформа; 2 и 3 -- блоки; 4 -- грузы общей массой (весом) 400кг; 5 -- кулачковая муфта

Под аркой пресса на полу уложены рельсы, по которым на колесах перемещаются прессовочные камеры, представляющие собою ящики с откидной передней стенкой и съемным дном. Волокно загружают в камеру вне пресса. Для прессования камеру с волокном подают под прессующую платформу, которая в это время находится в верхнем положении. При движении платформы вниз она входит внутрь прессовочной камеры и сжимает волокно. Когда платформа достигнет нижнего положения, привод автоматически выключается. Переднюю стенку камеры открывают, камеру (без дна) выкатывают из-под арки пресса, а оставшуюся в прессе кипу увязывают крутцами. Кипы длинного трепаного и короткого льняного волокна обвязывают согласно стандарту в четырех местах одним из трех способов: первый способ -- двумя веревками, второй способ -- одной веревкой «спиралью», третий способ -- четырьмя веревками.

Масса и размеры кип должны соответствовать требованиям стандарта.

Пресс обслуживают два человека при работе с одной прессовочной камерой и три -- при использовании двух камер; часовая производительность пресса составляет соответственно б и 9 кип.

Габаритные размеры пресса, мм: длина (вместе с рельсовым путем) 7200, ширина 3000, высота 3350, мощность электродвигателя 4t5 кВт.

Недостатком пресса РП-5-УМ является большая высота прессовочной камеры, что создает неудобство при загрузке в нее волокна. Кроме того, камера не вмещает всей навески короткого волокна без дополнительного уплотнения, для чего на ряде льнозаводов установлены подпрессовщики различных конструкций, разработанные силами завода. Горизонтальный пресс ГПВ-1 не имеет этих недостатков. Операция подпрессовки короткого волокна в прессе ГПВ-1 механизирована, а верхний край прессовочной камеры находится на высоте 950 мм от уровня пола, что облегчает загрузку волокна. Пресс ГПВ-1 имеет две камеры. Конструкция пресса разборная. Это позволяет заводу-изготовителю выпускать пресс в трех различных вариантах сборки: ПКД -- для прессовки длинного и короткого волокна, ПД -- для прессовки в обеих камерах только длинного волокна и ПК-- для прессовки короткого волокна.

Производительность пресса ГПВ-1 составляет 9 кип в час при обслуживании его двумя рабочими.

Габаритные размеры пресса ГПВ-1, мм: длина 7230, ширина 1720, высота над уровнем пола 1660. Прессы сборки ПД имеют один электродвигатель мощностью 7 кВт; каждый подпрессовщик (при сборке ПК их два) имеет отдельный электродвигатель мощностью 1 кВт.

Кипы волокна маркируют - прикрепляют к ним бирки, на которых указывают наименование льнозавода, вид волокна его номер.

Значение прессования в технологии первичной обработки лубяных культур

Технологический процесс первичной обработки начинается и заканчивается прессованием. В начале процесса прессуют стебли, в конце - волокно. Прессование стеблей проводят как в поле, так и на заводах. Прессование соломы и тресты в поле может осуществляться с помощью рулонных пресс-подборщиков, поршневых прессов и пресс-подборщиков гофрирующего типа. В этом случае сырье на заводы доставляют в рулонах или кипах. Если сырье поступает на заводы в снопах, то прессование их в кипы перед мочкой проводят на заводах, применяя поршневые или дуговые прессы.

Большим преимуществом прессования стеблей соломы и тресты в поле является устранение ручного труда при уборке и проведении погрузочно-разгрузочных работ при доставке сырья на заводы. Кроме того, при прессовании стеблей непосредственно из лент в поле лучше сохраняется их качество, стебли не растягиваются и не перепутываются.

Важно и то, что уборка льна с использованием пресс-подборщиков может быть проведена в короткие сроки при благоприятной погоде.

Паковки стеблей и тресты должны отвечать следующим требованиям:

материал не должен повреждаться в процессе подбора я прессования;

стебли в паковке должны сохранять параллельность я не перепутываться, чтобы паковку можно было легко разобрать;

паковка должна сохранять правильную форму при транспортировках и перегрузках.

Исследования показали, что льняную тресту и солому можно прессовать до плотности 200 кг/м3. При этом стебли не подвергаются заметным механическим повреждениям, их свойства не ухудшаются в процессе хранения с нормальной влажностью. При заданных плотностях в массе размеры паковок определяются длиной стеблей и условием прочности при перегрузках. Поэтому ширина в направления расположения стеблей как у прямоугольных, так и у цилиндрических паковок в большинстве случаев равна 1,1-1,2 м.

Если паковка стеблей на заводе без переформирования поступает в мочку, то ее плотность ограничивается 105- ПО кг/м3. В противном случае процесс получения тресты замедляется и протекает неравномерно по сечению кипы или рулона.

Готовую продукцию заводов в виде длинного и короткого волокна отправляют на текстильные фабрики кипами. Форма, размеры и масса кип волокна определяются государственным стандартом. Согласно стандарту размеры кип, см, длинного и короткого волокна составляют (78 + 1) X (53 + 1) X (57 + 3). Масса длинного волокна в кипе должна быть 80, короткого - 60 кг.

Уменьшение размеров кип при сохранении качества волокна не ограничивается. Плотность длинного волокна в кипах составляет примерно 340, короткого - 250 кг/м3.

Габарит кип при заданной массе имеет большое экономическое значение, так как определяет загрузку железнодорожных вагонов. Чем меньше размеры кип, тем полнее используется объем транспорта. Поэтому уменьшение размеров кип с сохранением качества волокна имеет важное народнохозяйственное значение.

Вопрос 2. Влияние сжатия льняных волокон на их свойства

Действие внешних сил на волокно в зависимости от их величины и характера может привести не только к видимым, но и к скрытым повреждениям. Все они отрицательно скажутся на его механических свойствах. Основными физико-механическими свойствами волокна, как известно, являются его прочность на разрыв, устойчивость к многократным изгибам, гибкость, характер и величина полной деформации и ее составных частей. Эти свойства отражают изменение в структуре как элементарных, так и технических волокон. луб стебель прессование волокно

При действии внешних сил на элементарных волокнах могут появиться сдвиги и трещины, являющиеся следствием продольной расщепленности фибриллярной структуры при изгибе в наиболее напряженных местах. При рассмотрении под микроскопом сдвиги имеют вид поперечных черточек, штрихов, а иногда вздутий.

Свойства технического волокна определяются изменениями как в элементарных волокнах, так и в местах соединения (спайках) между ними.

Внутренние изменения в волокне можно оценить по механическим свойствам, микрофотографированием и с помощью рентгенограмм. Последние раскрывают характер перемен в положении цепей молекул (микрофибр) по отношению к продольной оси волокна. Если цепи молекул располагаются более параллельно оси волокна, то на рентгенограммах это проявляется тем, что интерференционное пятно составляет более короткими дугами.

Исследования по определению прочности на разрыв льняного длинного и короткого волокна до и после их сжатия показали, что ее величина зависит от давления. При его возрастании до 2 ... 2,5 мПа прочность волокна несколько повышается, а затем с ростом давления до 25 мПа начинает снижаться. Такой характер зависимости наблюдается как при однократном, так и пятикратном сжатии, как для длинного, так и для короткого волокна. Однако число циклов сжатия волокна влияет на абсолютную величину его прочности на разрыв. При пятикратном сжатии прочность штапеля волокна уменьшается примерно на 10% по сравнению с однократным сжатием.

Прочность на разрыв одиночных технических волокон с увеличением давления также сначала возрастает, максимальное ее значение, как и для штапеля, равно 2 ... 2,5 мПа. С последующим увеличением давления прочность технического волокна снижается. Возрастание и падение прочности в интервале давлений до 25 мПа наблюдается примерно в пределах 10... 12% первоначальной.

Анализ волокна до и после прессования на его выносливость к многократным изгибам показал, что с ростом давления до 1,5 ... 2,5 мПа изгибоустойчивосгь увеличивается, а затем, так же как и прочность на разрыв, снижается. Аналогичный характер зависимости наблюдается и для гибкости волокна.

Исследования также показали, что при давлении до 1,5 ... 2,5 мПа не наблюдается существенных изменений в соотношении упругой и остаточной деформации волокон. При росте давления до 25 мПа происходит уменьшение доли упругой и рост остаточной и полной деформации.

Изучение микрофотографий технического волокна при 160 и 320-и кратном увеличении до и после сжатия показало, что при давлении до 15 мПа не наблюдается изменении в структуре по внешним порокам. При давлении до 20 ... 25 мПа возникает продольное расщепление отдельных комплексов технического волокна и встречаются случаи его излома. У элементарных волокон отдельные сдвиги появляются при давлении 5 мПа. При давлении 7,5 мПа и выше число сдвигов резко возрастает и при давлении 20 ... 25 мПа наблюдается значительное количество изломов элементарных волокон.

Рентгенограммы волокна при давлении до 25 мПа оказались во всех случаях совершенно идентичными.

Таким образом, основные физико-механические свойства льняного волокна изменяются при его сжатии и зависят от давления. Диапазон давлений, при котором свойства оказываются более высокими, составляет 1,5 ... 2,5 мПа. Объясняется это тем, что сначала с ростом давления происходит некоторое упрочнение спаек между элементарными волокнами, а их повреждений не наблюдается. С увеличением давления выше 2,5 мПа возникают сдвиги и трещины на элементарных волокнах, которые и вызывают ухудшение механических свойств. Свойства пряжи, сработанной и чесанного льноволокна, подвергшегося сжатию при давлении 2 мПа, не ухудшаются по сравнению со свойствами пряжи, сработанной из волокна, не подвергшегося сжатию. Добротность пряжи, сработанной из предварительно сжатого волокна, оказалась даже выше.

Размещено на Allbest.ru