Причины снижения выхода трепаного волокна на льнозаводах

д.т.н., проф. Е.Л. Пашин,
Костромской государственный технологический университет

Известно, что на отечественных льнозаводах выход длинного волокна ниже, чем на аналогичных предприятиях Западной Европы. В этой связи была поставлена задача определить основные причины, влияющие на снижение этого технологического показателя при существующем положении в льноводстве.

На первых этапах работы выявлена роль общеизвестных факторов, определяющих эффективность переработки льняной стланцевой тресты на мяльно-трепальном агрегате (МТА). Анализ опубликованных работ и собственные исследования [1, 2] позволили заключить, что, используя существующий на льнозаводах способ промина и отечественные трепальные машины при должном закреплении в зажим льняного сырца, выход длинного волокна составляет не менее 70 % от общего содержания волокнистых веществ в стеблях льна. Полученный результат выше, чем, например, в Бельгии, Голландии или Франции [3, c. 29]. Было установлено [2], что основные причины снижения выхода не связаны с нормально организованным процессом трепания.

На следующем этапе исследований оценивали долю влияния на формирование выхода трепаного волокна способа подготовки сырца перед промином и трепанием, а также совокупности основных технологических свойств тресты. К числу последних были отнесены диаметр стеблей и степень их вылежки. Влажность тресты при проведении опытов соответствовала технологической. Подготовку стеблей перед мяльной машиной осуществляли по двум вариантам: с применением слоеформирующей машины и вручную, обеспечивая необходимые параметры слоя. В результате дисперсионного анализа экспериментальных данных сделан вывод о том, что формирование выхода длинного волокна на 50 % зависит от способа подготовки слоя и до 30 % – от свойств тресты (прежде всего геометрических размеров стеблей и степени их спутанности и разломанности).

При анализе полученных результатов была высказана гипотеза о тесной взаимосвязи способа подготовки слоя с его пригодностью к трепанию. Данное предположение явилось основой для нового принципа прогнозирования выхода трепаного волокна В, основанного на использовании континуальной модели:
                              В=С * Писх * Ксл * Км * Ро,              (1)
    где С – общее содержание волокна в стеблях тресты; Писх – исходная пригодность стеблей к трепанию; Ксл и Км – коэффициенты изменения пригодности, соответственно при слоеформировании и промине; Ро – обобщенная вероятность сохранности длинноволокнистых комплексов при трепании.

Как отмечалось выше, величина Ро незначительно влияет на изменение В. Содержание волокна в стеблях С является относительно стабильной величиной для одного селекционного сорта льна, а ее колебания определяются прежде всего изменением диаметра стеблей, что подтверждается ранее полученными результатами. Таким образом, изменение выхода трепаного волокна определяется сочетанием следующих параметров: Писх, Ксл, Км.

Специально проведенные исследования позволили оценить средние значения коэффициентов Ксл и Км, а также факторы, которые в наибольшей степени определяют их величину. Так, оказалось, что Ксл зависит прежде всего от степени дезориентации стеблей по углу расположения их друг относительно друга и степени утонения слоя. Для слоеформирующего механизма марки ПЛ значение Ксл составляет 1,2...1,5. Коэффициент Км, при прочих равных условиях работы мяльной машины, зависит от длины стеблей и дезориентации их по углу друг относительно друга. Значение рассматриваемого коэффициента находится в пределах 1,0...1,3. Установлено, что при условии фиксирования стеблей при промине значение Км - 1. К сожалению, применяемые в настоящее время конструкции мяльных машин не обеспечивают данного условия.

Наибольший интерес представляет анализ доли влияния на исходную пригодность слоя стеблей к трепанию Писх факторов, определяющих ее величину. Из [1] известно, что Писх = f(x, lм, lт, б1, б2), где х – параметр, характеризующий расположение комлевых концов стеблей по отношению к линии зажимного транспортера трепальной машины; lм – средняя массодлина стеблей; lт – параметр, зависящий от конструкции МТА (для агрегатов МТА-1Л lт = 40 см); б1, б2 – средние квадратические отклонения по комлям и вершинам растянутых стеблей. Исследования проводили по двум вариантам: А – слой стеблей расположен по отношению к линии зажима трепальной машины наилучшим образом, то есть х ~ optimum; Б – слой стеблей расположен при условии х ґ optimum. При анализе использовали опубликованные данные по разбросу стеблей по их длине и растянутости перед обработкой на МТА.

Результаты представлены на рис. 1. Из него следует, что при расположении слоя стеблей по варианту А наибольшее влияние на формирование пригодности стеблей к трепанию оказывает длина стеблей. Далее следует фактор разброса растянутых стеблей по их длине. Если слой расположен по варианту Б, то наибольшее влияние оказывает длина стеблей и параметр х, характеризующий расположение слоя стеблей по отношению к линии зажима трепальной машины.

В итоге было сделано заключение о том, что формирование выхода трепаного волокна прежде всего определяется длиной стеблей, их спутанностью и поломанностью, неровнотой стеблей по длине, растянутостью, степенью утонения при слоеформировании, а также ориентацией слоя по отношению к линии зажима трепальной машины.

Особо следует отметить значение длины стеблей. На рис. 2 представлена зависимость пригодности стеблей к трепанию от их длины. Причем полученная зависимость является регрессионной и в отличие от зависимости, представленной в [1, с. 61], учитывает одновременное действие параметров х, lм, б1, б2. Из ее анализа следует, что при длине стеблей менее 60 см потенциальная пригодность стеблей к трепанию равна нулю. При длине стеблей 80 см пригодность составляет ~ 40 %, а с учетом Ксл и Км ее значение будет еще меньше, что хорошо согласуется с производственными результатами. Из полученного графика также следует и то, что получение выходов, близких к результатам работы зарубежных льнозаводов, требует наличие льняной тресты с длиной стеблей не менее 90 см.

К сожалению, в связи с использованием на практике ГОСТ 24383–89 «Треста льняная. Требования при заготовках» номер тресты стал определяться без учета длины стеблей. Регламентируется лишь минимально допустимая длина 40 см при поставке льна в снопах и 60 см – в рулонах. Это нанесло существенный ущерб льноперерабатывающему комплексу страны. Поставляемое на льнозаводы льняное сырье в большинстве случаев стало иметь меньшую длину. К тому же, в условиях ухудшения экономического состояния льносеющих хозяйств, этому способствовала недостаточная удобренность участков для выращивания льна. В отмеченном стандарте также отсутствуют дифференцированные требования по растянутости и невыровненности стеблей по длине. Это привело к тому, что при рулонной технологии уборки и последующей размотке рулонов на льнозаводах резко увеличилась спутанность стеблей, их растянутость и поломанность. Таким образом, несовершенство действующего стандарта существенным образом повлияло на снижение выхода трепаного волокна.

Нельзя не остановиться и на недостатках существующей системы испытания новых сортов льна перед их районированием. Применяемая ныне методика разработана в начале 60-х гг. и совершенно не учитывает изменений, которые произошли в льноводстве. В частности, получаемые результаты не обеспечивают прогноза необходимой точности технологической ценности стеблей. Используемый показатель выхода длинного волокна получают при обработке тресты, подготовка которой не является адекватной реальной подготовке, применяющейся на практике. В этой связи целесообразно оценивать выход трепаного волокна с учетом оценки пригодности стеблей к трепанию. Это обеспечит выбор селекционных сортов, потенциально пригодных к машинной технологии уборки и переработки льна.

По материалам журнала
"Текстильная промышленность"