Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ'. Диссертация выполнена по результатам исследований, проведенных на основании директивных документов:
-
Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 9 августа 1979 г. "О мерах по дальнейшему развитию промышленности первичлой переработки льна в 1980-85 годах";
-
Программы по.всеооюз' лй научно- 'ехнической проблеме ГЖГ и Госплана СССР "Разработать научно-технические основы и комплекс мероприятий поулучшению использования и охраны водных ресурсов страны";
. 3. Программы по республиканской научно-технической проблеме "Разработать новые.л усовершенствовать существующие технологические процессы и оборудої лие для промышленной переработки льняного сырья, обеспечивающие повышение производительности труда на 25 процентов,'улучшение условий труда и качества льноволокна, осуществить их широкое внедрение в производство", утвердценной постановлением Совета Министров БССР от 29 октября 1981 г.
Партия и Правительство постоянно уделяют большое внимание развитии льноводства в нашей стране, увеличению производства льняного волокна и повышении его качества. Основными направлениями экономического и социального развития СССР предусмотрено уяе в 1990 г, увеличить промышленную переработку льняной соломы до'50-60 % общего объема е производства, т.е. почти вдвое по срызнеа*-,,. о достигнутым уровнем. Это потребует вводь в действие одее интенсивных технологий на основе реконструкциа и техничеспго пер -вооружения существующих предприятий.
Лен называют "северным шелком'':, он давно завоевал ^епутацию идеального текстильного материала. Лен прочен, хорошо пропускает
. . - 4 - : ' .'"
воздух и впитывает влагу, легко отбеливается и поддается кра
шению. Ткани из льна имеют приятный блеск и белизну, обладают .
высокой износоустойчивостью и важными гигиеническими свойст
вами. ;-
Льняное волокно на льнокомбинаты поступает т основном двух видов: стланцевое (70-75 50, получаемое из тресты полевого расстила, и моченцовое (25-30 %), получаемое из тресты, приготовленной способом биологическое мочки.
Огромных усилий и затрат требует приготовление тресты способом расстила льняной соломы. Нехватка рабочих рук и достаточной для этих целей механизации в сельском хозяйстве в период уборка льна затягивает работу по подъему тресты со стлищ, часто льняная солома и треста попадают под атмосферные осадки, что приводит к большим потерям ценного текстильного сырья. Кроме этого, при расстиле льна надолго занимаются поля, что .сдерживает их обработку под будущий урожай.
. Полностью перевести в заводские условия приготовление тресты из льняной соломы - вагная государственная'задача. Она приобретает особую актуальность сейчас, когда в стране полным ходом идет выполнение решений Продовольствг ной программы.
Однако количество перерабатываемой льняной соломы промышленностью первичной обработки лубяных волокон пока ещё невелико, использование производственных мощностей участков про-шшіенного приготовления тресты низкое, а продолжительность процесса мочки, основного способа переработки льняной соломы в тресту, высокая. В промышленности имеет место значительное HeflonoffV48Hfle. наиболее ценного продукта - длинного волокна»
Показателя работы льпозаводг по переработке льняной соломы
: j , j j J _
Показатели !1981г.!1982г.!1983г.І: 984г.ІІ985г.
Количество анализируемых заво
дов 97 ПО 99 106 102
Переработано льняной солош,
тыс.т 233,9 248 307,7 329,2 360,4
Средний номер льняной соломч 1,04 1,10 .1,17 1,1 '1,18
Средняя продолжительность био
логической мочка, час 53. 54 53,5 57. 55
Использование мощности, % 61,84 51,1 65,11 64,1 70,45
Отклонение от норматива по выходу длинного волокна, %(абс) -2,18 -1,37 -1,12 -2,45 -2,51
Основные показателя деятельности промыаленностя первичной обработки лубяных волокон по переработке льняной сслокн следует признать низкими и несоответствующими совреыеннмлу уровню научно-технического прогресса в условиях .перевода экономики на интенсивный путь развития.
Поэтому увеличение количества переработка льняной соломы в подотрасли, повышение освоения производственных мощностей льнозаводов, ускорение процесса мочки и улучаеяие показатачеі по использованию сырья я энергоресурсов - актуальнейшая задача в промышленности первичной обработки лубяных волокон.
- повысить пропускную способность льнозаводов по переработке льняной соломы за счет сокращения продолжительности биологической мочки, максимально мобилизовав при этом резервы технологии промышленного приготовления тресты;
снизить в технологий 'расход еоды, тепла и сократить сточные воды;
улучшить качествокоченцового волокна, повысив его прядильную способность;
создать нормальные санитарно-гигиенически- условия на льнозаводах с участками кочка льна за счет ликвидации неприятного специфического запаха.
Основное задачи исследования:
разработать теоретические основы процесса биологической мочки льняной соломы;
исследовать биохимические превращения главных компонентов льняно;: соломы при биологической мочке;
исследовать параметры процесса почет льняной соломы и определять их оптакалыше значения;
изучить микрофлору техлолг "/U1 мочка льняной солоїш в нейтральної: и слабощелочной среде а установить влияние различных факторов процесса на её гизнедеятельность;
исследовать-особенности образования ^енн при аэрации мочильной нидкости а разработать способы и устройства для её гашения;
провести производственные испытания параметров процесса кочки льняной соломы с полным переводом технологии в новые условия и автоматизацией участка; ,
сформулировать основные.положения,'.связанные с изучением самого процесса, и дать предложения по внедрении новой технолог! на льнозаводах страны.
МЕТОДЫ ИССВДШАШЯ. Решение задач исследования осуществля, теоретическими и экспериментальными методами.
_ 7 -
В теоретической части использовалл математические метода для
основания положений л работ, выполненных теоретическим и прак-[ческиы путем в лабораторных и производственных условиях.
Экспериментальные исследования проведены на установках лабо-торяого и полупроизводственного типов. Анализ компонентов льня-й солош и жидких сред выполняли биохимическими методами, газо-дкостной и тонкослойной хроматографией. Количе чвенный и ка-ствеяный состав микрофлоры определяли микробиологическими ыето-ми исследований. .
При оценке качества сырья и получаемого волокна использовали струментальные и химические метода исследования. Анализы повы-«ной слояности выполняли з институтах АН БССР. При обработке зультатов экспериментов в основу были полояены метода матема-" ческой статистики.
Производственная п. лерка результатов исследований проведена . Дзержинском экспериментальном льнозаводе с переводом всего астка биологической кочки льняной соломы на новую технологию. ;еночное прядение волокна выполнено в ЦНИШВ и на Оршанском дена Ленина льнокомбинате.
НАУЧНАЯ НСВІША РАБОТЫ. Технология биологической мочки няной соломы является многокомпонентный процессом, ослогнен-м жизнедеятольностью спонтанной микрофлоры. Микроорганизмы, вы-:вавдяе распад пектиновых веществ льна, являются в основном ана-юбными. В результате их жизнедеятельности образувтея продукты полного распада органических соединений, разрушаемые аэробными .-[кроорганизмами. Соединение в одном процессе анаэробна и аэроб-х условий делает технологии сложной, трудноуправляемо*. В ре-гльтате этого в традиционных технологических зхемах процесс моч-[ льняной соломы осуществляется в кислой среде в прису УГВИИ >едных продуктов пектинового брожения {органических кислот).
Технология имеет болъиуо продосиштельность кочки, неприятный специфический запах, низкое качество волокна я высокие энергетичес-кие затраты.
Новое направление в технологии биологической ыочки льняной соломы включает перевод процесса в нейтральную и іабощзлочную среду за счет эффективной регенерации мочильной жидкости и полного разложения в ней вредных продуктов пектинового брожения, использование в процессе мочки более продуктивного микроорганизма, продуцирующего .активный б-ермект пектат-транс-элиминазу.
В диссертации обоснованы и разработаны:
теоретический закон накопления продуктов обмена в w сильной эддкости в' пусковой период технологии ыочки льняной соломы;
закон накопления органических кислот в мочильной жидкости в процессе ыочки льняной содош;
аналитическим путем получело уравнение для определения опти-глльного водообмена жидкости в системе мочильная емкость - регенератор; -
цотодцка расчета решшов. течения газо-идкостного потока, определены интервалы коэффициента зжекции, при которых возникает эмульсионный резим течения;
профиль затопленного газояидкостного потока в струйном аппарате и зависимость средней скорости от глубины затопления струи;
основные параметры аэрации, характеризующие регенерационную систему с использованием погруженного разветвленного наполнителя;
биохимические превращения главных компонентов льняной соломы при биологической мочке и регенерации мочильной :здкости;
границы показателя рН мочильной жидкости, в которых органические кислоты находятся в свободном и связанном состояниях. Дано объяснение ^ показана роль свободных органических кислот в
технология мочки льяянсй солома;
расход воздуха на аэрацию мочильной жидкости из расчета на единицу массы вымачиваемой льняной соломы;
зависимость прсдолжательности мочка льняной соломы от величины поверхности догруженного наполнителя в регенераторе;
влияние величины объема регенератора на процесо мочка льняной ссломы в условиях нейтральной и слабощелочн Л среда;
микробные ассоциации при мочке льняной соломы в неГтральных и слабощелочных условиях; установлена численность микробных клеток, обитающих в льняном сырье;и в мочильной жидкости;
доказано, что в условиях технологии мочки льняной соломи в нейтральной и слабощелочной среде целлюлозоразрушающие микроорга-
.низыы развития не получают;
сроки биологического созревания регенератора мочильной жидкости при нейтралы. Л и слабощелочной реакции среды, исследована роль азотного питания микроорганизмов в этих условиях;
биохимический состав восстановленной мочильной жидкости, а также химический соотав активного ила регенератора, необходимые для проектирования технологических объектов участков мочки льняной соломы;
технологическая среда (мочильная жидкость), не имеющая неприятного специфического запаха и не распространящая его в окружающую среду, на тресту и на волокно;
изучены особенности ценообразования при аэрация мочильной жидкости и предложены способы и устройства для гашения певч.
В результате указанных выше исследований лыжное моченцо-вое волокно, полученное в условиях нейтральной и сл^бощело- -ной среды, по показателям прядения, ткачества и отделки ткани находится на уровне производственных результатов "з волокна - стланца.
. - .10 -
Основаая ценность работы заключается в практическом влиянии на деятельность промышленности первичной обработки лубяных волокон в части сокращения продолжительности технологического процесса кочки льняной соломы, снижения расхода на технологию вода и злеріч ресурсов, уменьшения сточных вод, ликвидации неприятного специфического запаха, ул„ ішеаия качества волокна и в целом снижения себестоимости продукции к повышзния прибили предприятия.
По большинству технологических и конструктивных показателей результаты данной работн находятся выше мирового уровня.
Теоретические и экспериментальные исследования работ'- явились основа: для создания ускоренного технологического процесса мочки льняной соломы, рекомендованного для внедрения:
актом приемочных испытаний ускоренного технологического процесса мочки льна на Дзержинском экспериментальном льнозаводе, утвержденным заместителем министра легкой промышленности СССР от 23.12.82г.;
распоряжением Мпялегпрома СССР от 13."2.82г. о внедрения ускоренного технологического процесса мочки льна.
Учитывая ваіность и полезность регаешх вопросов для промыш-ленности, разработка ускоренного технологического процесса мочка льняной соломы отнесена к числу наиболее ваиннх "работ (протокол Минлегпрока СССР от 10.02.81 г., рекомендации всесоюзного семинара от 16.04.81 г.), а для широкого внедрения технология на льнозаводах страны разработаны технические условия (угверздеан Гос-агропромом СССР 09.04.87 г.).
Внедренг. ускоренного технологического процесса мочки льняной соломы в масштабах подотрасли при условии обеспечения переработка получаемой тресты позволят ориентировочно выйти на следующую
- II -
массу промышленного пропуска льняной с ломы в год:
662 000 т X 1,6 *» I 059 200 т, где 662 000 т - суммарная производственная мощность участков промышленного приготовления тресты по переработке льняной соловд (на 01.01.86 г.); 1,6 - коэффициент ускорения технологического цикла (установлен приемочной комиссией Мшиегпрома СССР). Очевидно, за счет внедрения данного мероприятия могут ;ть зыполнены перспективные плана по промышленной переработке льшшой 50Л0Ш нескольких грядущих пятилеток. Реализация мероприятий мо-шт быть.достигнута аскличательно за счет реконструкции дейстг-тэ-іих предприятий и имеет важное народнохозяйственное значение. . Большая часть результатов теоретических л експериментальних юследовавий опубликована в виде научных статей и авторских сви-[етельств, используемых . КИИ, КБ, вузах, на -предприятиях первич-юй обработки лубяных волокон, в производственных и промыкяенных юъеданеяиях.
Потенциальная экономическая эффективность от внедрения уско-іенного технологического процесса мочки льняной соломы в зависимости от условий внедрения составляв" до 300 тыс.руб/год на од-у поточную линию льнозаводаі
Ускоренный технологический процесс мочки льняной соломы вклга-ен в единый отраслевой план внедрения законченных яауч&о-иссле-овательских работ, утвержденный заместителем министра легкой . ромыаленности СССР от 29.11.83г. (мероприятие й 540) д от З.ІІ.85 г. (мероприятие $ 360) и внедрен на-
Дзер-кинском экспериментальном льнозаводе (БССР); '- Укмергском опытном льнозаводе (Лит.ССР);
Даниловском льнозаводе (РОЗСР);
Зубцовском льнозаводе (РСФСР);
Верхнедвинском льнозаводе (БССР).
- Согласно запросам промышленности на новую технологию НИЙПСЛВ разработал я выдал рекомендации по внедрению ускоренного технологического процесса мочки льняной соломы на Кудыркос-Науыостеком (лит ССР); Резекненском (Латв ССР); Еысоковском, Кашинском, Ржевском (Калининская обл.); Руднянском (Смоленская обл.); Рогнедин-ском„(Брянская обл.); Оршанском (Марийская АССР); Стремуткинскоы (Псковская обл.); Боковском (Горькозская обл.); Макарьевском (Костромская обл.). льнозаводах, а также на раде льнозаводов БССР и УССР.
Объем внедрения ускоренного технологического процесса мочки льняной соломы расширяется на перспективу. По БССР к 1990 г. намечено внедрить данную технологию на 10 льнозаводах (Программа по республиканской научно-технической проблеме). Приказом по Минлег-прому СССР от ЗХ.І0.85 г. намечено внедрение новой технологии ускоренной мочки льняной соломы в 1986-89гг. на 28 льнозаводах.
GEaJM РАБОТЫ. Диссертация состоит из девяти разделов, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 320 страницах, включает 60 таб."тц, иллюстрирована 46 рисунками, содержит 58 страниц приложений.