Введение к работе
з
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время переработка льняной тресты и производство льняного волокна на льнозаводах осуществляются на поточных линиях, состоящих из высокопроизводительных машин Данное оборудование слабо адаптировано к переработке льняной тресты, поставляемой сельхозпроизводителями в виде рулонов и отличающейся как значительной неоднородностью по комплексу физико-механических, так и технологических свойств, одним из которых является влажность льнотресты Общим недостатком существующих мяльно-трепальньгх агрегатов (МТА) является ручная адаптация их режимов работы к свойствам льнотресты, определяемых зачастую органолептически Все это приводит к низкому выходу длинного волокна и снижению его качества
До настоящего времени не в полной мере изучен поточный контроль физико-механических свойств льнотресты перерабатываемой на МТА, недостаточно исследованы технические устройства, позволяющие оптимизировать управление режимами обработки льнотресты Учитывая, что решение данных вопросов представляет научный и практический интерес, тема диссертационной работы актуальна, поскольку она связана с решением важнейшей практической задачи - рациональным использованием льнотресты и увеличением выхода длинного волокна, как основного сырья на отечественных льнокомбинатах
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в увеличении выхода длинного волокна и его качества за счет обеспечения автоматического управления режимом работы МТА при контроле влажности методом инфракрасной спектрометрии ближнего диапазона (БИК) перерабатываемого слоя стеблей льнотресты
Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи
проведен анализ особенностей варьирования влажности льнотресты по длине рулона и уточнено влияние варьирования влажности перерабатываемого слоя льнотресты на технологическую эффективность получения длинного волокна,
изучены особенности химического строения образцов льнотресты различной влажности, физико-механических и анатомических свойств методом Фурье-ИК спектроскопии ближнего диапазона;
обоснована принципиальная возможность непрерывного контроля влажности льнотресты методом Фурье-ИК спектроскопии ближнего диапазона,
разработана имитационная модель технологического объекта управления (процесса трепания), учитывающая его статические и динамические свойства,
разработаны алгоритмы управления режимами работы технологического объекта управления в зависимости от влажности поступающей льнотресты;
разработаны исходные требования для создания системы непрерывного контроля влажности льняной тресты и управления режимом работы мяльно-трепального агрегата
В диссертационной работе были использованы методы ближней инфракрасной спектрометрии для изучения химического состава и физической структуры льнотресты и льноволокна, теории управления, теории имитационного моделирования. Использовались программные средства OPUS 5 5, C-H-Builder 6 О, Statistica, MathCad 2000, Matlab 6.5, Simulmk 5 0, Mikal, MS Excel, Конграф
Экспериментальные исследования проводились на стандартном и специально разработанном оборудовании, изготовленном по технической документации, разработанной на основании результатов работы Показатели качества льнотресты и льноволокна определялись и оценивались по стандартным методикам.
В результате исследований впервые
-
Обоснована возможность, исследован и реализован способ непрерывного контроля влажности льнотресты методом БИК спектроскопии;
-
Разработана имитационная модель процесса трепания, учитывающая динамические и статические характеристики технологического объекта управления, которая может быть использована как при решении
5 исследовательских задач, так и в режиме оперативного управления параметрами технологического процесса обработки льнотресты,
3 Разработан алгоритм адаптации технологических параметров режима механической обработки слоя льнотресты на МТА к его влажности,
-
Выявлены закономерности влияния физико-химических и технологических свойств льняных материалов на интенсивность полос поглощения Фурье-ИК спектра ближнего диапазона,
-
Разработан способ оценки межмолекулярной подвижности макромолекул полисахаридов льноматериалов по технологическим переходам обработки льна методом Фурье-ИК спектроскопии ближнего диапазона, определяющий перспективные направления дальнейших исследований их свойств
Практическая ценность диссертационной работы определяется результатами исследования, ориентированными на определение оптимальных условий механической обработки льнотресты в зависимости от ее влажности
Практическое значение имеют разработанная система непрерывного контроля влажности льнотресты, метод оценки межмолекулярной подвижности полисахаридов льняных материалов, позволяющий оценивать их прочностные характеристики, имитационная модель процесса трепания, алгоритм управления скоростными режимами МТА
Результаты работы явились основой исходных требований для разработки комплекса непрерывного контроля влажности льнотресты и управления режимом работы мяльно-трепального агрегата, принятых ОАО «Костромским СКБТМ».
Результаты работы используются в учебном процессе в курсовом и дипломном проектировании по специальности 260701 «Технология и оборудование производства натуральных волокон» и специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались
на расширенном заседании кафедры технологии производства льняного волокна КГТУ (Кострома, 2006, 2007), на научно-исследовательском семинаре
б ООО «Брукер» (г Москва, 2006, 2007); на международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы развития отраслей льноводства и коноплеводства» (Глухов, Украина, 2007); на производственном совещании ОАО «Костромское СКБТМ>? (Кострома, 2007), на УШ Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы разработки и внедрения информационных технологий двойного применения» (Ярославль, 2007), на заседании Ученого совета Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института льна Россельхозакадемии (Тверская обл, г Торжок, 2007), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки, в агропромышленном комплексе» (Кострома, 2008).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 1 опубликована в журнале, входящем в «Перечень » ВАК РФ, 7 опубликовано в отраслевых журналах и научных сборниках, получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель от 22 08 2007
ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов Работа содержит 145 страниц, из них 16 таблиц, 51 рисунок, список литературы, включающий 138 наименования, 4 приложений
