Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях для развития техники и технологии первичной переработки хлопка, первостепенное значение приобретают вопросы, связанные со снижением производственных затрат на выработку продукции, повышением ее качества и конкурентоспособностью на мировом рынке. Для достижения нормативных показателей на волокно, на хлопкозаводах необходимо совершенствовать технологии подготовки хлопка-сырца, с учетом специфических свойств селекционных разновидностей хлопка. Качественные и количественные показатели вырабатываемого хлопкового волокна и другой побочной продукции во многом зависят от уровня развития техники и технологии первичной переработки хлопка-сырца, включающей процессы подготовки материала (сушка и очистка) и окончательной операции (джинирования и пакетирования).
Особенности рыночного подхода к деятельности промышленности в условиях роста цен на материалы, электроэнергию и комплектующие изделия в значительной степени удорожают оборудование и делают его труднодоступным для заводов первичной обработки хлопка. Поэтому для решения задачи повышения качества продукции для новых сортов важную роль играют проблемы совершенствования технологии очистки хлопка-сырца.
В межгосударственном стандарте 3279-95 «Волокно хлопковое», наряду с другими параметрами, определяющими базовую номенклатуру качества хлопкового волокна, введены как основные внешний вид по цвету и качеству джинирования. Данные показатели, определяющие цену волокна на мировом рынке, зависят от процесса сбора, заготовки, хранения и комплексной переработки хлопка-сырца.
Сохранение цвета волокна также зависит от осуществления перечисленных процессов и, в основном, от проведения операции сушки и очистки хлопка-сырца, которые являются важнейшим звеном технологического процесса, т.к. от них в значительной степени зависит сохранность качества волокна и семян. В настоящее время в известных исследованиях вопросы, связанные с влиянием сушки и очистки на кинетику засоренности, порокообразования, структуру хлопка-сырца, выявление механизма порокообразования волокна по технологическим процессам и кинетика изменения цвета волокна, изучены недостаточно. Недостаточно исследованы процессы образования зажгученности, удлинения волокон летучек в хлопкоочистительных машинах. Не разработан комплексный показатель воздействия очистителя на хлопок-сырец в процессе очистки. Не получило дальнейшее комплексное изучение кинетики изменения структуры хлопка-сырца по технологическим процессам его переработки. Необходимы модели, описывающие общую структуру волокнистого материала, что могло бы служить основой при выборе оптимальных режимов сушки и технологий очистки хлопка-сырца.
В связи с этим исследование и разработка научно-обоснованной, эффек-
тивной технологии очистки х л о riu, нд иеігопс комплексі х теоретических и экспериментальных исследование изме^ыпАсхпйпурй материала, вы-
4.
бора количества воздействий рабочих органов хлопкоочистительных машин, являются актуальными.
Цель и задачи исследования. На основе комплексного анализа существующих технологических процессов переработки хлопка-сырца, с учетом особенности показателей перспективных сортов, разработать научно-обоснованную, эффективную технологию подготовки хлопка-сырца к основному этапу переработки при сохранении его природных качеств и снижения по-рокообразования волокна.
Методы исследования. Экспериментальные исследования по режимам сушки хлопка-сырца проводились в лабораторных и производственных условиях с применением метода математического планирования и анализа результатов. Полученные данные обрабатывались на ЭВМ и построены математические модели процесса.
На основе проведенных экспериментальных исследований разработаны температурные режимы сушки перспективных сортов хлопка.
Эффективность разработанных температурных режимов сушки и вариантов очистки проверялась апробацией в производственных условиях действующих хлопкозаводов по качественным показателям выпускаемой продукции.
Качественные показатели хлопка-сырца, волокна и семян определялись по известным методикам в соответствии со «Сборником инструкций по техническому контролю и методик испытаний хлопка-сырца, волокна, линта, семян и волокнистых отходов». (Москва. Легкая индустрия, 1972, 523с.)
Научная новизна состоит в разработке температурных режимов сушки перспективных сортов хлопка и развитии теоретических основ очистки хлопка-сырца, определения и прогнозирования изменений структуры хлопка по технологическим процессам переработки.
В работе впервые рассмотрены и решены научные вопросы:
разработан комплексный показатель воздействия очистителя на хлопок-сырец, для чего определен коэффициент воздействия колкового барабана очистителя мелкого сора и получена модель, определяющая допустимое значение коэффициента комплексного показателя, изучена и определена корреляционная связь между качественными показателями хлопка-сырца, очищаемого на очистителях мелкого сора, и коэффициента комплексного показателя. Позволяет анализировать и рекомендовать наиболее рациональные схемы технологии очистки хлопка-сырца на стадии проектирования технологических процессов при разработке новых конструкций очистителей;
разработаны математические модели, описывающие кинетику цвета волокна при технологической обработке хлопка-сырца, и определены параметры, взаи-мовлияющие на их градацию. Установлено, что на кинетику изменение цвета
при очистке волокна влияют такие параметры как засоренность, площадь, занимаемая сором, коэффициент отражения ижелтизна;
- на основе изучения кинетики изменения цвета волокна от влияния темпера
туры разработана установка электрического теплообразователя, устанавли
ваемая на газоходе сушилки и позволяющая обеспечить необходимую тем
пературу сушильного агента (экологически чистого горячего воздуха) для
сушильного барабана;
впервые разработана математическая модель, описывающая общую структуру хлопка-сырца, с учетом коэффициентов жесткости волокон в связях летучек, изменение влажности и засоренности хлопка-сырца по технологическим процессам. Модель построена на основе проведения технологических исследований при комплексной переработке материала.
Практическая значимость работы. По результатам комплексных теоретических и экспериментальных исследований совершенствования процессов подготовки перспективных сортов хлопка к переработке разработаны:
температурные режимы сушки новых сортов хлопка-сырца с учетом их специфических свойств;
эффективная установка теплообразователя, которая вырабатывает чистый теплоноситель, не влияющий на цвет волокна;
практические рекомендации по режимам сушки и вариантам очистки перспективных сортов хлопка;
практические рекомендации по технологии очистки перспективных сортов хлопка. Установлена кратность очистки и выбрана схема технологического процесса очистки перспективных сортов хлопка-сырца, для повышения качества волокна и снижения потерь хлопковой продукции.
Апробация работы. Научные.и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на: научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТИТЛП, Ташкент, 1990-1994 гг., ТТУ, Душанбе, 1994-2003гг.;
научно-практической конференции молодых ученых, ТТУ, Душанбе, 1994-2003 гг.;
международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (Сушка и термовлажностная обработка материалов)», Москва, МГАУ 2002г;
техническом совете Гиссарского, Уялинского и Курган-Тюбинского хлопкозаводах республики Таджикистан в 1993 - 2003 гг.
расширенном заседании кафедры "Технология производства льняного волокна"
в Костромском государственном технологическом университете в 2004 г.
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 2 статьях в межотраслевых журналах, межвузовских и вузовских изданиях, в 20 трудах и тезисах докладов международных, всероссийских научных конференций, республиканских совещаний и семинаров, в 4 отчетах госбюджетных и хоздоговорных НИР.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, рекомендаций и предложений, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 192 страницах, включая 22 рисунка, 66 таблиц. Приложение содержит 28 страниц текста, 15 рисунков, 19 таблиц, 3 документа об использовании результатов работы.
Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору Парпиеву А.П. за научные консультации и обсуждение полученных результатов исследований.
