Совершенствование технологии подготовки льняной ровницы к прядению Собашко Юлия Александровна

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из факторов, влияющих на качество льняной пряжи, является технология химической обработки льняного волокна при подготовке к прядению. В 70-х годах была предложена технология высокотемпературной щелочной варки и пероксидного беления, которая пришла на смену отбеливанию с использованием хлорита натрия. Несмотря на то, что он позволял эффективно удалять лигнин из волокна и значительно повышал интенсивность дробления технических льняных комплексов в процессе мокрого прядения, его использование представляло экологическую опасность. В настоящее время в льняном прядении широко используется разработанный в 90-х годах перекисно-сульфитный способ химической обработки льняной ровницы, позволяющий сохранить уникальные природные свойства льняных волокон.

Названные технологии подготовки льняной ровницы к прядению, несмотря на исключение хлорита натрия, обладают рядом общих недостатков. Это низкая энергоэффективность, связанная с многократным нагревом растворов, используемых для обработки, содержание в отработанных растворах опасных веществ в количествах, многократно превышающих ПДК.

Устранение недостатков, присущих традиционным технологиям подготовки ровницы к прядению, возможно на основе использования электрохимически активированных (ЭХА) водных растворов.

Применение ЭХА растворов для подготовки ровницы к прядению является перспективным направлением совершенствования технологии текстильного производства, т.к. позволяет отказаться от экологически вредных реагентов и существенно сократить энергозатраты за счет сокращения времени обработки и температуры растворов.

В связи с изложенным, диссертационная работа, направленная на отработку режимов подготовки льняной ровницы к прядению в ЭХА растворах, является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью работы является совершенствование технологии подготовки ровницы к прядению путем снижения затрат на обработку и улучшение экологичности процесса.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Подбор реагентов для обеспечения первичной минерализации воды, обеспечивающей требуемый уровень активации ЭХА растворов.

2. Изучение изменения активности ЭХА растворов в свободном состоянии и в процессе обработки ровницы в зависимости от температуры и времени.

3. Выявление влияния режимов обработки льняной ровницы в католите на степень подготовки ее к прядению и выбор рационального режима обработки ровницы.

4. Проведение анализа качества пряжи, полученной при варке в растворе католита.

5. Проведение экономического обоснования применения технологии подготовки ровницы к прядению в католите.

6. Проведение анализа экологичности процесса подготовки льняной ровницы к прядению в католите. Объектом исследования является процесс подготовки льняной

ровницы к прядению.

Методы исследования. Работа проводится экспериментальными методами. Для измерения активности ЭХА растворов использовались выпускаемые промышленностью приборы, предназначенные для контроля параметров водных растворов. В работе использованы известные методы определения качественных показателей льняной ровницы и пряжи по действующим стандартам. Качество подготовки ровницы к прядению определялась по мацерационной способности волокна и потере массы.

Неровноту продуктов прядения анализировали с помощью автоматизированного комплекса КЛА-2. Обработка опытных данных осуществлялась с использованных общепринятых методов математической статистики при 95% доверительной вероятности. Вычислительные процедуры реализовывали с применением ПЭВМ с использованием программ MathCad 2014, MS Excel.

Научная новизна заключается в обосновании технологических режимов обработки льняной ровницы в электрохимически активированных водных растворах в процессе ее подготовки к прядению, обеспечивающих снижение затрат на обработку и экологической нагрузки на окружающую среду.

В диссертации впервые:

1. изучено изменение активности католита в зависимости от времени и температуры в процессе обработки в нем льняной ровницы;

2. определено влияние режимов обработки льняной ровницы в католите на мацерационную способность волокна и потерю массы;

3. научно обоснованы рациональные режимы подготовки в католите льняной ровницы к прядению;

4. проведен анализ влияния режимов подготовки льняной ровницы в католите на качественные показатели пряжи;

5. проведен анализ отработанных растворов после обработки льняной ровницы. Показано, что они не содержат экологически опасных компонентов и их общая минерализация не превышает ПДК.

Практическая значимость работы заключается в создании экологически чистой технологии подготовки льняной ровницы к прядению. Для ее реализации:

1. предложены рациональные технологические режимы подготовки в католите льняной ровницы к прядению;

2. установлены зависимости качественных показателей льняной пряжи от режимов подготовки в католите льняной ровницы к прядению, позволяющие обоснованно подойти к выбору режимов обработки ровницы.

Предложенная технология подготовки льняной ровницы к прядению позволяет полностью исключить из технологического процесса опасные реагенты, а концентрация используемых не превышает ПДК. Результаты, полученные при выполнении настоящей работы, приняты ОАО «КНИИЛП» для разработки рекомендаций по промышленному внедрению предложенной технологии.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и получили положительную оценку на:

международной научно-технической конференции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности» (ИННОВАЦИИ-2015), Московский университет дизайна и технологии (г. Москва, 2015 г.);

международной научно-технической конференции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности» (ИННОВАЦИИ-2016), Московский университет дизайна и технологии (г. Москва, 2016 г.);

- международной научно-практической конференции «Актуальные
направления фундаментальных и прикладных исследований», НИЦ
«Академический» (North Charleston, USA, 2015);

международном научно-практическом форуме «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» (SMARTEX), Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново, 2016);

международной научно-технической конференции преподавателей и студентов, Витебский государственный технологический университет (г. Витебск, 2016);

всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Текстильная химия: традиции и новации», Ивановский Государственный химико-технологический университет (г. Иваново, 27 - 28 февраля 2017);

- международном научно-практическом симпозиуме «Наука - текстильному
производству: новейшие отраслевые научные разработки в сфере
технического текстиля и практический опыт их применения», ЦВК
«Экспоцентр» (г. Москва, 2017);

- заседаниях кафедры механической технологии волокнистых материалов Костромского государственного университета (2015 - 2017 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 19 печатных работ, из них 4 статьи в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», входящем в перечень ВАК РФ, 1 статья в журнале «Вестник Таджикского технического университета», входящем в перечень ВАК РФ (номер 492 в списке до 30.06.2015). Один патент на

полезную модель «Устройство для формирования и подготовки льняной ровницы к прядению» № 159597, 2015 г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы (77 наименований) и 7 приложений. Работа содержит 20 таблиц и 26 рисунков.