Лекція №4 Сучасні способи первинної обробки луб’яних волокон

Льняне волокно на Україні зараз майже єдина вітчизняна натуральна целюлозна сировина, яка має стратегічне значення для відродження економіки України.

Історичний досвід розвитку вітчизняної льонопереробної галузі і тенденція до розширення сфери застосування довгого і короткого волокна дозволяють широко використовувати продукти льоновиробництва в різноманітних галузях господарства.

Процес первинної обробки луб’яних волокон складається із ряду послідовних операцій, необхідних для руйнування комплексного стебла і видалення всіх смітних неволокнистих домішок.

У промисловості поширені чотири способи виділення луб’яних волокон:

• обробка сухої трести;

• обробка мокрої трести;

• обробка сухого стебла;

• обробка зеленого стебла.

Обробка сухої трести – найстаріший і добре вивчений спосіб первинної обробки луб’яних волокон. Цим способом обробляють виключно льон та коноплі. Схему технологічного процесу обробки сухої трести подано на рис. 1.1.

Після збирання вибрані і підсушені стебла обмолочують і видаляють насінні коробочки. Зараз застосовується комбіноване збирання льону, коли разом із смиканням стебел здійснюється очищення від коробочок і розстилання льняної соломи. Обмолотивши стебла, їх піддають розстилу. Він базується на руйнуванні пектинових речовин і паренхімних тканин, які оточують пучки луб’яних волокон. Руйнування тканин відбувається завдяки життєдіяльності особливих видів мікроорганізмів або плісеневих грибів. Біологічну обробку проводять шляхом росяного або водяного мочіння стебел.

Рис.1.1. Схема технологічного процесу обробки сухої трести

Крім біологічної обробки, застосовують пропарювання, а також хімічну і фізико-хімічну обробки.

В основу хімічної обробки покладено процес варіння стебел у розчинах, які містять хімічні реактиви. Під час пропарювання і хімічної обробки відбувається гідроліз пектинових речовин, які набухають у лужних розчинах. Внаслідок цього паренхімні тканини стебел льону втрачають міцність і руйнуються. Далі в результаті механічного руйнування стебел льону утворюється треста. Процес біологічної обробки закінчується зволоженням або зануренням трести у водний розчин. Мокру тресту висушують. Сушіння трести відбувається природним або штучним способами за допомогою спеціальних сушильних установок. Далі висушену тресту обробляють на м’яльних і тіпальних машинах.

В ході технологічного процесу на м’яльних машинах порушується зв’язок між елементарними волокнами і деревиною, яка руйнується на дрібні частинки, створюючи смітні домішки. Продукт, утворений в ході обробки льняних стебел у м’яльних машинах, називають сирцем.

Обробка сирцю на тіпальних машинах дозволяє видалити із волокна кострицю і смітні домішки. Отримане довге волокно розсортовують, піддають вилежуванню і пресують у кіпи. Потім його відправляють для подальшої переробки на текстильні підприємства.

Відходи тіпання являють собою суміш сміття та коротких переплутаних волокон. Для того щоб одержати чисте коротке волокно з цих відходів, їх піддають механічній обробці. На трясильній машині відходи тіпання збагачують, видаляючи значну частку сміття, не зв’язану з волокном. Коротке льняне волокно підсушують до вологості 6-8% у сушильних установках і передають його до куделеприготувальної машини.

У цій машині волокно проминають, тіпають і знову трясуть, очищуючи його від костриці і інших смітних домішок. Одержане коротке льняне волокно розсортовують, піддають вилежуванню і пресують у кіпи, а далі відправляють на прядильні фабрики.

Спосіб обробки мокрої трести базується на легкому відділенні волокна від деревини завдяки незначним силам зв’язку між ними. Даний спосіб (рис.1.2) можна охарактеризувати так: отриману після мочіння тресту обробляють на тіпальних машинах без попереднього її сушіння.

Короткі стебла та

плутанина

Рис. 1.2. Схема технологічного процесу обробки мокрої трести

На тіпальних машинах відбувається руйнування деревини і очищення волокнистої маси від деревини. Одночасно волокно промивають водою, щоб видалити слизуваті залишки покривних і паренхімних тканин.

Отримане довге волокно віджимають і сушать. Залишки слизуватих речовин на поверхні волокна роблять його твердим і грубим при висиханні. Саме тому після сушіння для пом’якшення волокна і часткового видалення покривних тканин його пропускають через спеціальні м’якшильні машини. Далі довге волокно розсортовують, піддають вилежуванню і тільки потім пресують у кіпи.

Цей спосіб застосовують для таких луб’яних рослин, як кенаф і джут, бо волокна цих рослин покриті товстим шаром деревини.

Перший і другий способи обробки мають серйозні недоліки. Один із них полягає в тому, що біологічний і іншій обробці піддають масу стебел, у якій волокно складає 1/4-1/5 частини, а останнє – деревина. Саме тому і виникають додаткові труднощі і звичайно непродуктивні витрати праці, а також витрати енергії при здійсненні процесів мочіння та сушіння.

В результаті можна зробити висновок: чим раніше відбудеться операція відділення луб’яної частини від деревини, тим меншу масу доведеться обробляти надалі.

Схему обробки сухого стебла подано на рис.1.3. На відміну від попередніх способів тут піддають подальшій біологічній або хімічній обробці луб – корову частину стебла.

Цей спосіб обробки луб’яних волокон характеризується складністю відділення лубу від деревини, використовувався раніше для льоносоломи. Основна причина полягає в тому, що стебла не пройшли попередньої біологічної або хімічної обробки і тому зв’язки між лубом і деревиною в них ще дуже міцні.

Виділення лубу із стебел здійснюється на м’яльно-тіпальних агрегатах, у яких м’яльна частина трохи відрізняється від аналогічних вузлів м’яльних машин, призначених для обробки сухої трести.

Рис. 1.3. Схема технологічного процесу обробки сухих стебел

Процес виділення лубу при пом’якшенні і тіпанні супроводжується більш інтенсивним механічним впливом порівняно з тим, що має місце при обробці трести.

Подальша обробка лубу, виділеного із стебел різних рослин, має свої особливості.

Чисте мокре льняне волокно після тіпально-промивної машини віджимають, сушать, пом’якшують, розсортовують і піддають вилежуванню. Згодом довге волокно пресують у кіпи.

Відходи тіпання після процесів трясіння і сушіння обробляють на куделеприготувальній машині. Чисте коротке волокно після куделеприготувальної машини розсортовують і піддають вилежуванню, пресують у кіпи, а потім відправляють на подальшу переробку.

При обробці стебел льняної соломи у сухому вигляді найбільшого поширення одержав спосіб виділення льняного лубу у вигляді стрічки, яку на прядильних фабриках переробляють у рівницю, а згодом відварюють з використанням хімічних реактивів.

Схему обробки зеленого стебла подано на рис.1.4. При цьому способі відділення лубу від деревини відбувається відносно легко, завдяки слабкій міцності зв’язків між корою і деревиною у камбіальному шарі зеленого стебла.

Відмінність обробки зеленого стебла від обробки сухого полягає в тому, що луб у першому випадку виділяється не з сухих стебел, а із тільки зрізаних.

Стебла збирають у стадії технічної стиглості, коли волокно має найбільш високу якість.

Луб із свіжозрізаних стебел (зелений луб) виділяють на спеціальних машинах. Він має підвищену вологість, тому його підсушують безпосередньо на полях, а потім направляють на заводи для переробки. Спочатку його піддають біологічній або хімічній обробці, а потім тіпанню і промиванню.

У двох останніх способах обробки на мочіння надходить не все стебло, а збагачений продукт – луб. Це дозволяє різко скоротити розміри мочильного господарства і значно знизити витрати.

Рис. 1.4. Схема технологічного процесу обробки зелених стебел

Довге волокно, одержане з тіпальних машин, віджимають, сушать, пом’якшують, розсортовують, піддають вилежуванню і пресують у кіпи.

Відходи тіпання відповідним чином обробляють для одержання короткого волокна.

Найбільш вигідним є четвертий спосіб обробки луб’яних волокон – обробка зеленого стебла. Однак використовується лише для обробки стебел кенафу.

Цей спосіб має ряд переваг, що відрізняють його від третього:

• по-перше, зелений луб після виділення з свіжозрізаних стебел швидко підсихає, а це перешкоджає зараженню його грибковими захворюваннями;

• по-друге, стебла збирають у стадії технічної стиглості, а це дозволяє одержувати з виділеного зеленого лубу волокно більш високої якості.

При кожному способі первинної обробки луб’яних волокон готовою продукцією є довге і коротке волокно.

Показником роботи льонозаводів є процентне співвідношення між довгим і коротким волокнами. Він залежить від виду і якості сировини, що переробляється, ступеня досконалості технологічного процесу, стану устаткування та організації виробництва. Цінується значно дорожче довге волокно. На його виробництво використовують до 30% льняної сировини. Решта сировини, тобто низькосортне коротке льняне волокно, переробляється для використання у текстильній та інших галузях промисловості.