Оптимизация технологических операций в процессе первичной обработки шерсти с применением плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления

Общая схема технологического процесса предложена на основании проведенных исследований, которые выявили общие закономерности влияния плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на шерстяные волокна. Поскольку ряд операций технологического процесса, таких как сортировка, разрыхление (трепание) и прессование, не влияют на физико - механические и технологические свойства шерстяных волокон, данным этапам не уделяется особого внимания, а разработка технологии первичной обработки шерсти сосредоточена на операциях промывки и сушки.

Оптимизация технологического процесса первичной обработки с модификацией шерсти в гидрофильном режиме основана на увеличение загрузки моечной машины на 18% при сокращении временного интервала каждой отдельной операции на этапе промывки на 13,3% и за счет сокращения количества химреагентов (сульфанола - на 17,9%, кальцинированной соды - на 18,2%), применяемых в процессе их промывки. Операции первичной обработки шерсти с применением плазменной модификации в гидрофильном режиме проведены по методике, описанной в табл. 4.1 - 4.3.

Технологический процесс первичной обработки шерсти мериносовых волокон с внедрением плазменной модификации в гидрофильном режиме (табл. 4.1) обеспечивает снижение затрат времени на этапе промывки на 86 с, кальцинированной соды - на 0,86 г/л, сульфанола - на 0,52 г/л. Единовременная загрузка шерсти шерстомойного агрегата увеличивается на 60 кг.

Расчет параметров технологического процесса первичной обработки полутонкой шерсти (табл. 4.2) с применением плазменной обработки в гидрофильном режиме производился исходя из расчета загрузки шерстомойного агрегата равном 472 кг. Внедрение плазменной обработки приводит к сокращению кальцинированной соды на 0,84 г/л, сульфанола на 0,52 г/л, общей затраты времени технологического цикла на 78 с.

На основе анализа данных (табл. 4.3) применение плазменной технологии в процесс первичной обработки полугрубой шерсти обеспечивает снижение общих затрат времени на 86 с, химматериалов на 1,08 г/л, в частности кальцинированной соды - на 0,8 г/л, сульфанола - на 0,28 г/л. При этом загрузка шерстомойного агрегата увеличивается на 60 кг.

Таким образом, внедрение плазменного воздействия на шерстяные волокна в процессе их первичной обработки обеспечивает снижение расхода кальцинированной соды на 72,7 кг, сульфанола - на 36,7 кг в смену (8 ч) при увеличении переработки грязной шерсти на 2328 кг.

Таблица 4.1

Описание технологических операций первичной обработки шерстяных мериносовых волокон с использованием плазменной обработки в гидрофильном режиме_____________________________

№ п/п

Наименование операции

Основные параметры (Т,°С; t, с)

Состав рабочих растворов, концентрация входящих веществ, г/л

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

1

Сортировка

-

-

-

-

2

Разрыхление

(трепание)

-

-

-

-

3

Плазменная обработка

Wp=l,8 кВт, Gat=0,04 г/с, Р=26,6 Па, t=5 мин, f= 13,56 МГц

4

Промывка: Первая барка

Т = 46 - 48 t= 150

Т = 46 - 48 t= 138

Сода = 2,00 Сульфанол = 0,25

Сода = 1,64 Сульфанол = 0,20

Вторая барка

Т = 49-52 t =90

Т = 49 - 52

t = 78

Сода = 1,50 Сульфанол = 1.2

Сода = 1,23 Сульфанол = 0,98

Третья барка

Т = 49 - 52 t = 120

Т = 49 - 52 t= 102

Сода = 1,00 Сульфанол = 1,00

Сода = 0,82 Сульфанол = 0,82

Четвертая барка

Т = 48 - 50 t = 120

Т = 48 - 50 t =102

Сода = 0,30 Сульфанол = 0,40

Сода = 0,25 Сульфанол = 0,33

Пятая барка

Т = 35 - 40 t = 120

Т = 35 - 40 t= 102

-

-

Шестая барка

Т = 35 -38

t= 120

Т=35- 38 t= 102

-

-

5

Сушка

Т = 80

t = 600

Т = 80

t = 600

-

-

6

Прессование

-

-

-

-

Итого:

t = 1320

t= 1224

Сода = 4,8 Сульфанол = 2,85

Сода = 3,94 Сульфанол = 2,33

Таблица 4.2

Описание технологических операций первичной обработки шерстяных полутонких волокон с использованием плазменной обработки в гидрофильном режиме_____________________________

№ п/п

Наименование операции

Основные параметры (Т,°С; t, с)

Состав рабочих растворов, концентрация входящих веществ, г/л

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

1

Сортировка

-

-

-

-

2

Разрыхление (трепание)

-

-

-

-

3

Плазменная обработка

Wp=l,7 кВт, GAr=0,04 г/с, Р=26,6 Па, t=5 мин, f= 13,56 МГц

4

Промывка: Первая барка

Т = 45 - 46 t= 150

Т = 45 - 46 t= 138

Сода = 2,00 Сульфанол = 0,25

Сода=1,64 Сульфанол = 0,20

Вторая барка

Т = 46 - 48 t = 90

Т = 46 - 48 t = 78

Сода = 1,50 Сульфанол = 1,2

Сода = 1,23 Сульфанол = 0,98

Третья барка

Т = 48 - 49 t = 120

Т = 48 - 49 t =102

Сода= 1,0 Сульфанол = 1,00

Сода = 0,82 Сульфанол = 0,82

Четвертая барка

Т = 46 - 47 t = 2,0

Т = 46 - 47 t= 102

Сода = 0,3 Сульфанол = 0.4

Сода = 0,27 Сульфанол = 0,33

Пятая барка

Т = 35 t= 120

Т = 35 t= 102

-

-

Шестая барка

Т = 35 -38 t= 150

Т = 35 -38 t = 138

-

-

5

Сушка

Т = 80

Т = 600

Т = 80

Т = 600

-

-

6

Прессование

-

-

-

-

Итого:

t= 1320

t = 1224

Сода = 4,8 Сульфанол = 2,85

Сода = 3,96 Сульфанол = 2,33

Таблица 4.3

Описание технологических операций первичной обработки шерстяных полугрубых волокон с использованием плазменной обработки в гидрофильном режиме_____________________________

№ п/п

Наименование операции

Основные параметры (Т,°С; t, с)

Состав рабочих растворов, концентрация входящих веществ, г/л

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

по традиционной схеме

с плазменной обработкой

1

Сортировка

-

-

-

-

2

Разрыхление (трепание)

-

-

-

-

3

Плазменная обработка

Wp=l,5 кВт, Gat=0,04 г/с, Р=26,6 Па, t=5 мин, f= 13,56 МГц

4

Промывка: Первая барка

Т = 46 - 48 t= 150

Т = 46 - 48 t = 138

Сода = 2,00

Сода=1,64

Вторая барка

Т = 49 - 52 t = 90

Т = 49 - 52

t = 78

Сода = 1,50 Сульфанол = 0,80

Сода=1,23 Сульфанол = 0,66

Третья арка

Т = 49 - 52 t = 120

Т = 49 - 52 t = 102

Сода = 0,80 Сульфанол = 0,60

Сода=0,66 Сульфанол = 0,49

Четвертая барка

Т = 48-50 t = 120

Т = 48 - 50

t = 102

Сода = 0,30 Сульфанол = 0,30

Сода=0,27 Сульфанол = 0,27

Пятая барка

Т =35 - 40 t = 120

Т = 35 - 40 t = 102

-

-

Шестая барка

Т = 35 -38 t = 120

Т = 35 -38 t = 102

-

-

5

Сушка

Т = 80 t = 600

Т = 80 t =600

-

-

6

Прессование

-

-

-

-

Итого:

t = 1320

t = 1224

Сода = 4,6 Сульфанол = 1,7

Сода = 3,8 Сульфанол = 1,42

Представленные в табл. 4.1 - 4.3 схемы технологического процесса первичной обработки шерсти для различных типов волокон являются рациональными при внедрении в производство. Разработанные технологии прошли опытно-промышленное испытание на ОАО «Борская фабрика ПОШ» и рекомендованы к внедрению.

Проведение первичной обработки шерсти по представленным методикам позволяет добиться:

  • • в гидрофильном режиме: увеличения показателя относительной разрывной нагрузки у мериносового волокна на 39 %, у полутонкого - на 37 % и у полугрубого волокна - на 30 %; увеличения показателя белизны у мериносового волокна - на 16%, у полутонкого - на 12 % и у полугрубого - на 9 % соответственно; снижения показателя содержания нешерстяных компонентов у мериносовой шерсти в среднем на 28 %, у полутонкой - на 30 % и у полугрубой - на 35 %;
  • • в гидрофобном режиме: увеличения показателя относительной разрывной нагрузки у мериносового волокна на 22 %, у полутонкого -на 26 % и у полугрубого волокна - на 23 %; снижения показателя белизны у мериносового волокна на 7 %, у полутонкого и полугрубого - на 6% [176].

Результаты исследования опытно-промышленных партий шерсти овечьей мериносовой (200 кг), полутонкой однородной (200 кг) и полугрубой неоднородной высшего сорта (200 кг) показали, что плазменная обработка способствует улучшению показателей физико-механических и технологических характеристик по сравнению с партиями, полученными по типовой технологии первичной обработки шерсти. На основе анализа данных, представленных в табл. 4.4 - 4.6, установлено, что применение плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления в процессе первичной обработки шерсти позволяет улучшить физико - механические и технологические характеристики шерстяных волокон. Результаты опытных и контрольных партий находятся в допустимых пределах показателей характеристик каждого типа волокна, предусмотренных ГОСТ. Значение показателя содержания массовой доли жиропота ниже допустимых ГОСТ значений, при количественном увеличении шерсти в процессе промывки и снижении химических реагентов данный показатель достигает значений, предусмотренных стандартами.

Таблица 4.4

Физико-механические и технологические показатели шерстяных мериносовых волокон________________________________________

Наименование показателя

Значения показателей

По ГОСТ 26383-84

Контр образец

Опытный образец

Гидрофильный режим

Г идрофобный режим

Относительная разрывная нагрузка, сН/текс*

-

6,38

8,88

7,79

Показатель белизны, %*

-

77,3

87,2

72,2

Содержание массовой доли

растительных примесей, %

1,0

0,73

0,48

0,46

Содержание массовой доли

минеральных примесей, %

до 2,5

2,76

1,89

1,95

Содержание массовой доли

жира, %

  • 0,5-
  • 1,15

0,56

0,45

0,49

* - значения данных показателей для шерстяных волокон в ГОСТ 26383 - 84 не приводятся

Таблица 4.5

Физико-механические и технологические показатели шерстяных полутонких волокон

Наименование показателя

Значения показателей

По ГОСТ 6614-84

Контр образец

Опытный образец

Гидрофильный режим

Гидрофобный режим

1

2

3

4

5

Относительная разрывная нагрузка, сН/текс*

7,13

9,77

9,02

Окончание табл. 4.5

1

2

3

4

5

Показатель белизны, %*

-

72,7

81,4

68,6

Содержание массовой доли

растительных примесей, не более %

1,0

0,64

0,45

0,45

Содержание массовой доли

минеральных примесей, %

до 2,5

2,11

1,33

1,34

Содержание массовой доли

жира, %

  • 0,5-
  • 1,15

0,62

0,47

0,49

* - значения данных показателей для шерстяных волокон в ГОСТ 6614 - 84 не приводятся

Таблица 4.6

Физико-механические и технологические показатели шерстяных полугрубых волокон

Наименование показателя

Значения показателей

По ГОСТ 26588-85

Контр образец

Опытный образец

Гидрофильный режим

Гидрофобный режим

1

2

3

4

5

Относительная разрывная нагрузка, сН/текс*

-

9,15

11,92

11,26

Показатель белизны, %*

-

75,7

84,9

71,1

Содержание массовой доли растительных примесей, %, не более

1,0

0,63

0,43

0,52

1

2

3

4

5

Содержание массовой доли минеральных примесей, %, не более

до 2,5

1Д4

0,69

0,77

Содержание массовой доли жира, %

0,5-1,15

0,68

0,43

0,49

- значения данных показателей для шерстяных волокон в

ГОСТ 26588 - 85 не приводятся

Таким образом, внедрение в технологический цикл первичной обработки шерсти плазменное воздействия ВЧЕ-разряда пониженного давления позволяет сократить:

  • - количество химреагентов на 18%;
  • - продолжительность технологического цикла на 13 %;
  • - энергозатраты на 15 %.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >