Повышение качества льноволокна путем использования энергосберегающих электротехнологий и оборудования с использованием СВЧ, УЗ и тепловой обработки льносоломы

• Автор: Агафонова, Наталия Михайловна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОРОСА

1.1 .Лубоволокнистые материалы, их характеристики и использование

1.1.1. Лен как объект обработки

1.1.2 Оценка волокна

1.2. Существующие технологические приемы получения волокна льна

1.3 Интенсификации процессов первичной обработки

1.4 Выводы по главе

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОЙ

ЕРЕ РАБОТКИ ЛЬНА В АКТИВНОЙ ВОДОКИСЛОРОДНОЙ СРЕДЕ

2.1. Влияние ультразвука на кавитационные процессы и прохождение химических реакций

2.1.1. Кавитационные процессы

2.1.2. Ударные волны
2.1.3. Пульсация газовых пузырьков
2.1.4. Электрические явления в пузырьках
2.1.5. Гидратация в поле УЗИ
2.2. Окислительный гидролиз углеводородов в поле СВЧ
2.2.1. Радиолиз пароводяной смеси
2.2.1.1 Радиолиз воздушной среды
2.2.1.2. Радиолиз воды
2.2.2. Окисление органических веществ
2.2.2.1. Ли нин и его аналоги
2.2.2.2. Пектиновые вещества
2.2.3. Математическое описание окислительного гидролиза в поле СВЧ
2.3. Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЩССОВ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ГИДРОЛИЗА ПРИ ЗВУКОВОЙ и СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ОБРАБОТКЕ ЛЬНОСОЛОМЫ
3.1. Исследование звуковой гидратации
3.1.1. Ванна для ультразвуковой обработки
3.1.2. Насыщение влагой растительного сырья в поле УЗ
3.2. Плазмолитический распад растительных тканей
3.2.1. Экспериментальный реактор
3.2.2. Окислительногидролитическое расщепление льносоломы и электромагнитном поле
3.2.2.1. Диэлектрическое пропаривание стеблей льна
3.2.2.2. Пропаривание льна в СВЧ поле с предварительным УЗ замачиванием
3.3. Методы испытаний тресты
3.3.1. Определение содержания волокна в тресте
3.3.2. Определение отделяемости волокна от древесины
3.3.3. Отделяемость волокна как показатель качества
3.4. Прочность волокна
3.4.1. Методика испытания волокна на прочность
3.4.2. Зависимость прочности волокна от способов его получения
3.5. Методы определения лигнина
3.6. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАИЯ 0 РЕЗУЛЬТАТАМ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
4.1. Разработка установки для первичной обработки льносоломы
4.1.1. Система звуковой обработки
4.1.2. Система окислительного гидролиза ЗО
4.1.3. Система СВЧ па рева
4.1.4. Система пропаривания
4.1.5. Система водного распыления
4.1.6. Транспортновыгрузочная система
4.1.7. Система управления
4.1.8. Алгоритм работы установки
4.2. Техникоэкономические характеристики установки для
поточной переработки льносоломы
4.2.1. Технические характеристики
4.2.2. Эффективность разработки
4.3. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИС1ЮЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧ1ИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
1. Обозначения
Р давление, Па
Е напряженность электрического поля, Всм
Г частота излучающего генератора, Гц е относительная диэлектрическая проницаемость б тангенс угла диэлектрических потерь
мощность, Вт и электрическое напряжение, В
I сила звука, Втм
термоградиентный коэффициент, К
д I перепад температуры между центральной частью продукта поверхностью при обработке, К
Т абсолютная температура, К
Э энергия при пропаривании, кВт ч г радиус пузырька, м
Ц цена, руб.
I температура,С р плотность, кгм
влажность льносоломы,
V объем загрузки продукта, м3 г промежуток времени, ч с теплоемкость, кДжкг С
X теплопроводность, Втм К д скорость распространения звука, мс
Е площадь поверхности, м2 о поверхностное натяжение, Нм
расход материала льносоломы, кгч.
2. Индексы
УЗ ультразвуковая мощность в воды
см масса льносоломы
К радикал
р реакция развития цепи
об реакция обрыва цепи
п переход
кон конечная
т материала
нач начальная
ц центр образца
п паров в камере
вн внутренние источники
в насыщение водяного пара
П пар пр продукт к камера ст стебель.
3. Сокращения
СВЧ сверхвысокочастотный
СУ субблок управления
СУСО субблок управления системой озвучивания СУДК субблок управления диэлектрической камерой БСДК блок сопряжения с диэлектрической камерой СУСН субблок управления системой нагрева
ТЭН трубчатый электронагреватель
СУСГ7 субблок управления системой пропаривания СУТС субблок управления транспортной системой
СУСР субблок управления системой распыления
РУЧ ручной
АВТ автоматический
ДК диэлектрическая камера
ВЫКЛ выключение
БМД буфер магистрали данных
БГ блок питания
БС блок сопряжения
БУ блок управления
ВН вакуумный насос
ВРЕМ время
УУЗДП установка ультразвукового диэлектрического пропаривания Дв двигатель
ЗАКР закрыто
ЗАТВ затвор
К клапан
КВДС конвективновакуумнодиэлектрическая сублимационная сушка в потоке инертного газа
МЛ магистраль адреса
МД сигналы магистрали данных
Н натекатель
АЛ наладочный
ОЭВМ однокристальные микроЭВМ
ОТКР открыто
ПЗУ постоянное запоминающее устройство
РАСХ расход
ТЕМП температура
У В узел ввода
УР узел реле
УСВУ узел согласования с внешним устройством
УСТ установка
УУ узел управления
ФМУ схема формирования магистрали управления ЯИ ячейка индикации
АВ агрегат вакуумный
АВАР авария
ЯК ячейка коммутации.
ВВЕДЕНИЕ


В рамках исследований на кафедре механизации переработки сх продукции в ФГОУ ВПО ИжГСХА г. Ижевска изучалось влияние УЗИ и СВЧ на ход процессов пропаривания льносоломы. Цель настоящей работы, повышение качества льноволокна путем использования энергосберегающих технологий с использованием СВЧ, УЗ и тепловой обработки льносоломы. Научная новизна. Высокое качество изделий из волокнистых материалов определяется, прежде всего, их физикомеханическими свойствами прочностью, мягкостью, гигроскопичностью, легкостью, несминаемостью, эластичностью, блеском, цветом и т. Эти свойства в значительной мере зависят от химического состава и строения материала, свойств отдельных компонентов и влияния на них различных факторов. Освобождение стебля от ненужных составных частей и сохранение свойств целлюлозы и цельности ее макромолекул немыслимы без глубокого изучения химии лубоволокн истого сырья. Указанные выше свойства лубоволокнистых материалов формируются уже на первоначальной стадии обработки сырья в процессе первичной обработки. Допущенные при проведении этих процессов ошибки и недоработки часто являются причинами больших осложнений при последующих этапах обработки. Известно, например, что остатки костры на льняном волокне создают серьезные затруднения в отбелке льняной пряжи, вызывая необходимость применения добавочных обработок, и приводят к дополнительным расходам и к снижению прочности изделий. Очень важно знать, какие вещества из сопутствующих целлюлозе следует сохранить, чтобы обеспечить получение добротной пряжи. Применяемые в настоящее время процессы обработки стеблей льна путем росения и . Усовершенствование этих процессов и переход к новым химическим способам обработки стеблей требуют от технолога по первичной обработке лубяных волокон более глубоких знаний химии льна и других лубяных растений. Природные растительные волокна в основной массе разделяются на 3 группы Первая ото волокна, которые природа дает нам в готовом виде летучка семени. К ним относится хлопок. Они однородные по длине и тонине и после их отделения от семени готовы для механизированной текстильной переработки в тонкие пряжу и ткани. Вторая это лубяные волокна, которые скрыты в стеблях растений под верхней кожицей эпидермисом и приклеены к древесине стебля, при этом окружены рыхлой растительной тканью паренхимой. Это лен, конопля, джут, рами, крапива и др. Третья волокна, содержащиеся в мясистых листьях некоторых растений агавы сизаль, банановых новозеландский лен, манила и др. Лубяные волокна выделить из стебля льна не просто. Элементарные волокна льна почти такие же тонкие как хлопок около 0,. Элементарные волокна льна имеют, как правило, граненую форму сечения, закрытый с обеих сторон канал и гладкую распрямленную поверхность. Схема поперечного разреза стебля льна представлена на рисунке 1. Рисунок 1. Поперечный разрез стебля льна в стадии желтой зрелости под микроскопом А при малом увеличении. Б при большом увеличении схема, аэпидермис. Главными компонентами стебля лубоволокнистых растений являются белковые вещества, целлюлоза, гемицеллюлозы, полиурониды, пектиновые вещества, лигнин, воскообразные и дубильные вещества, растворимые углеводы. При переработке льна большое значение имеют следующие его составляющие целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и лигнин. Целлюлоза является в техническом отношении наиболее важной составной частью стебля льна. Из нее построены мощно развитые клеточные стенки лубоволокнистой части стебля, а также и других его тканей. Целлюлоза обусловливает высокие качества льняных материалов, такие как прочность, носкость, гигроскопичность, мягкость, блеск. Одни из этих признаков заложены в самой природе целлюлозы, другие приобретаются ею в процессе обработки волокна, когда целлюлоза освобождается от своих спутников. Можно сказать, что многочисленные воздействия на льняной стебель в процессе всей технологической обработки биологической, механической, физической и химической, в основном, сводятся к освобождению целлюлозы от примесей с сохранением ее природных свойств.