CC BY
28
УДК 677.11.021
О.О. ГОРАЧ, Д.Г. КРУГЛИЙ
Херсонський нащональний техшчний ушверситет
Л.Г. БАРТК1В
ДП «Херсонстандартметролопя»
АКТУАЛЬН1СТЬ РОЗРОБКИ НОРМАТИВНИХ ДОКУМЕНТ1В НА СТЕБЛА СОЛОМИ ТА ВОЛОКНО ЛЬОНУ ОЛ1ЙНОГО
У данй роботi обтрунтовано необхгдтсть створення нормативних документгв з оцтки якостг соломи та волокна льону олйного. На основi проведених доЫджень встановлен вiдмiнностi у морфологiчнiй, анатомiчнiй будовi, хiмiчному складi та фiзико-механiчних характеристиках стебел соломи й волокна льону олйного порiвняно 3i стеблами соломи та волокном льону-довгунця. У результатi проведених експериментальних до^джень визначенi показники якостi стебел соломи льону олйного, яю можна буде ввести до нових техтчнихумов для ощнки якостi стебел соломи та волокна льону олйного.
Ключовi слова: льон олшний, стебла соломи, волокно, нормативш документи.
О. А. ГОРАЧ, Д.Г. КРУГЛЫЙ
Херсонский национальний технический университет
Л. Г. БАРТКИВ
ДП «Херсонстандартметрология»
АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ НА СТЕБЛИ СОЛОМЫ И
ВОЛОКНО ЛЬНА МАСЛИЧНОГО
В данной работе обоснована необходимость создания нормативных документов по оценке качества соломы и волокна льна масличного. На основе проведенных исследований установлены отличия в морфологическом, анатомическом строении, химическом составе и физико-механических характеристиках стеблей соломы и волокна льна масличного по сравнению со стеблями соломы и волокном льна-долгунца. В результате проведенных экспериментальных исследований определены показатели качества стеблей соломы и волокна льна масличного, которые можно будет ввести в новые технические условия для оценки качества стеблей соломы и волокна льна масличного.
Ключевые слова: лен масличный, стебли соломы, волокно, нормативные документы.
O.O. GORACH, D.G. KRUGLUY
Kherson National Technical University
L.G. BARTKIV
Khersonstandardmetrology
RELEVANCE OF THE DEVELOPMENT OF REGULATORY DOCUMENTS ON A STALK OF
STRAW AND OIL FLAX FIBERS
This paper shows the need to establish regulations for assessing the quality of the straw and fiber flax. On the basis of studies marked differences in morphology, anatomy, chemical composition and physical and mechanical properties of straw and fiber flax stems in comparison with straw stems and fiber flax. As a result of experimental studies identified quality indicators stalk of straw and flax fibers, which could be introduced to the new technical specifications for assessing the quality of the straw stalks and fiber flax.
Keywords: oil flax, straw, stalks, fiber, technical document.
Постановка проблеми
Останшм часом в Укра!ш та в свт особливо! актуальносп набувае питания комплексного використання льону олшного. З 2002 року по тепершнш час спостертаеться тенденщя до збшьшення його поавних площ. Шдтвердженням цього е стабшьний попит на ринку та висока доходшсть насшня.
Льон олшний належить до експортних культур. Обсяг його внутршньо! переробки э незначним. щор1чно експортуеться понад 30 тис. т насшня ще! культури. Основними покупцями укра!нського льону е Бельпя, Польща, Литва, Шмеччина, 1тал1я. В кра!нах Свросоюзу з цього насшня шгенсивно розпочалось виробництво довол1 широко! гами продукпв, фармпрепарапв та бюлопчно-активних речовин. Льон - важлива л1карська рослина. Лляну олш використовують в д1етичному харчуванш хворих з порушенням жирового обмшу, атеросклерозом, шем1чною хворобою серця, мозку, гшертошчною хворобою, цукровим д1абетом та багатьох ш. [1].
Доброяшсну олш широко використовують у багатьох галузях промисловосп: у лакофарбовш для виготовлення натурально! ол1фи, лак1в, емалей, р!зних фарб для пвдводних робщ електротехшчнш, аыацшнш, автомобшьнш, суднобуд!внш, ливарнш, металообробнш та ш., а також у миловаршш, медицин! Лляна ол1я незамшна при виробнищга лггограф!чних фарб, лшолеуму, клейонки, непромокальних тканин. 1нколи св1жу лляну олш в натуральному вигляд! використовують для харчування [2].
Ввдходи олшницького виробництва макуха та шрот - цшний концентрований корм, що мютить до 1,2 кормових одиниць, 31-38% перетравного протешу та близько 9% жиру. За кормовими якостями сто!ть вш вище шших рослин, тому що легко засвоюеться тваринами [3].
Зростання тенденцп збвдьшення площ пос1в1в в держав пвд дану культуру вимагае пошуку шлях1в використання стеблово! частини, так як на даний час И спалюють або отримують волокно з соломи.
Ефективнють виробництва продукци з льону олшного обумовлена сшвввдношенням И соб1вартосп та цши реал1зацп. У 2014-2015 рр. спостер1галося значне коливання щн на насшня льону. Якщо на початку сезону його закуповували по 4 тис. грн/т, то на початку лютого варпсть насшня пвдвищилася до 10 тис. грн/т. Такий стан справ обумовлений здеб1льшого девальващею гривш. Разом з тим, цши на насшня льону олшного значно перевищують варпсть насшня шших олшних культур [4].
В умовах розвитку м1жнародно! торпвл! 1 спорвднених вид1в д!яльносп, устх легко!, як 1 шших галузей промисловосп на зовшшньому 1 внутршньому ринках повнютю залежить ввд того, настшьки продукщя ввдповвдае стандартам якосп. Тому проблема забезпечення 1 пвдвищення якосп льонопродукцп актуальна для вах кра!н, льоносшчих господарств та переробних пвдприемств. На сьогодшшнш день одержання високояк1сного волокна !з впчизняно!' сировини, тако! як льон олшний, яке було б придатне для використання у промисловосп - важливе завдання для сучасно! переробно! галуз! Ресурсозбер1гаюч1 технолог!! вирощування льону ол1йного у поеднанн! з процесом первинно! переробки соломи матиме широке впровадження за умови одержання еколопчно чисто!, високояшсно! трести на льонищ! та одержуваного з не! волокна, яке б ввдповвдало вимогам вторинно! переробки. Тому важливим завдання для переробно! галуз1 Укра!ни е створення нормативних докуменпв для оцшки якост1 стебел соломи та волокна льону олшного, що дозволить розширити сфери застосування ц1е! культури в р1зних галузях промисловост1.
Аналiз останшх досл1джень i публiкацiй
Проведений анал1з л1тературних джерел засв1дчив, що питанням використання льону ол1йного прид1ляеться велика увага в усьому св1т1, але щ досл1дження спрямован1 переважно на переробку насшня. Лише незначна квдькють робгг присвячена переробц1 стебел соломи льону олшного на волокно [5]. У результат! дослвджень, проведених ввдомими укра!нськими та рос!йськими науковцями Л.А. Чурсшою, Г.А. Т!хосовою, Н.М. Федосовою та !х заруб!жними колегами було встановлено, що солома льону олшного придатна для отримання целюлозовмюних матер!ал1в.
У лаборатор!ях ХНТУ оц!нку якосп стебел соломи льону ол!йного та готово! продукци !з них здшснювали за допомогою чинних ДСТУ для льону-довгунця та бавовняного волокна, що е не зовам коректним [6]. Проведен! дослвдження з вивчення морфолопчно!', анатомчно! будови, х!м!чного складу, ф!зико-мехатчних характеристик стебел соломи та волокна льону олшного дозволили встановити основт ввдмшносп ще! рослини ввд стебел ! волокна льону-довгунця та бавовнику, а також визначити т! показники якост!, як! б могли стати основою для створення нормативних докуменпв на цю сировину.
Формулювання мети дослвдження
Передумовою для розробки нормативних докуменпв на стебла соломи та волокно льону олшного е бвдьш глибоке дослвдження анатом!чно!, морфолог!чно! будови й х!м!чного складу льону олшного та льону-довгунця. Знаючи морфолог!чну будову стебел, можна з певною достов!рнютю прогнозувати урожайн!сть волокна та його якюш показники. Тому метою дослвдження е визначення основних характеристик стебел ! волокна льону ол!йного, на яких базуеться розроблення нормативних докуменпв на цю сировину.
Викладення основного матерiалу досл1дження
В!тчизняною селекц!ею було створено ряд високопродуктивних сорт!в для посушливих умов твдня Укра!ни. Взятий напрямок на розширення пос!в!в льону олшного можна пояснити тим, що ринок насшня ще далеко не наповнений, навпаки, цей товар у дефщип. Його купують в!тчизнян! лакофарбов! п!дприемства, але найголовн!ш! споживач! - усе ж таки м!жнародн! тренди. Купуючи товарне нас!ння, увагу звертають лише на нас!ння.
Передумовою для розробки нормативних докуменпв на стебла соломи та волокна льону олшного е бвдьш глибоке дослвдження анатом!чно!, морфолопчно! будови та х!м!чного складу льону олшного та льону-довгунця. Знаючи морфолопчну будову стебел, можна визначити в певних межах урожайшсть волокна та яшсну його характеристику, а також визначити ф!зико-мехашчш показники як! б можна включити до нормативних докуменпв.
Стебла льону олшного практично не використовуються не зважаючи на те, що в свт вiдомi технологи з повного використання стебел ще! групи льону для виробництва будiвельних плит, композитних матерiалiв, котробрикепв, шпагату, вiрьовок, нетканих текстильних виробiв, ефiрiв целюлози, паперу, теплоiзоляцiйних матерiалiв. Комплексне використання стебел i насшня льону олшного, як сввдчить свгговий досвiд, пiдвищить продуктивнiсть ще! культури, дасть можливiсть наповнити ринок Украши новими екологiчно чистими целюлозомiстними матерiалами.
Стебло е продуктивною частиною льону. Розрiзняють загальну та технiчну довжину стебла. Перша вимiрюеться вiдстанню вщ мiсця крiплення сiм'ядольних листочков до верхiвки найвище розмщено! у суцвгтп коробочки, друга- вiд мiсця кршлення сiм'ядольних листочков до початку розгалуження суцвiття.
Сл1д зауважити, що м1ж двома групами льону спостерiгаеться велика рiзниця за довжиною та товщиною стебла.
Вщомо, що волокно з бiльш високими показниками якосп отримують з бшьш тонких стебел. Стебла льону з дiаметром 1,1 - 1,3 мм вважаються тонкими, якщо !х довжина перевищуе 80 - 85 см, i товстими, якщо !х довжина становить 50 - 55 см, а дiаметр - 1,3 - 1,5 мм. Стебла льону олшного при середнш техшчнш довжит 44 см мають дiаметр у середнш частинi 1,3 мм, а отже е товстими. У льону-довгунця довжина техтчно! частини стебел змiнюеться в межах 60-90 см, а товщина - 0,8-1,2 мм, тому !х ввдносять до тонкостебельних [7]. Ця рiзниця зумовлюе значення таких показнишв, як микл1сть та зб1жистють.
Ввдношення товщини стебла до його довжини називають збiжистiстю. Багато дослвднишв показали, що миклiсть та збiжистiсть характеризують к1льк1сно та як1сно шльшсть волокна у стеблах. Анатомiчна будова стебла значною мiрою залежить ввд його зовнiшнiх властивостей: загально! та техтчно! довжини, його товщини, миклосп (ввдношення довжини до товщини), довжини розгалужено! частини, кольору стебла, ступеня розвитку коренево! системи тощо. Високий вмiст деревини в стеблах впливае на питомий вмют у них волокна, тому в стеблах, що мають широкий поперечний перерiз, вмют волокна менший порiвняно з тонкими стеблами.
За зовшшньою формою стебла можна визначити як1сть волокна, яке метиться в ньому. у результата дослвджень встановлено, що луб'янi жмути льону-довгунця складаються з бiльш довгих клггин, а це зумовлюе !х високу питому мiцнiсть. Довгi та тоншi елементарнi волокна забезпечують велику поверхню взаемного зiткнення, за рахунок чого мiцнiсть технiчного волокна шдвищуеться. Мiцнiсть спайок, у свою чергу, залежить вiд хiмiчного складу склеюючих речовин, тобто пектину й лигану. Лiгнiн збiльшуе мiцнiсть спайок, а отже, i технiчного волокна. У льону олшного довжина елементарних волокон менша, шж у льону-довгунця, тому вш характеризуеться високим ступенем одерев'яншня технiчного волокна, що значною мiрою обумовлено цементуючим впливом лiгнiну, а у льону-довгунця з вщносно довгими елементарними волокнами - величиною поверхш взаемного зггкнення волокон, тобто !х довжиною та тониною [8].
Крiм того, волокно з рiзних зон стебла суттево вiдрiзняеться за хiмiчним складом. Найбiльша к1льк1сть л1гшну, як вiдомо, мiститься у волокш, отриманому з гузирево! частини. Крiм того, виявлено тенденцiю до зниження вмiсту пектинових речовин ввд верх1вки до гузиря. Максимальним вмiстом целюлози характеризуеться середня частина, а мшмальним - гузир.
Вiдмiннiсть, льону-довгунця ввд льону олiйного виявляеться не пльки у зовнiшньому виглядi, але мае й глибше пояснення. Бiльш галузистий та низькорослий льон ол1йний значно вiдрiзняеться вiд високорослого тонкого та слабо розгалуженого льону-довгунця. Волокна льону-довгунця розмщеш правильно окресленими широкими та ввдносно глибокими жмутами (маеться на увазi глибина в радiальному напрямку на поперечному зрiзi). Окремi волокна мають гострокутовi поперечнi зрiзи, одерев'яншня майже не помiтне в мюцях прилягання кутiв клiтин. Льон олшний мае рихлi жмути з менш правильними зубчастими краями на поперечному зрiзi. Поперечний зрiз окремих волокон скорше округлий, тому вони менш псно прилягають одне до одного.
Питома мщшсть волокна, його здатнють до подiлу на тонк1 комплекси та гнучшсть е основними властивостями, що характеризують яшсть волокон [9]. Довжина й товщина е основними ознаками при оцшцюванш стебел як промислово! сировини. Проте iснують i деяк1 iншi ознаки, як1 дають можливiсть уточнити цю оцiнку. До таких ознак вщносять: розгалуженiсть, стутнь розвитку коренiв, жорстк1сть, ваговитiсть, однорщшсть, засмiченiсть, пошкодженiсть.
Ведомо, що розгалужешсть залежить вiд густоти стеблостою. Розрщжеш посiви дають бiльш розгалуженi стебла, що мають добре розвинену деревину з меншим вмiстом волокна.
Льон-межеумок i льон-кучерявець часто об'еднують тд однiею назвою - льон олшний. В Укрш'ш для одержання насшня вирощуеться переважно льон-межеумок. На рис. 1 зображена коренева система льону-межеумку та льону-довгунця.
Дуже розвинута коренева система, як у льону олшного, характеризуе рослини з нижчим вмiстом волокна, нiж тонкостебельнi.
Жорсткють стебел характеризуе стутнь розвитку деревини стебел 1 тим самим визначае вмют волокна в них.
Рис. 1. Коренева система льону-довгунця та льону-межеумку: а - льон-довгунець; б - льон-межеумок.
Ваговипсть стебел характеризуе !х структуру: стебла льону олшного з б1льш рихлою структурою, як1 мають велику внутршню порожнину з дуже розвинутою серцевиною, е легко ваговитими. Стебла льону-довгунця з бшьш щ1льною структурою дають б1льш важко вите й 1 мщне волокно [10].
Довп та тонш1 елементарш волокна забезпечують велику поверхню взаемного зикнення, за рахунок чого мщшсть техшчного волокна пвдвищуеться. Оск1льки елементарш волокна льону олшного коротш1 пор1вняно з волокнами льону-довгунця у зв'язку з особливютю морфолопчно! будови ще! групи, то мщшсть його техшчного волокна дещо нижча.
З уах перел1чених вище анатом1чних, морфолопчних та х1м1чних вщмшностей двох груп льону можна зробити важливе практичш припущення: мщшсть елементарних волокон знаходиться в залежност1 ввд х1м1чного складу та будови !х стшок. Як правило, зовам не одерев'янша, товстостшна волокниста клгтина бувае й найбшьш мщною. Поряд з цим, анатз з'еднання волокон м1ж собою та !х обриав на поперечних зр1зах, дае уявлення про мщшсть !х зв'язку. Обидва щ фактори разом будуть обумовлювати р1зний характер проходження технолог1чного процесу механ1чно! переробки льон^ ол1йного пор1вняно з льоном-довгунцем, а отже яшсть волокна та отримувано! з нього готово! продукц!!.
На основ! проведеного анал!зу анатом!чно! будови та х!м!чного складу можна зробити висновок: осшльки м!ж двома групами льон^ спостертаеться велика р!зниця, то методика ощнювання стебел соломи та волокна льону олшного буде суттевого в!др!знятися вщ в!домо! оц!нки ф!зико-механ!чних показник!в льону-довгунця. Технолопчш параметри й нормован! ф!зико-мехашчш показники якост! стебел соломи та волокна льону-довгунця не можна застосовувати для оцшки якост! стебел соломи й волокна льону олшного, враховуючи особливосп морфолопчно!, анатом!чно! та х!м!чно! будови ц!е! групи льону.
Узагальнюючи вищевикладене, слад зазначити, що зараз особливо! актуальност! набувае питання створення власно! нормативно! бази для оцшки якост! стебел соломи та волокна льону олшного з метою одержання нових целюлозовмюних матер!атв.
Висновки
Свропа та !нш! кра!ни св!ту проявляють неабияку зац!кавлен!сть до використання льону ол1йного. П!двищений штерес до культури льон^ ол!йного за кордоном змушуе переглян^ти в!дношення до не!, бо в саме цих кра!нах !! використовують для виготовлення р!зних вид!в продукц!! у багатьох галузях промисловост!. На основ! величезного св!тового досв!ду використання соломи льону олшного, можна зробити висновок, що солома олшного льону е дуже цшною сировиною, хоча на сьогодш вона залишаеться другорядним продуктом, проте, при в!дпов!дн!й п!дготовц! та оцшщ якост! стебел соломи та волокна льону олшного вщповщно до нормативних докуменпв дозволить значно розширити сферу використання ще! культури з метою виготовлення р!зних товар!в народного вжитку.
Але !сн^е визначена технолог!чна та маркетингова перепона для використання волокнистого промислового матер!алу - це ввдсутшсть нормативних документ!в на стебла соломи та волокно льону олшного що в свою чергу е перепоною для б!льш широкого впровадження ще! культури в промислов!сть
Украши. KpiM того, мiж виробниками льняно! соломи i промисловими пiдприeмствами, як1 б могли використовувати !!, до цих nip не мае TOTpi6Hm виробничих контактiв, оскшьки не вiдомо яким чином здшснювати розрахунок за одержану сировину. Для того, щоб конкурувати з використовуваними на сьогодшшнш день промисловими волокнами, необхвдно консультуватися 3i спецiалiстами 3i стандартизацй' та сертифжаци, а також з фаxiвцями лляно! галузi, яш використовують ллян волокна та знають ix властивостi з метою створення та впровадження нормативних документiв на стебла соломи та волокно льону олшного.
На сьогодшшнш день не розроблен нормативн документа з оцшки якосп стебел соломи та волокна льону олшного, не встановлен показники якосп, оптимальн параметри та режими одержання волокна та його мехашчно! переробки, не виявленi закономipностi змши фiзико-меxанiчниx характеристик вiд особливостей вирощування та збирання ще! культури. Виршення цих питань на основi розроблення та впровадження нормативних докуменпв з оцшки якосп стебел соломи та волокна льону олшного дозволить визначити властивосп i допоможе об'ективно розробити рекомендаци з !х використання в piзниx галузях пpомисловостi.
Список використаноТ лiтератури
1. Виноградов В.Ф., Раскуратов Ю.В. и др. Медико-биологические аспекты использования льняного масла: «Лен - на пороге XXI века». Тез. докл. Научно-практич. конф. - Вологда: ПФ Полиграфист, - 2000.
2. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н. Масличный лен и его комплексное развитие. - М.: ЦНИИЛКА, 2000. - С. 389.
3. Лихочвар В.В., Петриненко В.Ф. Рослинництво. Сучасн штенсивш технологи вирощування основних польових культур. - Львiв.: НВФ. «Украшсьш технологи», 2006. - 730 С.
4. http://www.agro-business.com.ua.
5. Тихосова А.А., Путинцева С.В., Головенко Т.Н. Перспективы использования волокна льна масличного для производства текстильных материалов // Вестник Витебского государственного технологического университета. - 2013. - № 24. - С. 74-81.
6. Головенко Т.М., Чурсша Л.А., Гарькава А.В. Розроблення технологи одержання волокон льону олшного piзного функционального призначення // Вюник Хмельницького нацюнального ушверситету. Техшчш науки. - 2012. - № 4. - С. 204-211.
7. Чурсша Л.А., ^хосова Г.А., Горач О.О., Янюк Т.1. Науковi основи комплексно! переробки льону олшного: моногpафiя / тд ред. Л.А. Чурсшо!. - Херсон: Олдьплюс, 2011. - 356 С.
8. Ордина Н.А. Оценка качества волокна в льняных стеблях по анатомическим признакам // Лен и конопля. -1973. - №6. - С. 29.
9. Чурсша Л.А., ^хосова Г.А., Головенко Т.Н., Меняйло-Басиста 1.О. 1нновацшш технологи одержання нетканих та целюлозовмюних матеpiалiв з льону олшного: моногpафiя / тд ред. Л.А. Чурсшо!. - Херсон: Гршь Д.С., 2014, - 304 С.
10. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н. Лен на рубеже 20 и 21 веков: учеб. пособ. / В.В. Живетин, Л.Н. Пнзбург. - М.: ИПО «Полигран», 1998. - 184 С.
