CC BY
38
УДК 633.358:633.521
Перспективы развития технологий уборки и переработки льна
Евгений Львович Пашин, профессор, доктор техн. наук, Александр Васильевич Баранов, доцент, доктор биол. наук, директор ГНУ Костромской НИИСХ, с. Минское, Костромская обл.., Россия
E-mail: [email protected]
С целью обоснования малозатратной технологии уборки и переработки льна для получения однотипного волокна проведен анализ отечественных и зарубежных аналогов. Выявлены решения получения волокнистого продукта в полевых условиях. Однако они основаны на использовании самоходной техники, что не обеспечивает её рационального использования. В отличие от известных аналогов предложено использование прицепных технических средств, представляющих из себя шасси с установленной на нём съёмной платформой. На платформе расположены модули для механической переработки стеблей тресты льна. С их помощью стебли подбираются с поля, подвергаются излому с последующим выделением волокна. Шасси агрегатируется с универсальным тяговым средством. Это повышает эффективность использования данного тягового средства и шасси. При применении предлагаемого решения появляется возможность производства льноволокна в два этапа: при уборке тресты с поля и после его завершения - в осенне-зимний период. На обоих этапах конечной продукцией является однотипное льняное волокно, которое служит сырьем для текстильной промышленности. На первом этапе волокно получают непосредственно в поле с последующей его уборкой в виде рулонов. На втором этапе съемную платформу с модулями для переработки устанавливают стационарно в закрытом помещении. Таких платформ может быть несколько. Их совместная работа позволит осуществлять переработку льняной тресты из рулонов, заготовленных в местах сезонного хранения. Последующая переработка волокна возможна, например, по технологии с применением кардоч есания. Применение новой предлагаемой технологии при использовании на начальных этапах комбайнового теребления и очеса льняных стеблей в период их ранней желтой спелости может обеспечивать в сравнении с применяемыми в льноводстве процессами сокращение трудозатрат до 20-30%.
Ключевые слова: льняная треста, уборка, производство волокна, прицепная, съемная техника
Вступление России во Всемирную торговую организации повлекло за собой снижение дотационной поддержки государства при производстве ряда сельскохозяйственных культур, в частности льна. Это явилось одной из причин уменьшения площадей посевов этой культуры и снижение рентабельности деятельности предприятий при производстве и переработке льна. В конечном итоге, это негативно сказалось на обеспечении сырьем отечественных льнокомбинатов.
Анализ сложившегося положения дел выявил необходимость существенного снижения производственных затрат в льняном комплексе. Однако технологии, применяемые на льнокомбинатах, предопределяют требования к структуре выпускаемого льнозаводами льноволокна. За рубежом проблема обеспечения рентабельности производства в АПК, прежде всего, решается за счет более высоких урожаев, которые в традиционных зонах льносеяния России не достижимы.
Цель исследований - формирование новых малозатратных технологических ре-
шений по комплексной уборке и переработке льна в АПК.
Материал и методы базируются на обобщении известных отечественных и зарубежных технологий при производстве льна, их критическом анализе и синтезе новых более эффективных технологических решений.
В ряде зарубежных стран, где затруднительно выращивание льна, изыскиваются решения, основанные на использовании нетрадиционных текстильных, исключающих мокрое прядение длинноволокнистых льняных комплексов. Одним из перспективных направлений такого использования является производство биокомпозитов [1], в том числе и при производстве масличных групп льна [2].
Так, в Финляндии при производстве льна производят скашивание семенной части стеблей, а оставшиеся их части зимуют в поле. Весной они убираются в виде однотипной массы, которая на текстильных предприятиях перерабатывается с применением технологий кардного чесания [3].
В Германии в конце прошлого столетия для получения хлопкоподобного льна был создан самоходный агрегат, который обеспечивал подбор лент стеблей тресты и их переработку (рис. 1) [4]. Получаемый волокнистый материал в виде закостренной волокнистой массы формировался в кипы, которые далее, в промышленных условиях, дополнительно перерабатывались для получения короткоштапельного волокна, которое возможно использовать в различных направлениях. Для этого, например, предусматривалось применение линии котонизации немецкой фирмы «К1а88».
Известно, что в аналогичном направлении протекали работы в Институте лубяных культур в Украине (бывший Всесоюзный НИИ лубяных культур) [5]. В итоге специалистами этого учреждения была создана технология уборки и переработки льна с применением самоходного технического средства на базе зерноуборочного комбайна «Нива» (рис. 2). В его конструкцию были введены узлы для переработки льнотресты, которую подбирали в виде лент, перемещали в рабочую зону, а на выходе из неё получали однотипное волокно. Его предусматривали использовать в хлопкопрядении.
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 1. Самоходный агрегат для переработки льнотресты в поле: 1 - механизм подбора ленты, 2 - транспортер; 3 - мяльный узел; 4 - узел трепания; 5 - зона трясения; 6 - узел передачи волокнистой массы; 7 - зона прессования
В нашей стране подобные разработки также известны [6]. В 2010 году была запатентована технология получения хлопкопо-добного льна в поле, основанная на применении самоходного агрегата, который перемещается по льнищу, подбирает тресту и производит её резку. Затем из полученных отрезков стеблей выделяют штапелирован-ное волокно, которое собирается в бункер и после его заполнения перевозится к месту последующей переработки.
Результаты и их обсуждение. Проведенный анализ показал, что несмотря на снижение затрат, связанных с переработкой стеблей и исключением применения промышленного оборудования льнозаводов, рассмотренные технические средства имеют недостатки. Они касаются повышенной стои-
волокно треста
Рис. 2. Самоходное средство для переработки тресты в поле
мости применяемой техники (более 1 млн рублей в ценах 2010-2014 гг.), её пониженной производительности, вызывающей ограничение скорости перемещения техники при переработке стеблей тресты, а также ограниченного периода их использования (до 20-30 дней уборки льна).
При недостаточной пропускной способности для уборки льна на площади более 100 га потребуется несколько агрегатов, которые после уборочного периода практически не используются. Такое положение дел при существующих в РФ нормах амортизации будет существенно снижать рентабельность производства, делая его не выгодным.
С этой целью в КГТУ на основе интеграции научной деятельности с Костромским НИИСХ предложена иная стратегия организации интегрированного производства тресты и волокна. Принципиальным её элементом является использование прицепной техники.
Рекомендовано при уборке льнотресты и её переработке использовать прицепную
машину, на которой установлена съемная платформа с узлами для обескостривания льна. При таком варианте организации работ должны сокращаться издержки производства. Это объясняется следующим. Переработку предложено осуществлять в два этапа (рис. 3 и 4). Первый технологический этап совершается в полевых условиях с момента, когда льняная солома на льнище превратилась в стланцевую тресту. При его реализации машинные узлы, осуществляющие частичное обескостривание стеблей тресты и получение штапелированного волокна, установлены на съемной платформе, которая закреплена на прицепе. Прицеп с помощью тягового средства перемещается по полю. Лента стеблей тресты подбирается с поля с использованием специального узла подбора, сходным по конструкции с применяемыми на практике [7]. Он обеспечивает их подачу к последующим узлам для выделения из стеблей волокна и его штапелирования.
Рис. 3. Операции, производимые в поле, с использованием прицепной платформы: 1 - тяговое средство; 2 - шасси; 3 - съемная платформа; 4 - узлы для обработки тресты; 5 - ленты тресты; 6 - полученное однотипное волокно; 7 - рулонный пресс-подборщик; 8 - рулон волокна; 9 - погрузчик рулонов; 10 - транспортное средство для перевозки рулонов волокна
Рис. 4. Операции, производимые в стационарных условиях, с использованием платформы, снятой с прицепного шасси: 1 - съемная платформа; 2 - узлы для обработки тресты; 3 - рулон волокна; 4 - рулонный размотчик; 5 - пресс для однотипного льноволокна
После уборки льнотресты с поля (этот период имеет длительность не более одного месяца) прицеп с платформой и узлами для обескостривания стеблей перемещается в стационарные условия (в помещение). Платформа снимается с прицепа, подключается к электроприводу и агрегатируется с размотчиком рулона. Освободившийся прицеп и тяговое средство направляются на выполнение иных, не связанных с льнопроиз-водством, операций.
С этого момента начинается второй этап переработки, протекающий в осенне-зимний период в стационарных условиях. В течение этого этапа осуществляют переработку тресты, убранную с поля в виде рулонов по традиционным технологиям уборки льна-долгунца [8] или льна масличного [9].
Таким образом, при предложенной двухэтапной организации уборки и переработки появляется возможность более рационально использовать тяговые средства и прицепы. Возможность применения съёмных платформ с узлами для переработки тресты обеспечивает производство волокна в агропредприятии в осенне-зимний период, свободный от интенсивных сельскохозяйственных работ. Именно эти особенности будут вызывать сокращение издержек общего производства. В условиях применения на начальных этапах уборки льна комбайновой технологии теребления и очеса льняных стеблей в период их ранней желтой спелости указанное сокращение может достигать 20-30% (рис. 5).
1? ч
(D
Ч
fT
й
1р
го
600
500
400
300
200
100
12 3
Рис. 5. Затраты при различных вариантах производства: 1 - льносолома в рулонах; 2 - льнотреста в рулонах; 3! - однотипное волокно
0
Выводы. 1. Известные технологии уборки и переработки льна в поле не позволяют рационально использовать технические средства для их реализации в течение годового периода.
2. Новизной предлагаемой технологии получения однотипного льноволокна является использование технических средств в виде прицепного шасси и установленной на нём съёмной платформы с узлами для переработки тресты. Это обеспечивает возможность двухэтапного производства льноволокна: при уборке тресты с поля и после его завершения - в осенне-зимний период.
3. Применение новой технологии при использовании на начальных этапах комбайнового теребления и очеса льняных стеблей в период их ранней желтой спелости
может обеспечивать в сравнении с применяемыми на практике процессами уборки льна сокращение трудозатрат до 20-30%.
Список литературы
1. Sсarpoш C. Industrial applications for natural fiber reinforced composites // JEC Composites Magazine, 2009. № 46.
2. Oomah B.D. Flaxseed as a functional food source // J. Sci. Food Agric. 2001. Vol. 81. № 3. P.889-894.
3. Pasila A. A new Method for Harvesting Flax and Hemp. The ist Nordig Conference on Flax and Hemp Processing. Tampere university of technology? 1998. P.149-158.
4. Пашин Е.Л., Пашина Л.В. Агропромышленные технологии производства льна. Ч. 1. Сельскохозяйственное производство: учебное пособие. Кострома: КГТУ, 2004. 109 с.
5. Сайт Опытной станции лубяных культур Института сельского хозяйства Северо-Востока НААН Украины [ Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ibc-uaas.at.ua.
6. Патент РФ № 2390590. Способ получения штапелированного льняного волокна. Авторы: Корнилов В.С., Корнилов А.В. Опубл. 27.05.2010.
7. Колчина Л.М., Крюков И.В. Технологии и технические средства для возделывания, уборки и первичной переработки льна-дол-
гунца: Каталог-справочник. М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2003. 132 с.
8. Соловьев А.Я. Льноводство. Учебник. М.: Агропроииздат, 1989. 320 с.
9. Дударев И.Н. Обоснование технологии уборки масличного льна и конструкции средств для её реализации. В сб. тр. НПЦ по механизации сельского хозяйства НАН Беларуси «Механизация и электрификация сельского хозяйства», Вып. 45, Минск, 2011. С. 120-126.
Prospects of development of technologies of cleaning and processing of flax Pashm E., Baranov A.
In order to justify a low-cost technology of harvesting and processing of flax fiber for the same type of fiber analysis of domestic and foreign counterparts is done. Solutions of producing of a fibrous product in the field are identified. However, they are based on the use of self-propelled machinery which does not ensure its rational use. In contrast to known analogs the use of technical equipment trailer like a chassis with installed removable platform is suggested. Modules for mechanical processing of flax stems trusts locates on the platform. With their use the stems are selected from the field, exposed fracture with subsequent isolation of the fiber. Chassis mounted with a universal means of traction. This increases the efficiency of the use of the traction means and chassis. When using the proposed solution it is possible to flax production in two stages: during harvesting trusts from the field and after its completion - in the autumn-winter period. At both stages the final product is the same type flax fiber, which is the raw material for the textile industry. In the first step the fiber is obtained directly in the field with further harvesting as rolls. In the second step a removable platform with modules for the processing permanently installed indoors. Such platforms may be several. Their collaboration will allow processing of flax stock rolls harvested in areas of seasonal storage. Subsequent processing of the fibers can be, for example, by using of carding technology. Application of the new proposed technology at using in the early stages of combine uprooting and combing flax stalks during their early yellow ripeness can provide reducing of labor costs by 20-30% compared with flax used in the processes.
Key words: flax trust, harvest, production of fiber, tow, removable appliances
