CC BY
5SEARCH FOR THE MODE OF STEAMING LYOPHILIZED SILKWORM COCOONS BEFORE
UNWINDING THE COCOONS
Mirzakhodjayev B.A.
PhD, senior researcher Sericulture Mechanization Laboratory, Scientific-research Institute of Sericulture c. Tashkent, Republic of Uzbekistan, Mirzakhodjayev A.
PhD, Head Sericulture Mechanization Laboratory, Scientific-research Institute of Sericulture Korabelnikov A.V.
PhD, associate Professor of the Department of Silk Technology, Tashkent Institute of Textile and Light Industry
Radjabov I.B.
Master's degree student Tashkent Institute of Textile and Light Industry
Abdurasulov O. Sh.
Trainee researcher Scientific-research Institute of Sericulture
ПОИСК РЕЖИМА ЗАПАРКИ ЛИОФИЛИЗИРОВАННЫХ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА ПЕРЕД КОКОНОМОТАНИЕМ
Мирзаходжаев Б.А.
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории механизации шелководства Научно-исследовательский институт шелководства Г. Ташкент, Республика Узбекистан, Мирзаходжаев А. Кандидат технических наук, заведующий лаборатории механизации шелководства Научно-исследовательский институт шелководства
Корабельников А.В.
Кандидат технических наук, доцент кафедры "Технология шелка " Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности
Раджабов И.Б.
Магистрант, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности
Абдурасулов О.Ш.
Стажер-исследователь Научно-исследовательский институт шелководства
Abstract
The relevance of research on the process of preparing cocoons for unwinding is to find methods and modes of softening sericin to weaken the strength of its bonding. At the same time, the main task of the process is to perform these operations at the lowest cost and with the greatest preservation of the silk shell for the production of raw silk threads from it.
The conducted experiments proved the possibility of high unwinding of silk shells (90% or more) after sublimation (freeze-drying) of cocoons. At the same time, it is very important for the production that the freeze-dried cocoons are well "steamed" for 5 minutes. at room temperature in decinormal alkali solutions. Their further unwinding successfully proceeds in antinormal solutions of alkali at room temperature.
Аннотация
Актуальность исследований процесса приготовления коконов к размотке, заключается в поиске методов и режимов размягчения серицина для ослабления силы его склеивания. При этом основной задачей процесса является выполнение этих операций с наименьшими затратами и с наибольшим сохранением шелка оболочки для выработки из него нити шелка- сырца.
Проведенными опытами доказана возможность высокой разматываемости шелковых оболочек (90% и более) после сублимационной сушки коконов. При этом для производства весьма важно то, что сублимированные коконы хорошо «запариваются» в течение 5 мин. при комнатной температуре в децинормаль-ных растворах щелочи. Дальнейшая их размотка успешно протекает в антинормальных растворах щелочи при комнатной температуре.
Keywords: cocoons, drying, sublimation, steamed, unwinding, output of raw silk. Ключевые слова: коконы, сушка, сублимация, запарка, размотка, выход шелка-сырца.
Введение.
Целью кокономотания является выработка гладкой монолитной непрерывной по длине и равномерной по толщине, прочности на разрыв и другим свойствам комплексной шёлковой нити заданной линейной плотности путем сложения склеивания вместе нескольких коконных нитей, сматываемых с оболочек. При этом основной задачей является возможно полное использование шелковой массы оболочки для выработки комплексной нити, называемой шелком-сырцом, с наименьшими затратами труда и вспомогательных материалов.
Операции по приготовлению коконов к размотке связаны с физико-механическими, химическими воздействиями, изменяющими свойства и состояние фиброина и серицина. Сама по себе размотка кокона является процессом обратным процессу завивки и проводится в той же последовательности - от верхнего слоя к внутренним. Но в отличие от завивки процесс размотки связан с преодолением склеенности нити в оболочке.
Сила, с которой нить склеена в оболочке, большая: при средней 1,52±0,04сН она колеблется от 0,73 до 3 сН для нити, сматываемой с воздушно-сухой оболочки. При разрывном усилии в 8-10 сН коконная нить будет сматываться с оболочки с 5-6 кратным запасом прочности, а в отдельных случаях с 2,5-3 кратным [1]. Отсюда следует, что размотка коконов в сухом состоянии принципиально возможна. Этим пользуются для лабораторного анализа коконов. Однако вследствие влияния неизбежных динамических ударов и угла отрыва нити с оболочки «сухая» размотка коконов сопряжена с очень частыми обрывами нити и поэтому возможна только при низких скоростях, равных скорости завивки. Поэтому первой целью процесса приготовления коконов к размотке является поиск методов и режимов размягчения серицина для ослабления силы его склеивания. При этом основной задачей процесса является выполнение этих операций с наименьшими затратами и с наибольшим сохранением шелка оболочки для выработки из него нити шелка- сырца.
Материалы и методы
В Научно-исследовательском институте шелководства (НИИШ) проведены исследования в области лиофильной (сублимационной) сушки живых коконов тутового шелкопряда гибридов Ипакчи1*Ипакчи2 весенней выкормки [2].
Сублимационная сушка основана на принципе возгонки паров в замерзшем состоянии, минуя жидкую фазу, то есть из состояния льда - в пар.
Из теории сушки коллоидных тел, в частности белков, известно, что преимущество этого метода в наименьшем расходе тепла и в том, что качество материала сохраняется на исходном уровне, или коллоиды приобретают новые физические свойства (лиофильность и высокую растворимость). Объясняется это тем, что обезвоживание при сублимации
происходит в условиях, когда свободная вода находится в твердом (замороженном или криогидрат-ном) состоянии. Такая сушка исключает возможность концентрации (агглютинации) белковых молекул, обеспечивая сохранение их химической неизменности [3,4].
Метод защищает белки от денатурации, сводит почти до нуля потери их летучих компонентов. Продукт сохраняет начальный объем, но, потеряв воду, приобретает пористую структуру, что повышает проницаемость (имбибицию) коллоидных структур, высушенных этим способом.
Однако такие структуры, в зависимости от режимов температуры при сублимации, в определенных пределах могут менять свойства лиофильно-сти. Физико-химически этот факт объясняется тем, что остаточная вода (8 - 10%) на мицеллах белков приобретает более или менее строго ориентированное положение. При этом диполярные молекулы воды на электрических локусах мицелл образуют электрически полярные структуры, которые являются участками свободной энергии. Такое свойство белковых структур, обезвоженных в вакууме из замороженного состояния, объясняет их высокое сродство к воде, т. е. лиофильность [5,6].
В период 2019 - 2020 г. во время опытов по размотке шелковичных коконов, высушенных методом сублимации, было замечено, что оболочки их способны «запариваться» в холодной воде. Кратковременное смачивание таких коконов в холодной водопроводной воде делает возможной размотку шелковины на кокономотальных станках без предварительного запаривания.
С таких сублимированных коконов, после их запарки при обычном «горячем» режиме, принятом на шелкомотальных фабриках, шелковина быстро сходит пакетами и петлями, что вызывает повышенную дефектность шелковой нити.
Это объясняется, тем что после сублимационной сушки серицин, приобретает совершенно новые свойства и становится мгновенно и полностью растворимым при всех температурах начиная от 0 до 100°С, приобретает свойства исключительной лиофильности, характерной для глобулярных белков, подвергающихся сублимации [7].
Результаты исследования
Все это способствовало предварительному поиску режимов запарки коконов после сублимационной сушки. Испытывали один режим сушки и четыре варианта запарки. Сушили коконы гибрида Ипакчи1 х Ипакчи2 в вакууме при остаточном давлении 0,3 мм рт. ст. при температуре предварительного охлаждения до минус 8°С; при этом время сушки до кондиционной влажности коконов (10 -11%) составляло около 30 час [8].
В режимы запарки вошли следующие варианты:
1) «запарка» в холодной воде, т.е. смачивание коконов путем погружения их в водопроводную
воду на 5 минут при температуре 22°С и дальнейшая размотка в этих условиях;
2) «запарка» в децинормальном водном растворе №ОН в течение 5 мин. при 22°С и дальнейшая размотка при этих температурных условиях в анти нормальном водном растворе №ОН;
3) запарка в течение 2 мин. в водопроводной воде, нагретой до 80 - 90°С, и дальнейшая размотка при температуре 40-42°С;
Показатели размотки коконов при
Во всех случаях скорость вращения мотовила одинакова.
За критерий удовлетворительного качества запарки приняли степень использования оболочки кокона более 90% в среднем по образцу. Образцом служила средняя проба сублимированных коконов (30 шт.) каждой партии сушки. Коконы разматывали индивидуально с учетом технологических показателей (см. таблицу).
Таблица
различных режимах их запарки
Вариант Режим запарки и размотки Непрерывно-разматываемая длина нити, м Число об-рыв-но-сти на 1 кокон Вес, мг Разматы-вае-мость коконной оболочки,%
шелка-сырца сдира плен-ки Всего шелко-продуктов
1 «Запарка» и размотка в холодной воде 5мин; t= 22°С 835 0,81 158,87 5,89 10,43 175,19 90,8±0,33
2 Запарка в де-цинормальном NaOH 5мин; размотка в том же растворе; 1= 22°С 956,5 0,45 164,19 5,29 9,9 179,38 91,58±0,1
3 Запарка в воде при температуре 85-90°С, размотка при 1= 40-42°С 701 0,16 148,02 7,01 11,35 163,64 89,45±0,45
По данным таблицы видно, что наилучшую разматываемость и выход шелка-сырца показал вариант при «запарке» в децинормальном водном растворе №ОН в течение 5 мин. при 22°С, где показатели соответственно на 2,5% и 1,5% выше чем в третьем и первом вариантах
Построение вариационных рядов позволило вычислить биометрические характеристики и достоверность разницы в сравнительных вариантах опыта. Биометрическое сравнение приведенных средних с разматываемостью при обычных методах сушки сырых коконов запарки и размотки показывают разницу с высокой вероятностью достоверности (Р более 0,96).
Заключение
Проведенными опытами доказана возможность высокой разматываемости шелковых оболочек (90% и более) после сублимационной сушки коконов. При этом для производства весьма важно то, что сублимированные коконы хорошо «запариваются» в течение 5 мин. при комнатной температуре в децинормальных растворах щелочи. Дальнейшая их размотка успешно протекает в антинормальных растворах щелочи при комнатной температуре. Мы испытали минимальное количество возможных режимов запарки и размотки коконов только после одного режима сублимационной сушки. Однако и при этом отмечены большие возможности мобилизации скрытых резервов натурального шелка в коконном сырье, а также значительной экономии энергетических ресурсов при запарке и размотке
коконов. Холодная размотка коконов представляет большой производственный интерес не только по экономическим причинам. Она позволяет коренным образом изменить гигиену труда и повысить охрану здоровья работниц на шелкомотальных фабриках.
Список литературы:
1. Э.Б. Рубинов. Технология шелка. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. С. 112-120.
2. Мирзаходжаев Б.А., Мирзаходжаев А., Ко-рабельников А.В. Опыт сублимационной сушки коконов тутового шелкопряда. //Вестник Костром. гос. технолог. ун-та. - 2016. №1(36). С. 7-9
3. Altman G.H, Diaz F, Jakuba C, Calabro T, Horan R.L, Chen J, Lu H, Richmond J, Kaplan D.L. Silk-based biomaterials. //PubMed US National Library of Medicine National Institutes of Health, Biomaterials. 2003 Feb;24(3). Р.401-16
4. Семенов Г.В. Вакуумная сублимационная сушка. - М.: ДеЛи плюс, 2013. С. 260.
5. Антипов С.Т., Воронин А.А., Кумпицкий А.С. и др. Исследование процесса вакуум-сублимационного обезвоживания пищевых продуктов при различных способах энергопривода. //Вестник Международной академии холода. 2007. №2. С.40-44
6. Семенов Г.В. и др. Современные направления научных исследований и технические решения по интенсификации процесса сублимационной сушки в пищевой промышленности, фармпроизводствах и
прикладных биотехнологий. //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия процессы и аппараты пищевых производств. 2015. №1 С. 60-62
7. Мирзаходжаев Б.А., Мирзаходжаев А. Исследования влияния сублимационной сушки на свойства серицина. //Актуальные проблемы производства качественного и конкурентоспособного коконного сырья. Материалы Республиканской научно-технической конференции. Ташкент 2017г. С.54-55.
8. Tetsuya Iizuka., Eiji Okada., Masatoshi Iga., Ken-ichi Nakajima. Freeze-drying of fluorescent silk cocoons. //The Journal of Science and Technology of Japan. 2019. V27. P 89-94.
References
1. E.B. Rubinov. Silk technology. - M .: Light and food industry, 1981.S. 112-120.
2. Mirzakhodzhaev BA, Mirzakhodzhaev A., Korabelnikov A.V. Experience of sublimation drying of silkworm cocoons. // Bulletin Kostrom. state technologist. un-that. - 2016. No. 1 (36). S. 7-9
3. Altman G.H, Diaz F, Jakuba C, Calabro T, Horan R.L, Chen J, Lu H, Richmond J, Kaplan D.L. Silk-based biomaterials. // PubMed US National Library of Med-icine National Institutes of Health, Biomaterials. 2003 Feb; 24 (3). R.401-16
4. Semenov G.V. Vacuum freeze drying. - M .: DeLi plus, 2013.S. 260.
5. Antipov S.T., Voronin A.A., Kumpitsky A.S. et al. Research of the process of vacuum-sublimation dehydration of food products with various methods of energy drive. // Bulletin of the International Academy of Refrigeration. 2007. No. 2. Pp. 40-44
6. Semenov G.V. and others. Modern directions of scientific research and technical solutions for the intensification of the freeze-drying process in the food industry, pharmaceutical production and applied biotechnology. // Scientific journal of NRU ITMO. A series of processes and apparatus for food production. 2015. No. 1 S. 60-62
7. Mirzakhodzhaev BA, Mirzakhodzhaev A. Studies of the effect of freeze-drying on the properties of sericin. // Actual problems of the production of high-quality and competitive cocoon raw materials. Materials of the Republican Scientific and Technical Conference. Tashkent 2017 S.54-55.
8. Tetsuya Iizuka., Eiji Okada., Masatoshi Iga., Ken-ichi Nakajima. Freeze-drying of fluorescent silk cocoons. // The Journal of Science and Technology of Ja-pan. 2019. V27. P 89-94.
ANALYSIS OF 5G MILLIMETER-WAVE RADIO CHANNELS
Pak A.K.
Master student, KazNRTU named after K.I. Satpayev,
Kazakhstan, Almaty Kuttybaeva A.E. Ph.D., KazNRTU named after K.I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty Izimbetova A.
Student, KazNRTU named after K.I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty Smailov N.K.
Doctor PhD, KazNRTU named after K.I. Satpayev,
Kazakhstan, Almaty
АНАЛИЗ РАДИОКАНАЛОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА 5 G
Пак А.К
Магистрант, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Куттыбаева А.Е. к.э.н., КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Изимбетова А. Студент, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, Казахстан, г. Алматы Смайлов Н.К.
Доктор PhD, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева,
Казахстан, г. Алматы
Abstract
This article is devoted to the topic of millimeter-wave radio diapason 5G research. This network's capabilities was evaluated. The problems associated with the increased load on the networks, as well as the possibilities of
