CC BY
53
УДК 677.11.021
С.В. Бобирь, А.В. Островська, К.М. Чермошенцева, Т.О. Кузьмша
ОДЕРЖАННЯ ТРЕСТИ З СОЛОМИ ЛЬОНУ ОЛ1ЙНОГО ЗА ДОПОМОГОЮ ШТУЧНОГО ЗВОЛОЖЕННЯ Х1М1ЧНИМ КОМПОЗИЦ1ЙНИМ ПРЕПАРАТОМ
У cmammi розглянуто iснуючi способи одержання трести з соломи льону олшного.
Запропоновано новий ресурсозбер^аючий спо^б отримання лляно'1 трести шляхом
розстилу за допомогою штучного зволоження хiмiчним композицшним препаратом та
до^джено фiзико-механiчнi властивостi отримувано'1 трести.
Вступ. Льон олшний е технолопчною, скоростиглою та посухостшкою аграрною культурою Украши, яку вирощують, головним чином, для одержання насшня, що мютить до 50% олп. Проте на сьогодшшнш день юнуе багато сорпв, селекцiонованих 1нститутом олiйних культур Украшсько].' академй' аграрних наук, як1 мають не тiльки насiння з високим вмiстом оли, а й стебла, придатш для використання у виробнищга волокна. Однiею з перспективних культур е льон-кучерявець - низькоросла однолггня рослина з родини льонових. 1нститутом здiйснюеться впровадження власних сортiв льону-кучерявця у рiзних регiонах Украши. Основш площi посiвiв цiеï культури розмщеш у степовiй пiвденнiй зонi Украши: Дшпропетровськш, Запорiзькiй, Миколаïвськiй, Херсонськ1й областях та Автономий республiцi Крим.
Насшня льону олшного мютить глiцериди лiноленовоï кислоти (35-45%), лiнолеву (25-35%), олешову (15-20%), пальмiтинову i стеаринову кислоти; 18-33% бiлку, 12-26% вуглеводiв, а також ферменти, каротин, калiй, кальцш, магнiй, залiзо, марганець, цинк. Високояшсну лляну олiю використовують у електротехшчнш, авiацiйнiй, автомобiльнiй, суднобудiвнiй, лакофарбовiй, шшрянш, харчовiй промисловостях, миловарiннi та медицина Олiя льону-кучерявця е цiнною кормовою добавкою, яка дае додаткову енерпю, стимулюе обмiн речовин i придае шовковистий блиск шкiрi. Лляний шргт мiстить 34-35% перетравлюваного протешу, 8% безазотистих екстрактивних речовин i використовуеться для годiвлi тварин. Стебло льону-кучерявцю мютить до 20% волокна, лктан, деревину та пектиновi речовини [1].
З соломи льону олшного отримають еколопчно чисте целюлозне коротке волокно для виробництва нетканних, текстильних та целюлозовмюних матерiалiв, кручених i саштарно-ппешчних виробiв, а також наповнювачiв для композицшних матерiалiв. За даними дослщжень центрального Науково-дослвдного iнституту комплексно].' автоматизаци легкоï промисловостi Росшсько].' Федерацiï, волокно льону олшного з усшхом можна використовувати для одержання ефiрiв целюлози та усiх продуктiв на ïï основi. Завдяки сво1'м унiкальним властивостям продукщя льону олiйного та продукти його переробки користуються попитом в усьому свiтi [2].
Незважаючи на високу цiннiсть дано].' культури, в Украш льон олiйний не використовуеться у повному обсязi. Солома льону олшного тсля вiддiлення насiння зазвичай спалюеться або загортаеться у грунт, тобто використовуеться як добриво. Через це втрачаеться велика шльшсть цшно1' сировини для багатьох галузей промислового виробництва. Нерацiональне використання стебел соломи у нашш державi пов'язано в першу чергу з недосконалiстю технологш первинно1' переробки льону олiйного. На даний час науковi дослiдження впчизняних вчених спрямованi на розробку ефективних технологш одержання трести з соломи льону олшного та розвиток наукових основ технологш первинно1' переробки лляних волокон з метою значного розширення спектру застосування льону олшного [3].
Анал1з останшх дослвджень. 1снуе дешлька способiв отримання лляно1' трести iз стебел соломи. В Украïнi найбшьш розповсюдженим способом одержання трести е розстил (росяне мочшня), при якому внаслiдок бiохiмiчних реакцiй дiяльностi грибiв i бактерiй вiдбуваеться видiлення волокна. Для життедiяльностi цих мiкроорганiзмiв необхщний постiйний доступ повiтря, взаемодiя свила i атмосферних опадiв, незначнi добовi коливання температур. У таких умовах спори i мщелш грибiв, ферменти бактерш, що знаходяться в грунл та на поверхнi стебел, починають швидко розвиватись i руйнувати пектиновi речовини, що з'еднують луб'янi пучки з тканинами стебла. При вщповвдносп вах зазначених факторiв спосiб росяного мочшня дозволяе отримати високояк1сну тресту.
Головним недолгом росяного мочiння е залежнють вiд погодних умов, неможливють контролювати та регулювати процес розстилу i, як наслвдок, втрати врожаю. Ведомо, що найкращi умови приготування лляно1' трести проходять при температурi 15-20°C без рiзких ïï коливань протягом доби, вiдноснiй вологостi повпря 60% - 80% та рiвномiрному зволоженню стебел соломи короткочасними
дощами та росами. У разi зниження температури повггря процес уповiльнюeться, а за температури 0°С -повшстю припиняеться [4].
Зараз в Укра!ш, як 1 в усьому свiтi, спостерiгаеться тенденцiя розширення поавних площ, вiдведених щд льон олшний. Переважна кiлькiсть площ посiву дано! культури зосереджена на пiвднi Укра!ни, особливо на Херсонщинi. Так, в Укрш'ш у 2004 роцi льон олшний вирощували на площi 14,89 тис. га, а вже у 2010 рощ вш займав площу 60,22 тис. га. У Херсонськш обласп 2004 року посiвнi площi становили 1,96 тис. га, а у 2010 р. - майже 13,55 тис. га.
Грунтовий покрив Херсонсько! областi представлений переважно чорноземами, твденними малогумусними та темно-каштановими грунтами, яш складають бiльш нiж 80% ввд уае! площi орних земель. Через високий вмiст доступних елеменпв живлення - азоту, фосфору та калш, так1 грунти найбiльш придатш для вирощування льону олiйного. Херсонщина характеризуеться найбiльшими тепловими ресурсами i знаходиться в агроклiматичнiй зонi з найвищою сумою ефективних температур -рiчний показник 3150°С при середнш температурi повiтря трьох лiтнiх тсящв 28°С.
Сдиним лiмiтуючим фактором для усшшного вирощування льону, а також перебну процесу росяного мочiння лляно! трести в регiонi, е недостатня к1льк1сть атмосферних опадiв (у середньому 406 мм на рiк) [5]. За таких умов бюлопчний процес перетворення лляно! соломи в тресту проходити не буде, осшльки ввдсутшсть опадiв не дае можливосп розвитку пектиноруйнiвних мiкроорганiзмiв на поверхш стебел. На основi теоретичних та експериментальних дослвджень науковцями Херсонського нацюнального технiчного унiверситету зроблено висновок, що одним iз шляхiв створення на швдш Укра!ни оптимальних умов для приготування трести е застосування штучного дворазового зволоження водою [6].
Однак, до цього часу не розроблено достатньо ефективних технологш одержання трести iз стебел соломи льону олiйного, а також не запропоновано способiв запоб^ання впливу несприятливих клiматичних умов цього репону на процес приготування трести. Тому актуальним завданням сьогодення е розробка ефективних технологш одержання трести iз соломи льону олшного з метою видшення однородного волокна для виробництва високояк1сних, екологiчно чистих, конкурентоспроможних товарiв у рiзних галузях промисловосп .
Постановка завдання. Завданням дано! роботи е розробка ново! еколопчно! та ресурсозбернаючо! технологи одержання трести з соломи льону олшного та визначення закономiрностей змiни фiзико-механiчних характеристик i оптимальних параметрiв розстилу в умовах степово! зони Укра!ни.
Виклад основного матерiалу. Основними недолiками одержання лляно! трести способом росяного мочшня е залежнють процесу формування як1сних показнишв трести вiд погодних умов, нерiвномiрнiсть вiдокремлюваностi та мiцностi волокна за ваею масою розiсланого шару соломи, велика тривалють технологiчного процесу (25-45 дiб), що призводить до шльшсних втрат трести, заражено! патогенними, гнилюними мiкроорганiзмами.
Для вирiшення питань щодо одержання трести iз соломи льону олшного та зменшення впливу негативних чиннишв на процес розстилу запропоновано застосування штучного зволоження розчином композицшного препарату на основi фосфату карбашду та оксiетильованого нонiлфенолу АФ 9-10. Обробка стебел соломи зазначеним препаратом сприяе пригшченню розвитку гнильних, патогенних грибiв i бактерiй, а також рiвномiрному розподiлу вологи та хiмiчного препарату на льоносоломi, i створюе живильне середовище для рiвномiрного та штенсивного розвитку пектиноруйнiвно! мiкрофлори, що збшьшуе !! активнiсть i покращуе деструкцiю деревинно! частини стебел [7]. Застосування хiмiчного iнтенсифiкатора значно прискорюе процес мацерацi! стебел льону щд час розстилу.
Для дослвджень було обрано солому льону олiйного сорту Швденна нiч, що вважаеться одним з найкращих сортiв, як1 внесено до Реестру рослин Укра!ни. Сорт виднеться стiйкiстю до осипання, посухи та вилягання рослин. Характеризуеться високою потенцшною продуктивнiстю. Рекомендовано для зони Степу. Характеристика стебел соломи льону олшного сорту Швденна тч:
Загальна довжина стебел - 55 см;
Тех^чна довжина стебел - 45 см;
Ддаметр стебел - 1,33 мм;
Колiр - I бал;
Ввдокремлюванють, - 1,4 од.;
Вмiст лубу - 21,9%;
Гнучшсть - 15 мм;
Розривне навантаження - 10,8 даН.
Процес розстилу соломи льону вщбувався у лабораторних умовах кафедри товарознавства, стандартизацi! та сертифiкацi! ХНТУ на спещально сформованому штучному стелищг Зразки льоносоломи рiвномiрно зволожували розчином композицшного препарату на основi фосфату карбамиду
та окаетильованого ноншфенолу АФ 9-10 з концентращею 0,2 г/л, що е оптимальною для переб^ процесу розстилу соломи [8]. Зволоження проводили побутовими розприскувачами через кожнi 24 години до вологосл 60%, 70%, 80%. При цьому температура оточуючого середовища становила 22-23°С при вiдноснiй вологосл примiщення 65-70%, тривалiсть розстилу - 9 дiб. Для порiвняння у дослвдах застосовувався контрольний варiант, у якому стебла соломи льону олйного також зволожували водою до вологосл 60%, 70%, 80%. Повторнiсть у експериментальних дослвдах п'ятиразова, розмiщення варiантiв систематичне.
За результатами проведених дослвджень iз застосування у процесi розстилу штучного зволоження льоносоломи водою i розчином композищйного хiмiчного препарату визначено фiзико-механiчнi характеристики одержано! трести, як1 наведено у таблиц 1.
Таблиця 1
Фiзико-мехашчш характеристики лляноТ трести шсля 9 дiб розстилу з обробкою водою i розчином
композицiйного хiмiчного препарату
Волопсть, % Вщокремлювашсть, од. Вмют волокна, % Гнучкють, мм Розривне навантаження, даН
вода препарат вода препарат вода препарат вода препарат
60 3,6 4,7 21,4 22,6 29 38 7,4 8,9
70 4,1 5,8 21,8 23,2 34 42 6,3 7,7
80 4,6 6,3 22,4 23,9 39 51 5,6 6,8
Аналiзуючи данi, наведенi в таблищ, можна зробити висновок, що найкращi фiзико-механiчнi показники трести шсля 9 дiб розстилу отримано при вологосл 80%. Обробка льоносоломи пвд час росяного мочшня розчином композищйного препарату до вологосл 80% бшьш сприяе збереженню мiцностi волокна (порiвняно з контрольним варiантом) при одночасному пiдвищеннi вiдокремлюваностi, вмiсту волокна та гнучкост. Одним iз головних показнишв ступеня мацерацi! стебел льону е вщокремлювашсть, яка на 1,7 од. вища, нiж у контрольному варiантi, i становить 6,3 од. При збшьшенш вологостi технологiчний процес перетворення соломи в тресту проткае бшьш активно.
Даграми залежностi вiдокремлюваностi, гнучкосл та мiцностi вiд вологостi лляно! трести показанi на рис. 1-3.
Волопсть лляно! трести, %
Вода ОКомпозицшний препарат
Рис. 1. Залежшсть вiдокремлюваностi волокна ввд вологостi лляно! трести тсля 9 дiб розстилу
Волопсть лляно 1 тр е сти, % ■ Вода □ Композищйний препарат
Рис. 2. Залежшсть гнучкоста волокна вад вологосп лляно! трести шсля 9 д1б розстилу
80
Волопсть лляно! трести. %
■ Вода □ Ко мпозищйний препарат
Рис. 3. Залежнiсть розривного навантаження волокна ввд вологостi лляно! трести тсля 9 дiб
розстилу
У результата проведених дослвджень залежностi вiдокремлюваностi, гнучкосп та мiцностi вiд вологостi лляно! трести встановлено, що треста, отримана пiсля 9 дiб розстилу iз застосуванням штучного зволоження розчином композицшного препарату на основi фосфату карбамщу та оксiетильованого нонiлфенолу АФ 9-10 з концентращею 0,2 г/л до вологоста 80%, мае найкращi яшсш показники та найбiльш придатна для подальшо! переробки.
Висновки. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок, що впровадження технологi!' одержання трести iз соломи льону олiйного шляхом розстилу за допомогою штучного одноразового зволоження розчином композицшного хiмiчного препарату дозволить отримати в умовах твдня Укра!ни високояк1сну тресту нормального ступеня вилежування за 9 дiб розстилу, що е економiчно доцiльним. Зволоження льоносоломи один раз на добу до 80% розчином даного штенсифжатора достатньо для забезпечення нормального перебпу процесу розвитку пектиноруйнiвно!' мiкрофлори на стеблах льону. У результата розстилу одержано однорщну за ступенем вилежування та фiзико-механiчними показниками тресту. При подальшш обробцi лляно! трести можливо отримати волокно високо! якостi та ступеня розволокнення для наступно! переробки в рiзних галузях промисловостi.
Композицiйний препарат на основi фосфату карбамiду та окаетильованого нонiлфенолу АФ 9-10 забезпечуе майже повне знищення целюлозоруйнiвно! та патогенно! мшрофлори пвд час розстилу. Для соломи, трести та целюлози цей препарат виступае як консервант для збер^анш навiть при шдвищенш вологостi.
Л1ТЕРАТУРА:
1. Тараймович 1.В. Особливостi первинно! переробки стебел льону олiйного в умовах захщного полiсся / 1.В. Тараймович // Технологiчн комплекси. - 2010. - № 2. - С. 108-113.
2. Махно Т.О. Ефективнють виробництва льону олшного на основi впровадження нових сортiв / Т.О. Махно // Арошком. - 2007. - № 3-4. - С. 40-43.
3. Чурсша Л. А. та ш. Науковi основи комплексно! переробки стебел та насшня льону олшного: Монографiя / Л. А. Чурсша, Г. А. Тiхосона, О.О. Горач, Т.1. Янюк; пiд ред. Л.А. Чурсшо!. - Херсон: Олдi-плюс, 2011. - 356 с.
4. Плязетдшов Р.Н. та ш. Вплив вiдокремлюваностi на яшсш й кiлькiснi показники волокна льону / Р.Н. Плязетдшов, С.П. Коропченко, Л.А. Соболева, А.О. Корнева // Вюник ХНТУ. - 2009. - № 3(36). - С. 35-37.
5. Заець С.О. та ш. Льон олшний на швдш Укра!ни / С.О. Заець, В.1. Завeрюхiн // Наука виробництву. - 2005. - № 105. - С. 28-31.
6. Горач О.О. Розробка технологи одержання трести i3 соломи льону олшного з використанням штучного зволоження: дис. канд. техн. наук: 05.18.01 / Горач Ольга Олексивна. - Херсон, 2009. - 206 с.
7. Кузьмша Т.О. та ш. Формування фiзико-механiчних властивостей льоноволокна у процесi розстилу / Т.О. Кузьмша, Г.А. Тхосова, Н.1. Ксенжук // Легка промисловiсть. - 2005. - № 2. -С. 56-57.
8. Чермошенцева К.М. та ш. Щдвищення фiзико-механiчних показник1в волокна льону олшного пад час розстилу / К.М. Чермошенцева, Т.О. Кузьмша // Товарознавчий вюник: Збiрник наукових праць. - Випуск 5. Редкол.: ввдп. ред. д.т.н., професор Байдакова Л.1. - Луцьк: ЛНТУ, 2012. - С. 211-217.
БОБИРЬ Стжана Вггалй'вна - здобувач кафедри товарознавства, стандартизаци та сертифшаци Херсонського нацiонального техшчного унiверситету.
Науковi iнтереси:
- розробка ресурсозбережних технологiй первинно! переробки льону олшного та дослдження питань зберпання льоносировини.
ОСТРОВСЬКА Анна Володимирiвна - здобувач кафедри товарознавства, стандартизаци та сертифшацп Херсонського нацюнального технiчного ушверситету.
Науковi iнтереси:
- розробка та вдосконалення технологiй первинно! переробки льону олшного з метою розширення спектру його застосування.
ЧЕРМОШЕНЦЕВА Катерина Микола!вна - молодший науковий с^вробиник науково-досл1дного сектору Херсонського нацюнального техючного унiверситету.
Науковi iнтереси:
- удосконалення технологiчного процесу отримання модифшованого лляного волокна в залежностi ввд якостi вихiдно! сировини.
КУЗЬМ1НА Тетяна Олепвна - д.т.н., професор кафедри товарознавства, стандартизаци та сертифшаци Херсонського нацюнального техючного унiверситету.
Науковi штереси:
- розробка ресурсозбережних технологiй первинно! переробки натуральних волокон з метою розширення сировинно! бази i асортименту продукци текстильно! промисловостi;
- дослвдження впливу рiзних технологiчних факторiв на фiзико-механiчнi властивостi натуральних волокон i пряжi;
- розробка нових методiв оцiнки якостi лляних волокон на основi комп'ютерно! технiки;
- питання сучасного стану нацiонально!' та мiжнародно! систем стандартизацй'.
