CC BY
87
ветствии с инструктажами по охране труда, работнику при необходимости должны быть выданы средства индивидуальной защиты. Обязательно должна быть проведена аттестация рабочих мест по условиям труда. Выводы.
Изучена технология отделки хлопчатобумажных тканей, проведён анализ данных по производственной и экологической безопасности и некоторых вопросов охраны труда в отделочном производстве хлопчатобумажных фабрик.
Список литературы
1. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: Учебник для вузов/ А.С. Бобков, А.А. Блинов, И.А. Роздин, Е.И. Хабарова-М.: Химия, 1997.-400с.: ил.
2. Бельцов В.М. Оборудование текстильных отделочных предприятий: Учебник для вузов. 2-е изд. Перераб. И доп. СПГУТД - СПб., 2000. 568 с.
3. Краткий курс химической технологии волокнистых материалов / Балашова Т.Д., Н.Е. Булушева, Т.С. Новорадовская, С.Ф. Садова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 200 с.
УДК 677.074
М.К. Кошелева, Н.И. Горнушкина, Д.О. Павлова, А.Н. Пичугин Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Россия
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОТДЕЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ ФАБРИК ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
The analysis of industrial and ecological safety on cotton and woolen factories is lead. Use physical, in particular ultrasonic fields is shown, that, is perspective at perfection of technological modes with the purpose of increase of industrial and ecological safety.
Проведен анализ производственной и экологической безопасности на хлопчатобумажной и тонкосуконной фабриках. Показано, что использование физических, в частности ультразвуковых полей, является перспективным при совершенствовании технологических режимов с целью повышения производственной и экологической безопасности.
В федеральном законе «Об основах охраны труда в Российской Федерации» подчеркивается приоритет обеспечения безопасности и сохранения здоровья персонала перед другими социальными и технико-экономическими задачами организации. Тем более замечательно, когда технические решения, например, совершенствование технологии, позволяют повысить производственную безопасность, и если эти технические решения экономичны. Именно такое инженерное решение исследовалось в работе - это усовершенствование процесса промывки хлопчатобумажных тканей после мерсеризации и процесса промывки тонкосуконных шерстяных тканей. Процесс промывки является одним из самых энерго- и водоемких процессов и связан с повышенной производственной и экологической опасностью, в частности из-за использования поверхностно-активных веществ (ПАВ), оказывающих негативное воздействие на работающих и на окружающую среду, из-за продолжительного воздействия повышенной температуры и влажности, при промывке после мерсеризации - воздействия щелочи, пары которой попадают в рабочую зону и в сточные воды и др.
Выбор инженерного решения по интенсификации процесса промывки хлопчатобумажной ткани после мерсеризации осуществлялся на основе рекомендаций, разработанных проф. Сажиным с соавторами, показавшими, что для выбора способа интен-
сификации технологического процесса необходимо определить лимитирующее сопротивление, то есть знать какова технологическая задача массообмена.
Выбор наложения физического поля (ультразвукового) для интенсификации обоснован, поскольку задача массообмена при промывке хлопчатобумажных и шерстяных тканей является смешанной.
На первом этапе работы проведены экспериментальные исследования процесса промывки хлопчатобумажных и шерстяных тканей.
Исследования проводились с учетом реальных условий промывки хлопчатобумажных тканей после мерсеризации при скорости движения ткани 100 м/мин и модуле ванны 100, при этом очень важно было уточнить влияние расстояния от источника ультразвука до ткани на эффективность процесса промывки. Подтверждено, что оптимальным является расстояние 5 мм. Объектом исследования являлась хлопчатобумажная ткань с поверхностной плотностью 100 г/м2.
На основании данных Московской ситценабивной фабрики и рекомендаций НТЦ «Техносоник» для осуществления интенсификации промывки ткани на одной башенной промывной машине ВМБ-120-10 с помощью ультразвука, предложено использование в технологическом процессе 2-х погружных пьезоэлектрических излучателей типа ПП-25/8.
Получен патент на полезную модель «Устройство для промывки движущейся ткани», №47375 от 10.03.05.
В табл.1 представлены уравнения, полученные при математическом описании кривых кинетики промывки на основе предположения экспоненциальной зависимости и использования метода наименьших квадратов. Уравнения, полученные при математическом описании кривых кинетики промывки хлопчатобумажной ткани при использовании ультразвукового воздействия на промывной раствор при различных расстояниях излучателей от обрабатываемого образца.
Табл. 1. Уравнения кривых кинетики промывки
1=5 мм / =15мм / — 30 мм
п< 0,017 г 1 4,62 С ~е ГЧ л 0.014Т ►4,57 С =е Г-) -0,013-1+4,63 С =е
а, Ь - параметры, зависящие от свойств обрабатываемого материала и условий проведения процесса
Использование ультразвука для интенсификации позволяет сократить время промывки хлопчатобумажной ткани на 33,9% при расстоянии 5 мм, при этом сокращается расход промывной и сточной воды, расход электроэнергии, загрязненность сточной воды, так как можно сократить концентрацию ПАВ, тем самым снижается время вредного воздействия в рабочей зоне, выбросы в окружающую среду.
В технологии производства тонкосуконных шерстяных тканей наряду с чисто механическими процессами (прядение, ткачество) широко распространены и имеют большое значение процессы мокрой отделки, особенно процесс промывки, который является очень энерго- и водоемким. Кроме того, продолжительность процесса промывки тонкосуконных шерстяных тканей велика — 3,5 часа и более. Поэтому проблема повышения эффективности процесса промывки тонкосуконных шерстяных тканей является весьма актуальной.
Целью второго этапа работы является изучение процесса промывки плотных шерстяных тканей и повышение его эффективности. Объектом исследования являлась очень плотная шерстяная ткань Купавинской тонкосуконной фабрики. Следует отметить, что в промышленных условиях промывка тонкосуконных шерстяных тканей осуществляется на жгутовых промывных машинах периодического действия. Процесс яв-
ляется многостадийным. На стадии «размыл» в промывной раствор вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ). Промывка осуществляется после валки, после карбонизации, после крашения. Изучен процесс промывки суровой ткани, окрашенной в волокне, следовательно, при промывке из нее удалились: незафиксированный краситель, жировые вещества и моющее средство (ПАВ). Были выбраны два способа интенсификации промывки — это ультразвуковое воздействие на промывной раствор и его омагни-чивание.
На основании экспериментальных данных рассчитано сокращение времени промывки, которое составило 50% при использовании ультразвука и 25% при омагничива-нии промывного раствора. Из работ, проведенных на кафедре ПАХТ и БЖД известно, что при использовании физических полей можно снизить концентрацию ПАВ в промывном растворе, а значит, она уменьшится и в сточных водах — это приемлемо и для данной плотной ткани. На рис.1 приведено сравнение опытных данных по кинетике промывки с ультразвуком и результатов расчета концентрации жировых веществ в ткани по уравнению
С'= е 1681,3 • т - 138707,4 + 1п1,25
Таким образом, подтверждено, что наложение физических полей позволяет повысить эффективность процесса промывки — сократить его продолжительность, снизить концентрацию ПАВ в промывном растворе и в сточных водах, а снижение концентрации ПАВ в промывном растворе значительно уменьшает их вредное воздействие в рабочей зоне. Сокращение продолжительности процесса на 30 и более минут снижает вредное воздействие на работающих повышенной температуры и влажности, шума и вибрации. Поскольку в устройстве ультразвук используется в качестве интенсифика-тора, то необходимо определить вредные и опасные факторы, исходящие от него.
Генерирование ультразвуковых колебаний сопровождается слышимым шумом.
СГ
31-----
2Н-----
2
1,5 1
0,5 О
О 30 75 1 35 180 210
продопжите/ънкть стадий, мм
■ расчетпыето™-»-опытные данные
Рис. 1. Результаты математической обработки (пояснения в тексте)
Воздействие ультразвуковых колебаний на организм работающих может происходить через воздух (воздушное облучение) и вследствие непосредственного контакта рук работающего со средами, в которых возбуждены колебания (контактный путь воз-
действия). иологический эффект воздействия ультразвуковых колебаний на организм человека зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, подвергаемого действию ультразвука. Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковых установках отличают выраженную астению, сосудистой гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга, постоянные жалобы на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, бессонницу. Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению каппилярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменение костной структуры с разрежением плотности костной ткани.
Гигиеническое нормирование ультразвука осуществляется по ГОСТ 12.1.001-89 «ССЕТ. Ультразвук. Общие требования безопасности». Гигиенической характеристикой воздушного ультразвука на рабочих местах является допустимые уровни звукового давления (дБ). Характеристикой контактного ультразвука является пиковое значение виброскорости и уровни виброскорости. В таблицах 1 и 2 представлены допустимые уровни звукового давления и виброскорости. Запрещается непосредственный контакт работающих с рабочей поверхностью оборудования в процессе его обслуживания, жидкостью и обрабатываемыми деталями во время возбуждения в них ультразвука. Для исключения контакта с источниками ультразвука применяются специальные устройства (дистанционное управление оборудованием, защитные кожухи, экраны, автоблокировка, т. е. автоматическое отключение оборудования при выполнении вспомогательных операций, приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали). Для защиты рук от возможного неблагоприятного воздействия контактного ультразвука, в твердых или жидких средах так же применяется специальные средства (две пары перчаток - резиновые и хлопчатобумажные или только хлопчатобумажные). Для защиты работающих от неблагоприятного воздействия воздушного ультразвука следует применять противошумы по ГОСТ 12.4.051. Лица, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности воздействию контактного ультразвука, подлежат предварительным при приеме на работу и периодическим медицинским осмотрам в порядке, установленном Минздравом РФ.
Выводы.
Проведен анализ производственной и экологической безопасности на хлопчатобумажной и тонкосуконной фабриках.
В лабораторных условиях проведены экспериментальные исследования кинетики процесса промывки хлопчатобумажных и шерстяных тканей Московской Ситценабивной фабрики и Купавинской Тонкосуконной фабрики по действующим на предприятиях технологическим режимам и с использованием ультразвука для интенсификации.
- Показано, что использование физических, в частности ультразвуковых полей, является перспективным при совершенствовании технологических режимов с целью повышения производственной и экологической безопасности;
- Показано, что предлагаемое инженерное решение является экономически выгодным, а производственная и экологическая безопасность при его реализации повышается;
- Работа имеет научное и практическое значение, т.к. процесс рассматривается с позиции теории массообмена, анализируется механизм действия ультразвука, выбранный способ интенсификации позволяет ускорить промывку в 1,5 - 2 раза, предложено устройство для его реализации в промышленных условиях. Внедрение предлагаемого способа интенсификации позволяет значительно снизить выделение вредных веществ в рабочей зоне, в атмосферу и сточные воды текстильных фабрик.
Получен патент на полезную модель «Устройство для промывки движущейся ткани», №47375 от 10.03.05.
Результаты отдельных этапов работы докладывались на Всероссийских и Международных конференциях, где отмечены наградами, имеются публикации.
