CC BY
19
ПЕРЕРАБОТКА
УДК 677.021.1
Совершенствование метода определения выхода длинного волокна для квалиметрии сортов льна-долгунца
Пашина Лидия Владимировна, кандидат с.-х. наук, доцент, ст. науч. сотрудник,
Пашин Евгений Львович, доктор техн. наук, профессор
ФГБНУ «Костромской НИИСХ», с. Минское, Костромская обл, Россия
E-mail: evgpashin@yandex.ru
Проведен анализ причин несоответствия выхода длинного волокна при переработке льняной тресты на мяльно-трепальном агрегате и лабораторном станке по ГОСТ 24383-89. К ним отнесены ряд условий подготовки тресты к обработке и её осуществления. С учётом этого, а также ранее полученных теоретических результатов предложен новый метод обработки на лабораторном станке - при начальной подаче комлевых участков. На опытной партии, выравненной по длине стеблей, выход волокна на лабораторном станке по ГОСТ и новому методу соответствовали контролю (заводской агрегат). При наличии в сырье значительной доли коротких стеблей имеет место превышение выхода волокна на лабораторном станке по ГОСТ относительно контроля примерно в два раза, и соответствие контролю при обработке по новому методу. При переработке тресты шести сортов льна-долгунца по трем способам установлены различия значений выхода в сравнении с обработкой на заводском агрегате, в пользу предлагаемого варианта на уровне 17%; коэффициент корреляции выхода длинного волокна между контролем и на лабораторном станке при начальной обработке комлевых участков - 0,68. Предложенный способ - начальная обработка комлевых участков при переработке тресты на лабораторном станке, является одним из путей минимизации различий в оценках выхода длинного волокна на заводском агрегате и лабораторном станке по ГОСТ. Последнее особенно важно при наличии значительной доли коротких стеблей.
Ключевые слова: льняная треста, выход длинного волокна, вершинные, комлевые участки стебля, лабораторный станок, мяльно-трепальный агрегат
Сближение систем квалиметрии льна-долгунца в государственном сортоиспытании (ГСИ) РФ и на заключительных этапах селекции создаёт возможность ранней диагностики сорта в условиях, приближенных к производственным. С другой стороны, расширение средств квалиметрии в ГСИ способно повысить объективность оценок. В этом направлении интересен опыт филиала ВИР (г. Истра, Московская обл.), где при оценке образцов льна ГСИ [1] взамен промышленного мяльно-трепального агрегата (МТА) для переработки тресты применяют стандартное средство испытания по ГОСТ 24383-89 [2] - лабораторный станок СМТ. С применением МТА и СМТ определяют выход длинного волокна, являющийся важнейшим показателем технологического качества льна [3].
Однако на практике было выявлено превышение величин выхода длинного волокна на СМТ - Всмт относительно величин, полученных при переработке тресты в условиях льнозавода на МТА - В. Из чего очевидна недостаточная точность оценки новых сортов льна-долгунца в сортоиспытании при использовании станка СМТ.
Цель исследований — выявление причин несоответствия выхода длинного волокна при переработке льняной тресты на станке СМТ -
Всмт и на МТА - В, и определение мер минимизации различий.
Материал и методы. Объектом исследований служила стланцевая треста льна-долгунца двух опытных партий и сортов, выращенных в условиях селекционного сортоиспытания ФГБНУ «Костромской НИИСХ». Две партии тресты различались соотношением классов стеблей по длине. Каждую партию разделили на три части, из которых формировали пробы для обработки и получения выхода длинного волокна в трёх вариантах. Повтор-ность варианта 4-8-кратная, что обеспечило относительную ошибку средней менее 10%. Контролем служили результаты переработки тресты на МТА марки АЛС-1. Обработка на станке СМТ проведена в двух вариантах подготовки тресты: по ГОСТ 24383-89 с начальной обработкой вершинных участков; с начальной обработкой комлевых участков.
Стланцевая треста сортов Росинка, Тверской, Памяти Крепкова, Добрыня, Норд, ТОСТ 5 обработана по трём указанным вариантам без разделения на партии по фракциям длины стебля.
Штапельным анализом определен состав по длине стеблей пятнадцати партий [4], отобранных в период начала желтой спелости из производственных посевов Шолоховского
льнозавода Костромской области в 2013 и 2014 годах. Достоверность различий по классам длины определена с доверительной вероятностью 95%. Данные обработаны с использованием ППП «Statistika».
Результаты и их обсуждение. Сравнительным анализом способов обработки льняной тресты на МТА и СМТ установлены сходства технологических воздействий на тресту при получении трепаного волокна, проявляющиеся как при продольной подаче сырья вдоль длины трепальных барабанов на МТА, так и при обработке отдельных горстей без продольного перемещения на СМТ. Кроме этого, выявлены также принципиальные отличия. Так, согласно методике определения выхода длинного волокна на станке СМТ по ГОСТ 2438389 [2] обрабатывают горсти тресты вначале вершинные, затем комлевые участки. При этом стебли тресты, в зависимости от их длины, по-разному располагают на транспортере станка СМТ. По ГОСТ 24383-89 (п. 3.8.3.1) обработка
горстей с длиной стеблей меньше 67 см - расстояние от края первой пары валков до отметки I, согласно конструкции станка (рис. 1), производится с принудительным смещением комлей к этой отметке. После обработки вершинных концов горсти её разворачивают и размещают границей обработанной части по отметке II.
При горстевой обработке на СМТ указанное выше смещение стеблей к отметке II приводит к гарантированной фиксации вершинных участков всех фракций стеблей. При поточной обработке на МТА после перехвата стеблей в трепальной машине не происходит принудительного смещения слоя, и оптимальная ориентация всех стеблей по отношению к зажимному транспортёру невозможна. Вследствие этого выход длинного волокна при поточном питании всегда будет ниже, чем при горстевом. В этих условиях отыскание путей минимизации различий является важной задачей.
А) Б)
Рис. 1. Технологическая схема станка СМТ: А) Вид сбоку: 1 - конвейер; 2 - вальцы плющильные; 3 - вальцы мяльные; 4 - прижимной валец; 5 - барабаны трепальные; 6 - бункер пневмотранспорта; 7 - вентилятор; 8 - трубопровод вывода костры и отходов трепания. Б) Вид сверху, отметка на транспортере: I - первая; II - вторая
Ранее теоретическими исследованиями [5] выявлены и другие причины формирования отличий выхода длинного волокна на станке СМТ и на МТА (рис. 2). Установлено большее влияние их на величину длины стеблей, меньшее - степени растянутости комлевых о1 и вершинных о2 участков стеблей.
Наибольшая разность Всмт и В имеет место при выравненных по комлям стеблей,
о1 ~ 0, и значительной растянутости вершинных участков, о2 >4 см. Такие условия возникают при наличии в массе стеблей коротких недоразвитых растений - «подседа».
Фактическое распределение стеблей по длине в производственных посевах подтверждает наличие доли коротких стеблей, существенно отличающихся от среднего значения выборки (табл. 1). Так, в среднем за два года
содержание таких стеблей (классы до 50 см) причин (наличие «подседа») завышения выхо-достигает 10%. Это подтверждает одну из да волокна на СМТ относительно МТА.
А
| | Всмт ;
Б
о - В
Рис. 2. Выход длинного волокна на СМТ и МТА по результатам моделирования [5] в зависимости от длины стеблей: А - 51 см; Б - 81 см
Таблица 1
Распределение стеблей по классам длины, см
Статистические характеристики Классы
Урожай 2013 г.
до 40 41-50 51-60 61-70 71-80 80 и более
Доля стеблей, % 2,8 5,0 15,2 25,8 35,7 15,1
Доверительный интервал (Ах) 0,54 1,41 4,68 5,16 7,64 6,70
Урожай 2014 г.
30-45 46-60 61-75 76-90 91 и более -
Доля стеблей, % 3,1 27,5 38,4 30,8 0 -
Доверительный интервал (Ах) 1,91 17,08 12,50 17,73 0 -
С целью исключения искусственного завышения Всмт был изменён порядок обработки горстей на СМТ по ГОСТ 24383-89. В предлагаемом варианте - начальная обработка комлевых участков стеблей тресты.
Опытные партии льнотресты характеризовались различным соотношением стеблей по длине. Партия 1 более выравнена по дан-
ному показателю, 60% выборки составляют стебли ~ 80 см. Партия 2, вследствие повышенного содержания «подседа», имеет значительный разброс длины стеблей при среднем значении ~ 60 см.
Выход длинного волокна в трёх вариантах (способах) его получения по двум партиям представлен в таблице 2.
Таблица 2
Выход длинного волокна при различных способах его получения
Обрабат ываем ые АЛС-1 СМТ СМТ
партии тресты (контроль) комлями вперёд по стандарту
Партия 1 11,00±1,60 9,00±1,96 10,75±1,82
Партия 2 5,66±1,88 3,97±1,88 10,60±0,93
По партии 1, выравненной по длине стеблей, наблюдается высокое соответствие контрольному варианту данных по СМТ как стандартного метода, так и предложенного -при начальной обработке комлевых участков стеблей. По партии 2, имеющей значительный разброс стеблей по длине, оценка на СМТ по стандартному методу почти в два раза превышает контроль, а по предложенному - приближается к контролю. Такие данные подтверждают теоретический вывод о главном влиянии длины стеблей тресты на формиро-
вание расхождений в оценках выхода длинного волокна, полученного на МТА и СМТ по ГОСТ 24383-89. Кроме этого, они подтверждают справедливость предложенного метода подготовки тресты для переработки на СМТ, что особенно важно при наличии значительной доли коротких стеблей.
На заключительном этапе исследований проведена сравнительная переработка льнотресты шести сортов; результаты представлены графически на рисунке 3.
Рис. 3. Выход длинного волокна из тресты различных сортов по вариантам обработки
Анализ диаграммы подтверждает установленную закономерность: выход длинного волокна при производственной переработке на агрегате АЛС-1 ближе к выходу на СМТ при начальной обработке комлевых участков, чем к выходу при обработке по ГОСТ. Разница значений выхода, в сравнении с обработкой на АЛС-1, в пользу предлагаемого способа в среднем составляет 17%. Посредством корреляционного анализа также установлено сходство оценок предложенного метода и производственной переработки. Коэффициент корреляции между выходом длинного волокна, полученного на АЛС-1 и СМТ при начальной обработке комлевых участков, составляет 0,68, что выше, чем при использовании стандартных условий обработки (0,58).
Выводы
1. Сравнительным анализом способов обработки тресты на МТА и СМТ по ГОСТ 24383-89 установлены отличия подготовки льняной тресты к обработке и её осуществления. На МТА (АЛС-1) подача тресты поточная с начальной обработкой комлевых участков стеблей, затем, после перехвата без принудительного смещения слоя - вершинных. На
станке СМТ обрабатывают горсти тресты, вначале вершинные, после принудительного смещения слоя, их комлевые участки.
2. С учётом названных отличий способов обработки на МТА и СМТ по ГОСТ 24383-89, а также ранее полученных теоретических результатов предложен новый метод обработки на лабораторном станке - при начальной подаче комлевых участков.
3. При наличии в сырье значительной доли коротких стеблей происходит превышение выхода длинного волокна на СМТ по ГОСТ относительно оценок, полученных на МТА (контроль).
4. Различия значений выхода волокна по двум способам обработки на СМТ, в сравнении с контролем, в пользу предложенного способа в среднем составляют 17%; коэффициент корреляции выхода длинного волокна между контролем и СМТ при начальной обработке комлевых участков - 0,68.
Список литературы
1. Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.
М.: Изд-во Министерства сельского хозяйства СССР, 1985. 285 с.
2. ГОСТ 24383-89 Треста льняная. Технические требования. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1990. 17 с.
3. Пашин Е.Л., Куликов А.В., Румянцева И.А., Виноградова А.Е., Разумеев В.К. Инструментальные системы оценки технологического качества льна: монография. Одинцово: АНОО ВПО «ОГИ», 2010. 224 с.
4. Пашин Е.Л. Анализ стеблей льна по фракциям длины и диаметра: метод. указания к лабор. работе. Кострома: Изд-во Костром. гос. технол. ун-та, 2014. 21 с.
5. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Сравнительный анализ условий подготовки льняной тресты перед обработкой на станке СМТ-200М и мяльно-трепальном агрегате // Вестник Всероссийского НИИ по переработке лубяных культур. 2003. №1. С. 79-82.
Improving of method for determination of the long fiber output for qualimetry of flax varieties
Pashina L.V., PhD in agriculture, associate professor, senior researcher, Pashm E.L., DSc in technics, professor
Kostroma Research Institute of Agriculture, s. Mnskoe, Kostroma region, Russia
An analysis of the reasons for non-compliance of long fiber output at flax stock processing on scutching-and-breaking machine and on the laboratory machine according to GOST 24383-89 was done. Among the reasons there are a line of conditions of trusts preparation to treatment and its implementation. With this in mind, as well as the previously received theoretical model, a new method is proposed for processing on a laboratory machine - at the initial filing of butt sections. On an experimental batch aligned along the length of the stems, fiber yield on the laboratory machine according to the State Standard and to the new method consistents with control (factory set). If there is a significant portion of short stems in raw materials, than approximately doubled to control excedded fiber output is fixed at laboratory machine according to GOST; there is the correspondence to control at processing by the new method. At processing of trusts of six flax varieties by three methods different values of yield in comparison with the processing at the factory unit in favor of the proposed method, on average, 17% are determined. The correlation coefficient between the output of the long fibers in a control and laboratory machine at the initial processing of butt portions is 0.68. The proposed method - the initial processing of butt areas at the processing of the trusts on a lab machine, is a way to minimize the differences in the estimates of the output of long fiber in the factory unit and a laboratory machine according to GOST. The latter is especially important when there is a significant portion of short stems.
Key words: flax trust, output of long fiber, vertex, butt end portions of the stem, laboratory machine, scutching-and-breaking machine
References
1. Fedin M.A. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. [Methodology of the state crop variety trials]. Moscow: Izd-vo Ministerstva sel'skogo khozyaystva SSSR,1985.285 p.
2. GOST 24383-89 Tresta l'nyanaya. Tekhni-cheskie trebovaniya. [State Standard 24383-89. Linen stock. Technical requirements]. Moscow: IPK Izd-vo standartov, 1990. 17 p.
3. Pashm E.L., Kulikov A.V., Rumyantseva I.A., Vinogradova A.E., Razumeev V.K. Instrumental'nye sistemy otsenki tekhnologicheskogo kachestva l'na: monografiya. [Instrumented systems for evaluation of technological quality of flax: monograph]. Odintsovo: ANOO VPO «OGI», 2010. 224 p.
4. Pashin E.L. Analiz stebley l'na po frak-tsiyam dliny i diametra: metod. ukazaniya k labor. rabote. [Analysis of flax stems on length and diameter fractions: instruction notes for laboratory work]. Kostroma: Izd-vo Kostrom. gos. tekhnol. un-ta, 2014. 21 p.
5. Vinogradova A.E., Pashin E.L. Sravni-tel'nyy analiz usloviy podgotovki l'nyanoy tresty pered obrabotkoy na stanke SMT-200M i myal'no-trepal'nom agregate. [Comparative analysis of the conditions of preparation of flax stock before processing by the machine SMT-200M and scutching-and-breaking machine]. Vestnik Vserossiyskogo NII po pererabotke lubyanykh kul'tur. 2003. no. 1. pp. 79-82.
