Разработка технологии регенерации хлопкового волокна из отходов прядильного производства с последующим вложением в состав смеси

В последнее время, в нащей стране сложилась ситуация, в которой текстильная промышленность оказалась в глубоком кризисе. Причинами тому явились нарушение кооперационных связей, финансовые неурядицы, нестимулизирующая отечественное производство налоговая и внешнеэкономическая политика, а главное, что текстильная промышленность России лишилась своей основной ранее абсолютно надежной сырьевой базы — хлопка.

В период до 1991 года сложился в целом гармоничный межотраслевой текстильный комплекс. В России производилось 73% хлопчатобумажных тканей, а хлопковое волокно поставлялось, в основном из Средней Азии. При этом государства Средней Азии, производящие 90% хлопка, вырабатывали лишь 9% хлопчатобумажных тканей. Стремление к полной самостоятельности основных хлопкопроизводящих республик Средней Азии, безусловно, будет сопровождаться мероприятиями по уменьшению зависимости от монокультуры хлопчатника и в тоже время желанием получить за нее основную часть валюты. Данные обстоятельства объективно отражают сокращение потенциальных ресурсов хлопка для российской текстильной промышленности.

Таким образом, возрос интерес к проблеме улучшения использования натурального сырья и, в частности, к Максимальному и правильному использованию отходов производства.

Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки и исследования новой технологии для рег енерации волокна.

В условиях ухудшения сырьевой базы, отсутствия хлопкового волокна нужного качества и ассортимента возросла необходимость вторичного использования отходов хлопкопрядильного производства.

Во всем мире получает все большее распространение перспективная стратегия переработки отходов, которая предполагает регенерацию прядомого волокна на том же предприятии, где эти отходы получены. В этом случае, волокно, выделенное из отходов на специальном оборудовании, может быть снова использовано в сортировке для приготовления пряжи ниже средних и средних плотностей, что приведет к экономии сырьевых материалов.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование новой технологии и оборудования для регенерации хлопкового волокна из отходов прядильного производства с последующим вложением его в рабочую сортировку для повышения эффективности хлопчатобумажного производства, экономии волокнистого материала и более рационального использования сырья. В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:

— теоретическое исследование процессов разрыхления и очистки отходов хлопкового волокна;

— обоснование необходимости исследования регенерации хлопкового волокна из отходов прядильного производства;

— доказательство целесообразности обработки отходов пильчатыми органамипроведение анализа конструкции технологического оборудования с различными способами воздействий на хлопковое волокно для очистки отходов прядильного производства;

— проведение сравнительных испытаний двух разрыхлительно-очистительных установок с различными воздействиями на волокно;

— определение оптимальных заправочных параметров пильчатого очистителя;

— определение оптимального процента вложения отходов в рабочую сортировку;

— экономическое обоснование использования регенерированного хлопкового волокна из отходов прядильного производства.

Методика исследований. Работа содержит теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования проводились с целью доказательства того, что при использовании очистительных установок с пильчатой гарнитурой для переработки вторичных отходов действительно происходит регенерация (восстановление) прядомого волокна с сохранением его высоких физико-механических свойств.

Экспериментальные использования проводились в производственных условиях с применением методов планирования эксперимента и математического анализа полученных результатов.

В работе использованы методы определения основных физико-механических показателей хлопкового волокна с применением приборов ПЗС, АХ-М, МШУ-1, МПРШ-1, ДШ-3.

Научная новизна исследования. При проведении теоретических и экспериментальных исследовании автором впервые: теоретически и экспериментально обоснована сущность регенерации хлопкового волокна из отходовтеоретически и экспериментально обоснованы преимущества расшатывания и расчесывания волокнистого материала из отходов пильчатыми рабочими органами по сравнению с колковыми и ножевымиразработаны оптимальные параметры работы пильчатого очистителя типа Nova-Cotonia NCZполучены математические модели^ отражающие зависимость физико-механических свойств регенерированных волокон от способа обработки отходовразработана математическая зависимость физико-механических свойств полуфабрикатов и пряжи от процентного вложения регенерированного волокна в сортировкуполучен оптимальный процент вложения регенерированного волокна из отходов и обратов в рабочую сортировку.

Практическая ценность: обоснована целесообразность применения пильчатых органов при переработке (регенерации) волокнистого материала, содержащего прядомые отходыразработаны, апробированы и рекомендованы для использования оптималыпые параметры заправки пильчатого очистителя типа Nova-Cotonia NCZдоказано преимущество расщипывающего и расчесывающего воздействия на волокно при регенерации перед ударным воздействиемполучен оптимальный процент вложения регенерированного волокна из отходов в рабочую сортировку при приготовлении пряжи средних линейных плотностейприведено экономическое обоснование использования регенерированного волокна в составе смесиполученные результаты могут быть использованы при реконструкции действующих и строительстве новых предприятий.

Обоснованность и достоверность, полученных результатов, обусловлены большим объемом экспериментов и подтверждены соответствующими расчетами, а также производственной проверкой в ЗАО «Яхромской текстиль». Точность полученных показателей качества характеризуется доверительной вероятностью — 0,95, относительной погрешностью — 5%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на заседании кафедры прядения хлопка и химических волокон московской текстильной академии в 1995, 1996, 1997,199 В г. г. на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов московской текстильной академии в 1995, 1996 г. г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 5 глав с выводами, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, имеет 24 рисунка, 17 таблиц, список литературы включает 68 наименований. Приложения представлены на 18 страницах.

Выводы по главе 5.

1. Потребность в хлопковом волокне в год сокращается при выработке пряжи линейной плотностью 29текс на 892,64 т.

2. Увеличение прибыли в год (за счет снижения себестоимости) составит 6 226 112 руб.

ОБЩИЕ ВЬЮОДЫ ПО РАЮТЕ.

1,На основе теоретического анализа и обобщения установлено, что при ударном воздействии на волокнистый материал, зависящем от частоты вращения рабочего органа, наряду с разрыхлением и выделением сорных примесей происходит зажгучивание клочков волокон, зависящее от угла падения клочка на колосниковую решетку. Вероятность зажгучивания возрастает в случае применения повторяющихся однотипных рабочих органов.

2.0пределена сущность регенерации хлопкового волокна из отходов прядильного производства.

3.Приведено теоретическое обоснование преимущества воздействия пильчатых органов на волокнистую массу, состоящую из отходов прядильного производства перед ударным воздействием била или трепала. Рекомендуемый угол наклона рабочей грани зуба пильчатого барабана должен быть не меньше 26? Результаты эксперимента подтвердили данное преимущество.

4.Анализ технологии и оборудования инофирм показал, что для очистки отходов производства применяются пильчатые рыхлители, что способствует лучшей их очистке и уменьшают опасность укорочения и зажгучивания волокон.

5.Получены статистические модели, которые учитывают статистический характер процесса и позволяют проводить математическое описание формирования: состава и структуры волокнистого слоя, поступающего в зону расщипывания и вычесыванияклочка хлопкового волокна из элементарных комплексов волоконвероятностные характеристики длины волокон, как на стадии расщипывания, так и на выходе очистителя.

6. Сравнительное испытание двух разрыхлительно-очистительных установок для очистки отходов показали, что при одинаковом эффекте очистки установка, включающая сдвоенный пильчатый очиститель в меньшей степени укорачивает и зажгучивает волокно, чем установка с однотипными воздействиями (билами, колками) на волокнистый материал.

7.Эксперименты по нахождению оптимального процента вложения отходов в сортировку показали, что при выработке пряжи 29 текс оптимальным процентом вложения обратов является 3%, отходов -15%.

8.На основе применения математических методов исследования разработаны оптимальные заправочные параметры пильчатого очистителя Моуа-СоИна ЫС2. Составлена программа для расчета оптимизации заправочных параметров.

9.Экономические расчеты показали, что при добавлении регенерированного волокна в состав смеси для выработки пряжи линейной плотности 29 текс происходит увеличение прибыли за счет снижения себестоимости пряжи.