РАВНОМЕРНОСТЬ СУШКИ КОМПОНЕНТОВ ХЛОПКА-СЫРЦА

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены результаты исследования сушки хлопка-сырца в неподвижном слое. Установлено, что существенная разница влажности высушиваемых компонентов относительно средней влажности хлопка-сырца, характеризует большую неравномерность сушки волокна, кожуры и ядра семян. Это в свою очередь является недостаточным для качественной подготовки хлопка-сырца к очистке и джинированию.

ABSTRACT

The article presents the results of a study of drying cotton in a fixed bed. Significant differences in moisture content in cotton components, indicating and characterizing disturbances in the structure of fiber, husk and seed grains, as well as irregularities in cleaning and cleaning cotton and poor preparation of cotton for cleaning and cleaning.

Ключевые слова: компоненты хлопка-сырца, влажность хлопка-сырца, слоевая сушка, неравномерность сушки, толщина слоя.

Keywords: cotton components, cotton wet bed drying, drying unevenness, layer thickness.

Введение. С процесса сушки начинается подготовка влажного хлопка-сырца к качественной переработке, т.е. к очистке от сорных примесей и к джинированию. Оптимальная влажность хлопка-сырца, обеспечивающая эффективное соровыдаление и наименьшее порокообразование при очистке и джинировании, составляет 7-8% для всех сортов [5, 7].

Технологический процесс переработки очень чувствителен к изменению влажности хлопка-сырца. Малейшее изменение влажности при переработке существенно отразится на качестве получаемого волокна и семян. Отсюда следует, что, для переработки хлопка-сырца оптимальной влажностью, обеспечивающей получение продукции с соответствующим качеством, необходимо точно определить нужную продолжительность процесса с определенным режимом сушки.

При сушке хлопка-сырца наиболее быстро изменяется влажность волокна и она пересушивается, а семена остаются влажными [3, 4]. Следствием неравномерной сушки можеть быть то, что в процессе последующей обработки хлопка-сырца-очистки и джинирования пересушенные волокна ломаются, а влажные семена дробятся. В результате − повышается количество пороков в волокне, в частности кожица с волокном, комбинированные жгутики и битые семена [1, 2].

Следовательно, важнейшей задачей технологии сушки являются устранение неравномерной сушки компонентов хлопка-сырца и при выборе режима сушки эти показатели необходимо учитывать.

В связи с выше изложенными аргументами, в данной работе была изучена равномерность сушки компонентов хлопка-сырца в слое.

Слоевая сушка является более экономичной, чем барабанные сушилки. Её недостатком является небольшой влагоотбор (2-4%). Известно, что хлопок-сырец I и II сортов имеют влажность до 12-13%, что требует снижения их влажности до 3-4 %. В связи с этим была изучена возможность использования слоевого способа для сушки хлопка-сырца I и II сортов.

Методика проведения опыта. Эксперименты проводились в лабораторной сушилке марки СХЛ-3 [6] на хлопка-сырце II сорта селекции С-6524 с влажностью 13,5%  при толщине слоя h=150 mm температуре воздуха t_в=130 °С, скорости воздуха 1,5 m/s (рис.1).

В верхней части лабораторной сушилки устанавливается сетчатая корзинка с образцами хлопка-сырца, снизу которого подается горячий воздух.

Значения температуры и скорости воздуха были приняты по рекомендации К.Ш. Шакирова [8].

Перед опытом, предварительно определялась продолжительность сушки для снижения влажности хлопка-сырца до 8%. Опыты проводилось в два этапа.

Целью первого этапа являлось определение равномерности сушки компонентов хлопка-сырца.

Для этого хлопок-сырец высушивался при толщине слоя h=150 mm до влажности 8%. Средняя влажность хлопка-сырца определялась взвешиванием образца хлопка-сырца до и после сушки. Влажности компонентов хлопка-сырца определяли в сушильном шкафу отбором проб из слоев на расстоянии h=0-75-150 mm. На втором этапе проведены опыты по выявлению возможности сушки хлопка-сырца в кипящем (псевдоожиженном) слое при его толщине  h=50-125-150.

Анализы результатов эксперимента

Результаты опытов представлены на рис.2-3 и в табл. 1.

Толщина слоя 1-волокна; 2-кожуры семян; 3-хлопок-сырец; 4-ядро семян

Рисунок 2. Изменения влажности компонентов хлопка- сырца

Рисунок 3. Неравномерности влажности компонентов хлопка-сырца

Таблица 1.

Динамика влияния скорости воздуха на состояние слоя хлопка-сырца

Как видно из полученных результатов, процесс сушки, т. е. изменения влажности компонентов хлопка-сырца между собой и по слоям резко отличается. Как следует ожидать, сушка компонентов хлопка-сырца, находящихся в нижних слоях (h=0) т. е. со стороны подачи горячего воздуха, происходила относительно интенсивнее, чем в верхних слоях. Влажность волокна, кожура и ядра семян после сушки составляло соответственно 5,1%; 6,5% и 10,75%, а в верхних слоях (h=175) 6,86%; 10,7% и 14,2% (рис. 2). Разница влажности хлопка-сырца по слоям составляет 4,1%, волокна 1,76 %, кожура семян 4,2%, ядра семян 3,55%.

На рис. 3 представлены неравномерности влажности высушенных компонентов хлопка-сырца по слоям. Неравномерность оценивалась разницей влажности между средней влажностью хлопка-сырца и его компонентами.

Из рис. 2 и 3 следует, что при влажности хлопка-сырца после сушки 8,0%, влажность компонентов колеблется от 5,1 % до 14,2%. При такой неравномерности сушки трудно обеспечить эффективную очистку и джинирование хлопка-сырца, а также требуемые качества волокна.

Кожура и ядра семян, получающие тепло за счет теплопроводности волокнистой массы, имеют минимум скорости сушки. Их влажность после сушки составляет по слоям от 10,75 % до 14,2%.

При очистке и джинировании под механическим воздействием находятся волокна и кожура семян. Сопротивляемость их ударным нагрузкам также зависит от их влажности.

Как видно из рис. 2 изменение влажности хлопка-сырца и кожуры семян по слоям одинакова. Это облегчает установление их оптимальной влажности перед очисткой и джинированием, обеспечивающее сохранение качественных показателей волокна. Имеется ряд способов снижения неравномерности сушки компонентов хлопка-сырца по слоям: двухсторонний обдув слоя хлопка-сырца; поочередная подача сушильного агента снизу и сверху, цикличное смешивание слоя хлопка-сырца, применение осциллирующего режима, сушка в псевдоожиженном и взвешенном состоянии. Более эффективным является комбинированный способ сушки.

Из таблицы 1 видно значение скорости, при котором начинается кипение слоя хлопка-сырца, скорости образования каналов и фонтанирующие слои.

Опыты показали, что, из-за сцепляемости частиц хлопка-сырца между собой, образовать стабильный кипящий слой невозможно. На слое хлопка-сырца образуются каналы различного диаметра, по которым проходит горячий воздух, нарушая режима кипения. Анализ состояния фонтанирующего слоя также показал нестабильность движения частиц хлопка-сырца во взвешенном состоянии, из-за их различного размера.

В заключении следует отметить, что сушка влажного хлопка-сырца в неподвижном слое, приводит к неравномерности сушки компонентов хлопка-сырца. Необходимо изыскание путей повышения равномерности сушки с использованием комбинированного способа сушки.

Список литературы:

1. Parpiyev A., Qayumov A. Influence of the cotton –raw drying regime in drum dryer of the density part of the defects and litter impurities in fiber // International Journal on Advanced Research in Science, Engineering and Technology. 2018. Vol.5(12). P. 7534-7542.
2. Гуляев Р.А. Методы создания комплексной технологии увлажнения хлопка-сырца и хлопкового волокна на хлопкоочистительных заводах: дис. ... д-ра техн. наук. Ташкент, 2016. 200 с.
3. Ибрагимов Х.И. Совершенствование теории и технологии подготовки хлопка-сырца к процессу джинирования для сохранения природных свойств волокна и семян: дис. ... д-ра техн. наук. Кострома, 2009. 354 с.
4. Қаюмов А.Х. Повышение равномерности сушки компонентов хлопка-сырца путем оптимизации температурного режима: дис. ... д-ра техн. наук. Ташкент, 1994. 177 с.
5. Мадумаров И.Д. Пахтани иссиқлик-намлик холатини муқобиллаштириш ва бир текис таъминлаш асосида тозалаш жараёнини самарадорлигини ошириш: дис. ... д-ра техн. наук.  Ташкент, 2019 С. 115-132.
6. Парпиев А., Ахматов М., Усманқулов А., Муминов М. Пахта хом ашёсини қуритиш. Дарслик. Чўлпон. Тошкент. 2019. 197 б.
7. Регламентированная технологическая переработки хлопка-сырца (ПОХ 70-2017). Узхлопкопром. Ташкент, 2017. С.36-38.
8. Шокиров К.Ш. Обоснование и выбор режима слоевых хлопка сушилок: автореф. дис. … канд. техн. наук. Ташкент, 1986. С.13-16.