Анализ качественного состава и возможностей использования волокнистых отходов хлопка

АННОТАЦИЯ

В статье описан качественный состав волокнистых отходов, образующихся в различных технологических условиях, их зависимость от состава первичной волокнистой смеси для прядения и анализ возможности дальнейшего использования.

 ABSTRACT

The article describes the qualitative composition of the fibrous waste generated under various technological conditions, their dependence on the composition of the primary fiber mixture for spinning and the analysis of the possibility of further use.

Ключевые слова: волокнистый отход, качественный сотав, примеси, пороки, очистка, пряжа, качество.

Keywords: fibrous waste, high-quality honeycomb, impurities, defects, cleaning, yarn, quality.

Большое значение в хлопкопрядении имеет рациональное ис­пользование сырья. Оно характеризуется показателем выхода пря­жи из хлопкового волокна или смеси. Выход пряжи из смеси равен отношению массы пряжи к массе израсходованной смеси, а выход пряжи из хлопкового волокна — отношению массы пряжи к массе израсходованного хлопкового волокна в процентах. Обычно, кроме сортового хлопкового волокна, в смесь вводят обраты и волокнисты отходы. Масса смеси всегда больше массы хлопкового волокна, а выход пряжи из смеси меньше выхода пряжи из волокна.

Выбор типа и количества волокнистых отходов, добавляемых в смесь для прядения, является сложным вопросом. Первая причина – места образования отходов и непостоянства состава использованной исходной сырьевой смеси во времени. Второй, термином используемый в отношении названия отходов невозможно указать их конкретный качественный состав.

Государственный стандарт O`zDSt 3310-2018 распространяется на вторичные материальные ресурсы переработки хлопкового волокна   всех видов [1]. В стандарте применяются термины и определения, относящиеся к волокнистым отходам и их нумерация.  В том числе:

-орешек и пух: масса в виде зажгученных волокон, с крупным завитком с наличием пороков и сорных примесей органического происхождения и пуха;

-очес: пропыленная масса неравномерного по длине волокна с наличием пороков и мелких сорных примесей органического происхождения.  

Практика показывает, что стандартные определения относительно того или иного волокнистого отхода или нумерация недостаточно характеризуют их качественный состав. Отходы орешек и пух трепальный № 3 и  №4 образуются при переработке средневолокнистого хлопка 4-7 типов. Отличия в том, что отход № 3 образуются при переработке I-III сортов средневолокнистого хлопка 4-7 типов хлопка, а отход № 4  при переработке IV и V сортов волокон всех типов и смеси хлопкового с вторичными материальными ресурсами. 

Однако эти данные не учитывают класс волокна, добавляемого в исходную смесь. Известно, что класс волокон характеризует содержания  общего количества пороков и сорных примесей. Различия между классами также зависит от промышленного сорта волокон. Разница содержания пороков и сорных примесей между смежными сортами и классами составляют от 0,5% до 3,5%. Обычно эти различия учитываются при формировании первичной смеси. Однако изменение такой разницы в образующихся отходах будет очень большим.

Учитывая вышеуказанные обстоятельства и данные, в данном исследовании были изучены возможности сбора, первичной обработки и добавления отходов из различных смесей в рабочую сортировку.

Исследования проведены в производственных условиях трех прядильных фабрик, где используются три варианта технологических линий, в двух из которых вырабатываются пряжи пневмомеханическим способом.  На этих фабриках процессы разрыхления и очистка, смешивания и кардочесание осуществляется на машинах фирмы Truetzschler(Германия).

На третьей фабрике пряжа вырабатывается кольцевым способом. Здесь процессы разрыхления и очистка, смешивания и кардочесание осуществляется на машинах фирмы JINTAN.  Для исследования были отобраны всего 10 образцов. Из них 2 образца хлопковые волокна. В таблице 1 приведены наименования, место и характеристика образцов.

Для количественного анализа содержания пороков, сорных примесей в массе волокон и отходах применяются следующие методы: выборка вручную, выделение пороков и примесей из пробы на приборах, обработка пробы реагентами. Выборка пороков и сорных примесей вручную из пробы сопровождается последующим взвешиванием и расчетом из процентного содержания. Несмотря на большую трудоемкость, этот метод позволяет наиболее тщательно выделить разнообразные пороки и сор по отдельным видам, что необходимо для изучения причин появления дефектов и разработки рекомендация мер по их устранению [2].

 Таблица 1.

Наименования, место и характеристика образцов

Количественный анализ образцов методом ручной выборки проводили по методике [3]. При этом из выборки отделяли пороки как кожица с волокном, жгутики и отдельно сорные примеси. По результатам взвешивания отдельных фракций (составляющих)  определяли процентное содержание каждого из них (таблица 2).

Таблица 2.

Результаты количественного анализа методом ручной выборки

В процессе ручной выборки из образца пороки отделяли без усилий. Пороки и сорные примеси собирали отдельно в коробочки. Взвешивания осуществляли на электронных весах с точностью 0,001 миллиграмм. Предварительный анализ показывает, что изменения состава сортировки (во второй фабрике переработали волокно 4 типа II сорта в смеси с волокнистыми отходами) значительно ухудшает состав отходов.  При сравнении образцов 3 и 6 можно отметить значительное увеличение содержания сорных примесей, а количество кожицы с волокном уменьшается. При очистке отходов на УОА 2 количество кожицы с волокном значительно уменьшается (образец 9). Также можно сказать, что количество жгутиков сравнительно больше в отходах № 3, особенно в низкосортных  смесях волокон. В процессе ручной выборки часть мелких примесей выпадают, и образцы теряют часть влажности. Эти потери включены в состав невидимых отходов.

Такого сравнительного анализа можно продолжить, что подтверждается версия зависимости состава отходов от состава первичной сортировки и используемой техники.

Для выделение пороков и примесей из пробы на приборах использовали лабораторную установку Shirley Analyzer MK2 Cotton Model фирмы SDL Atlas (USA), основанную на обработку волокнистого материала разрыхляющим барабаном [4]. Результаты испытания образцов приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты испытания на приборе Shirley Analyzer MK2 

Как видно из таблицы 3, содержания волокнистой массы в образцах при обоих методах испытания близки, что подтверждает использования прибора. Однако при этом содержание пороков, особенно затрудняющие процесс прядение и ухудшающие внешний вид пряжи не указываются. На установке Shirley Analyzer MK2  нет возможности отдельно выделят примесей разных размеров и рода происхождения.

При испытании на установке Shirley Analyzer MK2  под ударным воздействием некоторые хрупкие примеси раздробляются, и количество невидимых отходов увеличивается.

Таким образом, на основе проведенных исследований и анализа можно подтвердить:

• при выборе состава сортировки для выработки пряжи определённого назначения необходимо тщательно подобрать волокна соответствующего класса:
• для более правильной оценки качество волокнистых отходов следует изучить , а количественный анализ  методом ручной выборки;
• для подготовки волокнистых отходов к смешиванию необходимо соблюдать последовательность обработки, сначала выделения крупных примесей, а затем очистка от пороков.

Список литературы:

1. O`zDSt 3310-2018 Вторичные материальные ресурсы переработки хлопкового волокна. Технические  условия.
2. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (волокна и нити): Учебник для вузов. М.: Легпромбытиздат, 1989.-352с.
3. Кобляков А.И. и др. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению: Учеб. пособ. М.: Легпромбытиздат, 1986.-344с.
4. Каталог продукций фирмы SDL atlas / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://.com/products/trash-analyzer-mk-2#product-standards (дата обращения: 17.06.20).