Разработка очистителя-разделителя хлопка-сырца на фракции разных сортов

АННОТАЦИЯ

Для улучшения качества и ассортимента волокна и семян разработаны очиститель-разделитель хлопка-сырца на фракции разных сортов и рекомендации по его внедрению на хлопкоочистительных заводах.

ABSTRACT

To improve the quality and assortment of fiber and seeds, a cleaner-separator of raw cotton into fractions of different varieties and recommendations for its implementation in ginneries have been developed.

Ключевые слова: Очиститель-разделитель, хлопок-сырец, фракция, сорт, раздельная переработка, волокно.  

Keywords: Purifier-separator, raw cotton, fraction, variety, separate processing, fiber.

Введение. В настоящее время в хлопкоочистительной промышленности применяется способ переработки хлопка-сырца, включающий его хранение, а затем сушку, очистку и джинирование (отделение волокна от семян) в непрерывном технологическом процессе в соответствии с «Технологическим регламентом переработки хлопка-сырца» [1].

Необходимость хранения обусловлена тем, что заготовка хлопка-сырца осуществляется значительно быстрее, чем может осуществляться его сушка, очистка и джинирование. Перед хранением производят комплектование заготавливаемого хлопка-сырца в партии по сортам, однородным по цвету, коэффициенту зрелости и внешнему виду его волокна в соответствии с государственным стандартом Узбекистана DSt 615: 2008 «Хлопок-сырец. Технические условия» [2], а также по классам, однородным по засоренности и влажности в соответствии с тем же стандартом.

Причем, согласно этому стандарту, сорт хлопка-сырца определяют по худшим показателям цвета и коэффициента зрелости волокна, а класс - по худшим показателям значений засоренности и влажности хлопка-сырца в образцах скомплектованной партии.

Несмотря на соблюдение требований по однородности в каждой скомплектованной партии имеются летучки хлопка-сырца разных сортов и классов, соотношение количества которых зависит от следующих основных факторов: от качества и однородности посевных семян, от климатических условий и агротехники возделывания хлопчатника, от технологии и сроков сбора и заготовки хлопка-сырца, а также от места расположения коробочек с хлопком-сырцом на кусте хлопчатника. Известно, что летучки хлопка-сырца из коробочек на нижних ветках и на ближних к стволу куста частях веток, имеют большую массу и больший коэффициент зрелости волокна, чем летучки из коробочек с верхних веток и с более удаленных от ствола куста частей
веток [3].

В результате влияния вышеперечисленных факторов, во внешне однородном хлопке-сырце скомплектованных партий имеются летучки, отличающиеся друг от друга по массе и коэффициенту зрелости волокна, то есть по сорту. Известно, что сорт волокна из более тяжелых летучек хлопка-сырца выше, чем сорт волокна из более легких летучек. Причем, чем ниже сорт хлопка-сырца в партии, тем больше её неоднородность и тем больше в ней летучек с волокном более высоких сортов.

Экспериментальная часть. Проведены лабораторные исследования распределения летучек разной массы в усредненном опытном образце хлопка-сырца из скомплектованной партии 4-го сорта 3-го класса, результаты которых в виде кривой распределения показаны на рисунке 1.

На рисунке 1 также приведена горизонтальная линия, на которой  показаны границы сортов волокна у летучек с разной средней массой. Сорта были определены в волокне после ручного джинирования летучек по принятой методике в поляризованном свете [4]. Как видно на рисунке 1 в исходном образце хлопка-сырца 4-го сорта количество летучек с волокном 3 и 4 – го сортов составляет 22,2%, а 2-го сорта 77,8%.

Рисунок 1. Кривая распределения количества летучек в опытном образце хлопка-сырца в зависимости от их средней массы

Анализ полученных результатов. Из полученных результатов следует, что если разделить партию хлопка-сырца, имеющего сорт ниже первого, на фракции с разными средними массами летучек, то получим более однородные партии хлопка-сырца разных сортов, причем партия хлопка-сырца, состоящая из летучек с меньшей средней массой, будет иметь сорт, какой имела исходная партии, а хлопок-сырец в партии, состоящей из летучек с большей средней массой, будет иметь сорт выше сорта исходной партии. Соответственно, из нее будет выработано волокно более высокого сорта, что даст значительный экономический эффект.

В 80-х годах прошлого века были проведены исследования по созданию разделителя хлопка-сырца на фракции разных сортов. Разделитель, обеспечивающий надежное и эффективное разделение хлопка-сырца на фракции с требуемой производительностью до 10 тонн хлопка-сырца в час создать не удалось по причине неправильного выбора способа разделения, которое пытались осуществлять в специально разработанных сепараторах хлопка-сырца. Но проведенные при этом исследования показали зависимость качественных показателей волокна и семян от масс летучек хлопка-сырца, что подтверждает приведенные выше данные.

Аналитический обзор проведенных в последние годы исследований и разработок по переработке хлопка-сырца показал, что разделение хлопка-сырца на фракции разных сортов целесообразно осуществлять в очистителе, включающем основную очищающую и регенерационную секции, в каждой из которых применены по два пильных цилиндра с колосниковыми решетками и по одному снимающему планчатому барабану [5].

Производственная проверка опытной партии таких очистителей на нескольких действующих хлопкоочистительных заводах, показала их надежную работу с производительностью 10 тонн хлопка-сырца в час, с очистительным эффектом по крупным сорным примесям до 80%.

В этом очистителе осуществляется раздельная выгрузка хлопка-сырца из основной очищающей секции и регенерированных летучек из регенерационной секций. В тоже время известно, что регенерированные летучки имеют меньшую массу, чем очищенные летучки хлопка-сырца. На базе этого очистителя, обеспечив направление выгружаемых из очистительной секции хлопка-сырца и из регенерационной секции регенерированных летучек в разные стороны, разработан очиститель-разделитель хлопка-сырца на фракции с разными средними массами летучек, то есть на фракции разных сортов.

Схема разработанного очистителя - разделителя приведена на рисунке 2. Очиститель-разделитель содержит питающие валики 2 и рыхлительный барабан 3, очистительную секцию, включающую пильные цилиндры 4 и 7 с колосниковыми решетками 20 и 18 и снимающий планчатый барабан 6, а также лоток 19, и регенерационную секцию, включающую пильные цилиндры 9 и 12 с колосниковыми решетками 10 и 13 и снимающий планчатый барабан 15, а также лотки 8, 11 и 17. Очиститель-разделитель имеет входное 1 и два выходных отверстия: 5 для хлопка-сырца и 16 для регенерированных летачек, а также отверстие 14 для выхода выделенных сорных примесей.

Рисунок 2. Cхема очистителя-разделителя хлопка-сырца на фракции разных сортов

Работа очистителя-разделителя осуществляется следующим образом. Из входного отверстия 1 хлопок-сырец питающими валиками 2 подается на рыхлительный прутковый барабан 3, который направляет его в очистительную секцию на пильный цилиндр 4. Летучки хлопка-сырца захватываются зубьями пил и соударяются с колосниками 20, в результате чего от них отделяются сорные примеси, которые выделяются через зазоры между колосниками 20 и попадают на лоток 19 и пильный цилиндр 7. Вместе с сорными примесями через зазоры между колосниками 20 выпадает часть летучек хлопка-сырца, а оставшиеся летучки снимаются с пильного цилиндра 4 планчатым барабаном 6 и через выходное отверстие 5 выводятся из очистителя-разделителя.

Выделенные через колосниковую решетку 20 сорные примеси и выпавшие вместе с ними летучки хлопка-сырца захватываются зубьями пил цилиндра 7 и ударяются о колосники 18, в результате чего, через зазоры между ними выделяются сорные примеси не сцепленные с летучками и сорные примеси, отделённые от летучек при соударениях с колосниками 18. Как и при очистке на предыдущем пильном цилиндре 4, через зазоры между колосниками 18, вместе с сорными примесями выпадают летучки хлопка-сырца, которые попадают в регенерационную секцию на лотки 17 и 8 и на пильный цилиндр 9, а оставшиеся на пильном цилиндре 7 летучки снимаются с него планчатым барабаном 6 и вместе с хлопком-сырцом, снятым с цилиндра 4, через выходное отверстие 5 выводятся из очистителя-разделителя.

На пильных цилиндрах 9 и 12 и колосниковых решетках 10 и 13 регенерационной секции процесс очистки хлопка-сырца от сорных примесей аналогичен вышеописанному процессу в очистительной секции. Оставшиеся после очистки на цилиндрах 9 и 12 регенерированные летучки хлопка-сырца снимаются с них планчатым барабаном 15 и через выходное отверстие 16 выводятся из очистителя-разделителя, а выделенные через колосниковую решетку 13, сорные примеси через отверстие 14 выпадают из очистителя-разделителя вниз на транспортное средство (на рисунке не показано) и отводятся от него по назначению.

Выводы. Очиститель-разделитель хлопка-сырца на фракции с разными сортами волокна, благодаря своей высокой производительности и очистительному эффекту, может включаться в технологический процесс переработки хлопка-сырца или перед его хранением, или перед сушкой, или перед очисткой.

Внедрение на типовом хлопкозаводе разработанного очистителя-разделителя хлопка-сырца на фракции разных сортов и технологии их раздельной переработки, обеспечит повышение сорта и, соответственно, стоимости части вырабатываемого волокна. При экспертном предположении, что при разделении хлопка-сырца на фракции разных сортов из хлопка-сырца III сорта во II сорт перейдет 20%, из хлопка-сырца IV сорта в III сорт перейдет 30%, из хлопка-сырца V сорта в IV сорт перейдет 50%, увеличение стоимости волокна соответствующих сортов будет на порядок выше суммарной стоимости его изготовления, а также монтажа на хлопкоочистительном заводе, что показывает значительную ожидаемую эффективность внедрения очистителя-разделителя и применения технологии раздельной переработки фракций хлопка-сырца разных сортов.

Список литературы:
1. Технологический регламент переработки хлопка-сырца (ПДКИ 02¬97), Ташкент - «Мехнат» - 1997 год
2. Государственный стандарт Узбекистана О'z DSt 615: 2008 «Хлопок-сырец. Технические условия»
3. Первичная обработка хлопка – М., «Легкая индустрия», 1978 год, стр.18
4. Хлопок и его продукция, М.Алиев, А.Бекмухамедов, Ташкент “Укитувчи”, 1991 (стр.129)
5. Патент IAP 04054 «Очиститель хлопка-сырца» 13.10. 2019 г.