Первичная и глубокая переработка лубяных культур Первичная и глубокая переработка лубяных культур
Первичная и глубокая переработка лубяных культур Первичная и глубокая переработка лубяных культур

Разработать систему инновационных машинных технологий переработки лубяного сырья в технологических линиях предприятий по первичной переработке (№ 0477-2019-0005)

Характеристика направления

Целью данного направления является научное обоснование параметров и режимов конвективно-инфракрасного процесса сушки стеблевой массы масличного льна для разработки конструкторской документации на изготовление опытного образца энергосберегающей сушильной машины; разработка способа прогнозирования фактического выхода и номера трепаного льна в производственных условиях по результатам лабораторной переработки льнотресты на станках СМТ-500 и СМТ-200М; обоснование отечественной технологической линии первичной переработки технической конопли.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
– исследовать конвективный и конвективно-инфракрасный (комбинированный) процессы сушки стеблевой массы масличного льна;
– рассчитать тепловой баланс сушильной машины, обосновать источник теплоснабжения и разработать исходные требования для ее проектирования;
– обосновать необходимость прогнозирования выхода, номера льнотресты и трепаного льна в мяльно-трепальном агрегате АЛС-1 по результатам оценки качества льнотресты в станке СМТ-500;
– изучить влияние способов переработки льнотресты на выход, номер трепаного льна и отдельные его характеристики;
– подготовить рекомендации для прогнозирования выхода и номера трепаного льна по результатам лабораторной переработки льнотресты на станках СМТ-500 и СМТ-200М;
– разработать технологическую схему, параметры и режимы линии для первичной переработки технической конопли;
– обосновать значения характеристик отечественного исходного коноплесырья и однотипной пеньки из различных регионов РФ.
Лубяные культуры являются перспективными высокопродуктивными и значимыми культурами как источник получения семян, основа смешанных пряж для производства текстильных изделий, а так же волокна для изготовления различной продукции во многих отраслях народного хозяйства РФ и зарубежья. На льнозаводах России отсутствуют эффективные сушильные машины, а существующие морально, физически и технологически устарели. Впервые на новом технологическом и техническом уровнях изучаются конвективный и комбинированный способы сушки льна.
Обработка льнотресты на станках СМТ-200М, СМТ-500 и в мяльно-трепальных агрегатах, установленных на льнозаводах, существенно различается. Необходимо найти пути снижения разницы в определении номера льнотресты и изучить возможность достоверного прогнозирования В мире и в РФ появилось новое неклассическое коноплесырье для первичной переработки – это спутанная масса поломанных стеблей (стеблей неполной длины). В России на этом сырье работают более 75 % предприятий первичной переработки и производят однотипную пеньку. В современных условиях технологические линии первичной переработки конопли должны производить однотипную пеньку с различными значениями характеристик. Необходимо расширять применение отечественных линий.
Таким образом, предприятия, занимающиеся её переработкой, должны иметь возможность подобрать ту или иную комплектацию оборудования в зависимости от требований к свойствам готового волокна – по требованию заказчика отечественного оборудования. Данная работа проводится в рамках этой темы.

Реализуемые проекты

В последние годы реализован ряд проектов.
  1. Разработана технологическая схема линии для первичной переработки масличного льна в виде спутанных стеблей в волокно, используемое при изготовлении нетканых материалов, была реализована в ООО ТД «Радуга» (г. Вязники Владимирской области), которая позволила получить волокно с характеристиками, пригодными для дальнейшего производства из него на линии АИН-1800 льноватина достаточного качества, снизить себестоимость конечного продукта – льноватина, т.к. заменяет в производстве льноватина часть качественного и дорогостоящего короткого волокна из льна-долгунца.
  2. Разработана конструктивно-технологическая схема, обоснованы параметры и режимы работы поточной линии для выработки однотипного неориентированного волокна, т.ч. для переработки масличного льна комбайнового обмолота в ликвидное волокно на ЗАО «Кытмановское ХПП» (Алтайский край).
  3. Техническое задание на машину для сушки льняной тресты для ОАО «Завод им. Г.К. Королева» (г. Иваново).
  4. Разработаны технологические схемы для получения широкого спектра натуральных волокон, выполненные с использованием сырья ООО «Ручейки» Владимирской области, а полученные данные использованы в экономических и организационно-технических расчетах для планирования работ по созданию предприятий первичной переработки масличного льна в ликвидное льноволокно и его дальнейшей глубокой переработки для льносеющих регионах РФ.
  5. Для ООО «Ручейки» разработана конструктивно-технологическая схема мобильного прицепного агрегата для первичной переработки льна масличного в поле марки КВЛ-1М, обоснованы параметры и режимы его работы. Результаты исследований внедрены в поле, проверены на сырье ООО «Ручейки» Владимирской области при переработке стеблевой массы масличного льна урожая 2017 года.
  6. Разработана технологическая схема продувки стеблей льна-долгунца, которая являлась основой конструкции опытного образца энергосберегающей сушильной машины для льнотресты с целью совместной ее разработки с ФГБОУ ВО Смоленской ГСХА.
  7. Разработанная технологическая схема линии для переработки нового для России коноплесырья – технической конопли в виде спутанных стеблей неполной длины в однотипную пеньку была опробована на ООО «Лен-РУС» в г. Нерехта Костромская область.

Посевные площади Посевные площади Лен-догунец
Посевные площади Лен масличный Посевные площади Конопля техническая

Разработаны и получены.
  1. Новый научно-обоснованный способ дозирования и утонения льнотресты в мяльно-трепальный агрегат, обеспечивающий повышение надежности процесса, точность формирования линейной плотности, равномерность слоя, подачу слоя с регулируемой производительностью, повышающий выход длинного волокна на 1-2 % (абс.), минимизируются условия образования намоток и забивок материала в рабочей зоне оборудования (Патент на ПМ 191809).
  2. Параметры и режимы работы опытного образца машины МС-1, которые позволять увеличить эффективность процесса сушки льнотресты и, в конечном итоге, увеличить выход длинного волокна на 1-2 % (абс.) и производительность по сырью в 1,5 раза (Патент на ПМ 193686).
  3. Отечественная малозатратная и недорогостоящая линия для первичной переработки технической конопли в однотипную пеньку различных характеристик и производительности при низкой себестоимости переработки, занимаемой площади и обслуживающем персонале.
  4. Отечественная малозатратная линия переработки масличного льна по схеме поле-завод, позволяющая снизить себестоимость получаемого волокна в 1,5-2,0 раза за счет перевозка уже переработанного льносырья для производства волокна в места его доработки.
  5. Новые знания о научных основах дозирования утонения слоя льнотресты в механическую обработку в отечественные и зарубежные мяльно-трепальные агрегаты.
  6. Научно-обоснованные решения для модернизации опытного образца инновационной энергосберегающей сушильной машины МС-1, которые позволяют повысить эффективность сушки льнотресты с влажностью более 25 % и режимы работы аэродинамической системы для осуществления такой сушки.
  7. Новые научно-обоснованные знания о характеристиках нового для России коноплесырья – стеблей технической конопли неполной длины, убранной зерноуборочным или специализированным комбайном, пролежавшие в поле с осени до весны, позволяющие начать создание статистической информации о нем, т.к. более 75 % предприятий работают на этом сырье.
  8. Параметры и режимы работы машин малозатратных линий для первичной переработки технической конопли и масличного льна в волокно с различными значениями характеристик и производительности, пути совершенствования отдельного оборудования, которые позволяют повысить качество очистки волокна в 2-3 раза для использования его в производстве льняных, льносодержащих, пеньковых и пенькосодержащих изделий: межвенцовых утеплителей, санитарно-гигиенических изделий, нетканых материалов, композитов, а также изделий целлюлозно-бумажной, трикотажной, обувной, химической и энергетической промышленностей, медицины, автомобилестроения, строительства и др.
  9. Технологические характеристики процесса первичной переработки технической конопли и масличного льна в короткое (однотипное) волокно, которые необходимы для организации новых предприятий на основе, предлагаемых по результатам данной работы импортозамещающих линий (для расчета производственной мощности предприятия, систем пневмотранспорта, ТЭО и т.д.).

В рамках выполнения Государственного задания работа по теме продолжается. Срок выполнения: 2018-2021 гг.

Основные публикации

  1. Романов В.А., Новиков Э.В. Регулирование коэффициента утонения слоя льносырья в канале со «свободной» фиксацией стеблей // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2018, № 3. – С. 90-94
  2. Королева Е.Н., Новиков Э.В., Безбабченко А.В., Шевалдин Д.М. Исследование линий для переработки технической конопли в однотипную и штапелированную пеньку // Реферируемый журнал «Масличные культуры». Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 3 (175), 2018. – С. 85-91.
  3. Новиков Э.В., Королева Е. Н., Басова Н.В., Безбабченко А.В. Исследование свойств и экономической эффективности короткого льняного волокна, полученного на различном технологическом оборудовании // Аграрный вестник Верхневолжья. 2018. № 3 (24). – С. 50-58.
  4. Новиков Э.В., Алтухова И.Н., Безбабченко А.В. Исследование перспективного способа продувки стеблей льна-долгунца, реализованного в инновационной сушильной машине для льнозаводов // Вестник Ульяновской ГСХА, 2018. Вып. 4 (44), 2018. – С. 58-64.
  5. Новиков Э.В., Соболева Е. В., Прокофьев С.В., Безбабченко А.В., Внуков В.Г. Исследование процесса первичной переработки масличного льна по схеме поле-завод с применением инновационного мобильного агрегата КВЛ-1М «Вестник НГИЭИ», №9 (88) – С. 101-113.
  6. Соболева Е.В., Новиков Э.В., Безбабченко А.В., Прокофьев С.В., Внуков В.Г. Исследование первичной переработки масличного льна с применением инновационного агрегата КВЛ-1М и технологических схем дополнительной обработки волокна // Аграрный научный журнал. г. Саратов, № 1 (2019). – С. 81-85.
  7. Новиков Э.В., Безбабченко А.В. Состояние и концепция развития сушильных машин для лубяных культур и волокна из них // Сборник научных трудов «Механизация и электрификация сельского хозяйства». Вып. 52. Минск. РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», 2019. РУП «Издательский дом «Беларуская навука», 2019. – С. 57-61.
  8. Басова Н.В., Новиков Э.В., Ущаповский И.В. Безбабченко А.В. О коноплеводстве и технико-экономический анализ линий для переработки промышленной конопли в однотипное волокно // Известия вузов «Технология текстильной промышленности». 2019. № 2 (380). – С. 58-63.
  9. Романов В.А., Новиков Э.В. Обоснование дозирования исходного слоя при переработке льнотресты на трепаное волокно // Электротехнологии и электрооборудование в АПК 2019, № 3 (36). – С. 119-124.
  10. Романов В.А., Новиков Э.В. Модернизация машины для утонения слоя льнотресты / Наука в центральной России, № 2 (38), 2019. – С. 85-91.
  11. Алтухова И.Н., Шевалдин Д.М., Безбабченко А.В. Экспериментальное обоснование режимов работы конвективно-инфракрасного способа сушки льнотресты // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. Т. 47 № 3. – С. 6-11.
  12. Алтухова И.Н., Новиков Э.В., Шевалдин Д.М., Безбабченко А.В. Обоснование режимов работы энергосберегающей сушильной машины для льнотресты в конвективном и инфракрасном потоке теплоносителя // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. – Вып. 3(179), 2019. – С. 74-78.
  13. Королева Е.Н., Новиков Э.В., Хаитов Н.Х., Безбабченко А.В. Влияние способов переработки льнотресты на выход и качество трепаного льна // Реферируемый журнал «Масличные культуры». Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 3(179), 2019. – С. 68-73.
  14. Королева Е.Н., Новиков Э.В., Хаитов Н.Х., Безбабченко А.В. Прогнозирование выхода и номера трепаного льна по результатам лабораторной переработки льнотресты // Наука в центральной России. 2019. № 4 (40). – С. 44-49.

Полученные патенты и свидетельства

1. Способ сушки лубяных культур Патент на ИЗ № 2650234 С1 Заявка № 217121465. Дата подачи 19.06.2017. Опубл. 11.04.2018. Бюл. № 11 Новиков Э.В., Безбабченко А.В., Романов В.А.
2. Сушильная машина льняной тресты Патент на ПМ № 193686 U1 Заявка № 2019109791. Дата подачи 02.04.2019. Опубл. 11.11.2019. Бюл. № 32 Кучумов А.В., Терентьев С.Е., Никифоров А.Г., Скобеев И.Н., Ростовцев Р.А., Романов В.А.,
3. Устройство для утонения слоя стеблей льна-долгунца Патент на ПМ № 191809 Заявка № 2019107845. Дата подачи 19.03.2019. Опубл. 22.08.2019. Бюл. № 24 Романов В.А., Новиков Э.В., Ущаповский И.В.
4. Способ дозирования подачи льнотресты Патент на ИЗ 2728742 Заявка № 2019142745. Дата подачи 17.12.2019. Опубл. 30.07.2020. Бюл. № 22 Романов В.А., Новиков Э.В., Безбабченко А.В., Конохов В.Ю.