LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка технології очищення вовняного волокна із застосуванням ультразвуку

очищення вовняного волокна суміші сульфоната натрію (0,9 г/л) і неонолу АФ9 із ступенем оксиетилування 8, 10, 12 (0,09 г/л), розчиненої у морській воді. Україна має у своєму розпорядженні необмежені запаси морської води (Смрс=10-20 г/л), що є готовим, дешевим і ефективним активізатором миючої дії ПАР.

Інтенсифікуюча дія магнітного поля в процесі ОВУЗ досягається за рахунок переміщення під дією сил Лоренца кавітаційних пухирців, які несуть на своїй поверхні надлишковий негативний заряд, що сприяє збільшенню області кавітації на 15-20 %, а також продуктивності процесу ОВУЗ (Рoрt=4,5 кг/кВт-год.).

При попередньому замочуванні вовни з наступним віджимом відрив частинок відбувається за рахунок сил ультразвукового поля і розклинюючих сил, що виникають при проникненні миючої рідини в міжмолекулярні простори забруднень.

Інтенсифікуюча дія впорскування концентрованого миючого розчину в зону очищення обумовлена поліпшенням змочування вовняного волокна розчином ПАР, який під дією акустичних течій проходить через товщу немитого волокна і витрачається, не досягаючи поверхні миючої рідини у ванні, що обумовлює значне зменшення піноутворення а отже і поглинання ультразвукової енергії вовномийним середовищем.

Проведені дослідження дозволили моделювати умови інтенсифікації процесу ОВУЗ. Основним критерієм оцінки ефективності умов інтенсифікації ОВУЗ було значення відношення витраченої електроенергії у процесі інтенсифікації до кількості затраченої електроенергії у процесі ОВУЗ без інтенсифікації Э1/Э2, % .

Відношення Э1/Э2 вивчали в залежності від 5 факторів: замочування немитої вовни Z (0-15 хв.); віджиму О (70-200); омагнічування F (0-3000 Е); концентрації МРС Смрс (0-12 г/л); упорскування миючого розчину у зону кавітації V (+,-). Задача була вирішена за допомогою повного факторного планування експерименту типу 25 і регресійне рівняння має вид:

Э1/Э2 = 78,461 - 0,0052F + 0,1O – 0,823Cмрс - 0,275Z - 3,75V

(3)

Аналіз отриманого рівняння регресії показує, що усі фактори істотно впливають на енерговитрати процесу ОВУЗ у наступній послідовності: F, О, Смрс, Z, V.

Встановлено що омагнічування водних розчинів (Н=3000 Е) сприяє скороченню електровитрат у технології ОВУЗ на 10 %.

Попереднє замочування вовни з наступним віджимом дозволяє знизити витрату електроенергії на 5 %.

Використання трьохкомпонентної миючої композиції на основі МРС, аніоноактивних і неіоногенних препаратів дозволяє знизити енерговитрати ОВУЗ на 12,5 %.

Впорскування концентрованого миючого розчину в зону очищення зменшує втрати акустичної енергії у процесі ОВУЗ на 7,5 %.

Інтенсифікація процесу ОВУЗ усіма запропонованими способами дозволяє скоротити витрату електроенергії на 37,5 % і знизити витрати миючих речовин на 28,3 %.

Експериментальні дослідження складу забруднень вовни, що видаляються у процесі ОВУЗ, показали що мінеральні забруднення, які мають слабкий зв'язок з волокном видаляються до 85 % у першу чергу протягом 6-7 с., після чого волокно вовни протягом 18-20 с. очищається від жирових забруднень.

Практичне використання цієї закономірності дозволить значно збільшити ефективність роботи сепараторів і вихід вовняного жиру, а також здешевити технологію виробництва ланоліну, очищення стічних вод, мийки відсортувань, вікласировок, клюнкера, вовни на фабриках валяного взуття.

У підрозділі 3.5 подана розробка технологічних режимів процесу ультразвукового очищення вовни.

Технологія ОВУЗ дозволяє модернізувати традиційні вовномийні барочні агрегати шляхом встановлення магнітострикційних перетворювачів і форсунок, що упорскують ПАР у промивні ванни. Технологічна схема дії ультразвукової миючої машини подана у двох варіантах. Перший варіант представляє принципову схему повного очищення вовни з утилізацією вовняного жиру. Другий варіант технологічного режиму ОВУЗ розроблено для вимог підприємств, де вовняний жир видаляти не потрібно. Продуктивність ультразвукової миючої машини залежить від розміру вихідної потужності ультразвуку і може варіюватися в широких межах, із розрахунку, що на повне очищення 1 т сухої митої вовни витрачається 255 кВт електроенергії, відповідно до розрахунків запропонованої технології.

Захист обслуговуючого персоналу від акустичного впливу досягається шляхом нанесення на стінки ванни шару спіненого барієво-боратного скла (6-7 мм), яке повністю відбиває ультразвукові хвилі.

У підрозділі 3.6. проведена оцінка економічної й екологічної ефективності застосування технології очищення вовняного волокна з використанням ультразвуку.

Застосування ультразвуку в процесі очищення вовни дозволило знизити витрати по трьом статтям калькуляції собівартості продукції:

1. хімічні матеріали і ПАР;

2. паливо для технологічних цілей;

3. фабричні витрати.

Очікуваний економічний ефект застосування запропонованої технології очищення тонкої овечої вовни становить 151,5 грн./1000 кг митого волокна, що складає 44,9 % витрат від собівартості традиційного способу очищення вовняного волокна в барочних агрегатах.

Екологічна ефективність впровадження пропонованої технології очищення обумовлена скороченням витрати хімічних і миючих речовин, кількості стічних вод, а також знезаражуванням вовняного волокна і промивних вод внаслідок акустичного впливу.






ВИСНОВКИ


  • Розроблено технологію ОВУЗ; отримано модель процесу, визначені оптимальні умови очищення вовняного волокна: інтенсивність ультразвуку - 0,6-2,5 Вт/см2, температура миючого розчину - 75 0C, модуль ванни - 50, концентрація ПАР - 1 г/л, відношення маси волокна до потужності ультразвуку - 4,5 кг/кВт-год., час очищення - 25 с. Виробничі випробування технології ОВУЗ на ВАТ "Волжская шерстопрядильная фабрика" проведені з позитивним результатом. Економічний ефект становить 151,5 грн. на 1000 кг митої вовни.

  • Вперше обґрунтовано та встановлено оптимальне значення критерію інтенсивності процесу ОВУЗ - відношення маси оброблюваної вовни до потужності ультразвукових хвиль - 3-4,5 кг/кВт-год. Встановлена закономірність дозволила моделювати процес ОВУЗ.

  • Встановлено, що ультразвукове очищення не зменшує міцності вовняного волокна, тоді як після очищення традиційними способами міцність волокна знижується на 15-26 %.

  • Вивчено вплив на ефективність процесу ОВУЗ омагнічування миючих розчинів, замочування і віджиму волокна, упорскування концентрованого миючого розчину в зону очищення, трьохкомпонентної миючої композиції на основі аніоноактивних, неіоногенних препаратів і морської солі. Показано, що комплексне застосування даних чинників, дозволяє знизити енерговитрати процесу на 37,5 %, витрати ПАР - на 28,3 %, води - на 73 %.

  • Експериментально встановлено, що у процесі ОВУЗ у першу чергу, видаляються переважно мінеральні, а потім - жирові забруднення вовни. Використання цієї закономірності дозволить здешевити технологію виробництва ланоліну й обробки вовняного волокна.


    ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ НАДРУКОВАНІ

  • Костылев П.В., Иванова Т.В. Определение параметров и анализ способов очистки асканийской шерсти // Вестник ХГТУ.-1997.-№2.-С.229-233.

  • Костылев П.В. Интенсификация очистки шерстяного волокна ультразвуком // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины.-1999.-№2.-С.107-109.

  • Костылев П.В., Сарибеков Г.С. Интенсификация очистки


  •