Технические характеристики волокнистой части стеблей соломы льна масличного после уборки комбайном

SEED FLAX, FIBERS LENGTH, LINEAR DENSITY, TEXTILE INDUSTRY

The article is devoted to studying the physical and mechanical characteristics of the fibrous stems of oil fl ax straw after combine harvesting and their further application. The most important quality factors of the fibrous stems of oil fl ax straw are examined. They are the fiber length, the linear density and the mass fraction of fibers having different lengths. The parameters given below have been experimentally determined. The length of the fibres is unequal and ranges from 30 to 55 mm. The linear density of fibres having different lengths is 0,80 tex, being almost uniform. The percentage of fibre mass in oil fl ax stems is 30 %.

It has been also proved that all the physical and mechanical characteristics of the fibrous stems of oil fl ax straw after combine harvesting meet the quality factors of fl ax fibre suitable for manufacturing not only cellulose-containing materials, but textiles.

льна масличного на экспорт идут только семена, а солома в Украине промышленно практически не использовалась, чаще всего после уборки она сжигалась и запахивалась либо становилась частичным удобрением ежегодно, а это около 120 тыс. тонн, чем наносит большие экологические проблемы для льносеющих хозяйств [3]. Из-за этого теряется большое количество ценного сырья для текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности Украины – почти 24 тыс. тонн волокна и 19,2 тыс. тонн целлюлозы [2]. В связи с вышесказанным немалую актуальность приобретает задание, связанное с изучением свойств волокнистой части стеблей соломы льна масличного после комбайновой уборки и дальнейшее её применение.

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И АНАЛИЗ ПОСЛЕДНИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Сегодня на Юге Украине при уборке льна масличного используются высоко продуктивные сельскохозяйственные машины общего назначения: зерноуборочные комбайны и рулонные прессы (рис. 1) [5]. При такой уборке стебли льна масличного срезаются на высоте 5 см от поверхности грунта, также происходит обмолот семян, при котором верхняя часть стебля частично теряет свои первичные свойства, после чего вся солома сворачивается в рулоны и остаётся на полях.

Для того, чтобы определить пригодность волокнистой части стеблей соломы льна масличного после комбайновой уборки и его дальнейшее использование, в лаборатории лубяных волокон кафедры товароведения, стандартизации и сертификации Херсонского национального технического университета были проведены более детальные опыты физико-механических характеристик волокнистой части стебля льна масличного сорта «Вера» после комбайновой уборки [5-6]. Технологические процессы в области переработки соломы льна масличного не могут быть внедрены без расчетов физико-механических показателей волокна. Из-за отсутствия нормативной документации определения качественных показателей стеблей соломы льна масличного, содержание количественной части луба в стеблях опытного сырья определяли весовым методом, используя ГОСТы и ДСТУ на солому и тресту льна-долгунца: ГОСТ 28285-89 «Солома льняная. Требования при заготовках», ДСТУ 4149:2003 «Треста лляна. Технічні умови», на лён-долгунец [8, 9].

Для расширения рекомендаций по поводу использования волокон льна масличного было проведено детальное изучение распределения волокон по длине, полученных из стеблей соломы льна масличного. Для проведения опытов была выбрана проба волокон льна масличного сорт «Вера» массой 2 г. После этого проводился промер отдельных распрямлённых волокон, который осуществлялся вручную с помощью масштабной линейки. После у выбранных проб различной длины измерялась масса на аналли-тических весах и математически расчитывалась тонина волокон. Расчеты физико-механических характеристик волокон льна масличного представлены в таблице 1.

Анализ таблицы 1 свидетельствует о том, что волокна по длине неравномерные и их длина колеблется от 5 мм до более 100 мм, в зависимости от длины и количества волокон в группе меняется и их масса, которая находится в пределах от 0,087 г до 0,288 г. Также в таблице видно, что наибольшее количество волокон длиной от 20 мм до 70 мм. Можем сделать выводы, что волокнистая часть стеблей соломы льна масличного содержит в себе достаточно длинные волокна, которые можно рекомендовать для изготовления не только бумаги и композитов, но и нетканых и текстильных материалов. На осно-

Рисунок 1 – Высокопродуктивные сельскохозяйственные машины общего назначения : а – зерноуборочный комбайн, б – фронтальный погрузчик ПФ-0,5 с приспособлением ПРЛ-0,5

Таблица 1 – Физико-механические характеристики волокнистой части льна масличного

№ п/п Интервал длин волокон, мм Средняя длина волокна, мм Количество волокон в группе, шт Масса волокон в группе, г 1 0-10 5 1038 0,095 2 10-20 15 1139 0,149 3 20-30 25 1404 0,259 4 30-40 35 1258 0,288 5 40-50 45 895 0,258 6 50-60 55 777 0,269 7 60-70 65 415 0,163 8 70-80 75 274 0,126 9 80-90 85 178 0,099 10 90-100 95 128 0,087 11 100 и длиннее 100 190 0,157 Общ. Общ. = 7696 Общ. = 2 Ср. Ср. = 699,6 Ср. = 0,18 ве экспериментальных данных была построена диаграмма распределение волокон льна масличного по длине с учётом линейной плотности волокон, которая представлена на рисунке 2.

Полученная диаграмма свидетельствует о том, что волокна, полученные из стеблей льна масличного сорт «Вера», имеют линейную плотность, практически равномерную по всем длинам, средняя тонина волокон составляет 0,80

текс. Теоретические расчёты и опытные данные показывают, что чем тоньше волокно, тем больше прочность вырабатываемой из него пряжи. Из этого можем сделать выводы, что опытный образец волокон стеблей льна масличного после комбайновой уборки имеет тонину намного ниже, чем техническое волокно льна-долгунца (5,01 текс) [11]. Таким образом, учитывая вышесказанное, льноволокно с данной линейной

Длина волокна, мм

ó = 07 x⁴ - 05 x³ + 0.003 x² - 0.134 x + 2.353

R² = 0.961

Рисунок 2 – График распределения линейной плотности по длине волокон льна масличного плотностью можно считать достаточно тонким волокном и рекомендовать его для использования в текстильной промышленности.

Для того, чтобы детальнее проанализировать проделанную работу, была построена диаграмма распределения волокон льна масличного по длине в зависимости от их общей массы в процентном соотношении (рис. 3)

Из представленной диаграммы можно сделать следующие выводы: в стеблях соломы льна масличного находятся волокна различной длины, пригодные для использования в различных сферах производства. Короткие волокна от 5 мм — 15 мм – в целлюлозно-бумажном производстве, от 15 мм – 20 мм – для изготовления композитных материалов, 30 мм и выше – для изготовления нетканых материалов и текстиля [10]. Таким образом, что в стеблях льна масличного после уборки комбайном залегает около 30 % ценного, высококачественного волокна, которое можно рекомендовать для использования в текстильной промышленности.

ВЫВОДЫ

Таким образом, в результате проведённых исследований установлено, что льноволокно, полученное после уборки комбайном льна масличного сорт «Вера», является длинным качественным волокном, имеющим потребительскую ценность как для изготовителей целлюлозы, так и для изготовителей текстильных товаров из льна.

Рисунок 3 – Диаграмма процентного распределения волокон льна масличного сорт «Вера» по длине в

зависимости от общей массы