Дослідження та вдосконалення прийомів технологічного аналізу соломи льону та конопель

Размещено на http://www.allbest.ru/

Херсонський державний технічний університет

МОХЕР ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 633.521:677.017

ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ВДОСКОНАЛЕННЯ ПРИЙОМІВ ТЕХНОЛОГІЧНОГО АНАЛІЗУ СОЛОМИ ЛЬОНУ І КОНОПЕЛЬ

Спеціальність 05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Херсон - 1999р.



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті луб'яних культур Української академії аграрних наук.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор

Тімонін Михайло Олександрович,

Інституту луб'яних культур УААН

старший науковий співробітник.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Скорченко Анатолій Федорович, державне підприємство “Льоноконоплепром”, генеральний директор;

кандидат технічних наук,

Якубовська Тамара Олександрівна, Український науково-дослідний інститут текстильної промисловості, завідуюча лабораторією

Провідна установа: Інститут землеробства, відділ льону, УААН, м.Київ.

Захист відбудеться “_14__”__квітня____1999 р.

О _10__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д67.052.02 при Херсонському державному технічному університеті за адресою: 325008, м.Херсон, Бериславське шосе, 24.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського державного технічного університету (325008, м.Херсон, Бериславське шосе, 24).

Автореферат розісланий “_12__”__березня___1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Якимчук Р.П.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Оцінка результатів науково-дослідної роботи з льоном-довгунцем не може базуватись лише на показниках врожайності стебел та насіння. Необхідна по можливості точна оцінка кількості й якості лляного волокна, яке можливо одержати з соломи при сучасному рівні виробництва. Технологічний аналіз соломи дає відповідь на дане запитання. Виходячи з його результатів, вносять зміни в селекційний процес та визначають оптимальні параметри вирощування та переробки. Тільки при об'єктивній методиці технологічного аналізу одержані в дослідах дані будуть достовірними, а розроблені на їх основі рекомендації виробництву - правильними.

Разом з тим, деякі етапи діючих методик потребують подальшого вдосконалення. Особливо це стосується визначення технологічної цінності сировини, яку встановлюють, базуючись, головним чином, на результатах суб'єктивної органолептичної оцінки.

Актуальність теми. Технологічний аналіз соломи льону-довгунця є обов'язковим завершальним етапом всіх селекційних, агротехнічних, агрохімічних, екологічних та інших науково-дослідних робіт. При його виконанні найчастіше отримують дані по виходу і якості волокна, інколи виконують прядіння й випробування пряжі. Щоб одержувати порівнювальні результати, його виконують за єдиною методикою.

Питання технологічної оцінки лляної соломи розроблялись в колишньому СРСР, а тепер в Україні, Росії та інших країнах. Великий внесок у створення методик зробили В.С.Клубов, О.Д.Лебедєв, А.А.Шушкін, М.О.Тімонін, В.Б.Ковальов, І.П.Карпець та інші. Розроблені ними методики узагальнені і використовуються по теперішній час. Вони, маючи позитивні моменти, встановлюють технологічну цінність соломи й особливості протікання технологічних процесів переробки, дозволяють одержувати дані з виходу і якості волокна та фізико-механічних властивостей чесаного льону, вже не задовольняють сучасних потреб науково-дослідної роботи і виробництва.

По-перше, в діючих методиках велике значення надається органолептичній оцінці. Кращу виїмку визначають за результатами цієї суб'єктивної оцінки, а вже потім виконують інструментальні випробування чесаного волокна.

По-друге, кожна партія волокна оцінюється чотири рази, три з них органолептично. При цьому не визначаєтьcя кількісна характеристика властивостей волокна, і тільки розрахункова добротність пряжі знаходиться за результатами інструментальних випробувань чесаного льону.

Однак прочісування волокна виконують на ручних гребенях. Ця операція не досконала, їй притаманний суб'єктивізм, а тому від правильності її проведення в значній мірі залежить кінцевий результат.

Слід зазначити, що у промисловості всі види лляної сировини (солома, треста, тіпане і коротке волокно) згідно з діючими державними стандартами оцінюються номером, а не розрахунковою добротністю пряжі.

Не вирішеним лишається питання про вплив способу приготування трести (тепловодне чи росяне мочіння) на результати технологічної переробки льоносоломи. У відповідності з методиками технологічного аналізу, з соломи льону виготовляють тресту способом тепловодного мочіння, в той же час льоносіючі господарства України готують тресту шляхом росяного мочіння. У відомих літературних джерелах не знайдено однозначної відповіді на дане питання. До того ж, майже всі дослідження виконувались з льоном, вирощеним у господарствах Російської Федерації, волокно якого має певні відмінності від волокна, вирощеного в умовах України.

Лляне волокно за своєю природою є неоднорідною сировиною, тому його властивості визначаються з деякими помилками, які потім впливають на розрахунковий комплексний показник якості сировини (КПЯ), тобто на розрахункову добротність пряжі й номер волокна. Проте ні в одній із методик технологічного аналізу соломи не підраховується помилка визначення КПЯ, а суттєвість різниці між партіями волокна за даним показником визначається інтуїтивно.

Враховуючи вище зазначене, виникла необхідність у розробці удосконаленої методики технологічного аналізу соломи льону, яка б не залежала від суб'єктивних факторів і була б пов'язана з методами оцінки лляної сировини в промисловості, а також забезпечувала б обробку результатів на сучасному оргтехнічному рівні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності із завданням, передбаченим проектом “Луб'яні культури” державної науково-технічної програми “Продовольство-95” на 1991 - 1995 р.р. і галузевою науково-технічною програмою Української академії аграрних наук “Луб'яні культури” на 1996-2000 роки.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є вивчення процесів первинної переробки соломи льону й удосконалення методик технологічного аналізу лубоволокнистої сировини.

Для досягнення поставленої мети передбачалось:

-- вивчити вплив способів приготування трести (тепловодне та росяне мочіння) на результати первинної переробки соломи льону;

-- розробити алгоритм обчислення помилки визначення комплексного показника якості волокна льону та конопель;

-- вивести емпіричну формулу для визначення номера тіпаного волокна льону за його фізико-механічними властивостями;

-- розробити пакет прикладних програм до персонального комп'ютера, призначених для обробки результатів технологічного аналізу соломи льону та конопель;

-- розробити удосконалену методику технологічного аналізу соломи льону;

-- удосконалити методику технологічного аналізу соломи конопель.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше, базуючись на методах математичної статистики та способах виведення багатофакторних залежностей, виведена емпірична формула для визначення номера тіпаного волокна льону за його фізико-механічними властивостями, розроблено пакет прикладних програм, призначених для обробки результатів інструментальної оцінки волокна льону та конопель на персональній ЕОМ, розроблені алгоритми визначення помилки комплексних показників якості волокна льону та конопель, одержаних при виконанні технологічного аналізу соломи. На дослідному матеріалі встановлено, що спосіб приготування трести (тепловодне та росяне мочіння) суттєво не впливає на результати технологічного аналізу соломи льону.

Базуючись на проведених дослідженнях розроблені удосконалені методики технологічного аналізу зразків соломи льону та конопель, одержаних при виконанні селекційних та агротехнічних науково-дослідних робіт.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених досліджень виведена емпірична формула для визначення номера тіпаного волокна льону за результатами його інструментальних випробувань, на основі якої розроблено нову методику технологічного аналізу соломи льону, що дало можливість значно спростити її. Не знижуючи об'єктивності, з аналізу вдалось виключити триразову органолептичну оцінку кожної партії волокна й операцію його прочісування на ручних гребенях.

В запропонованій методиці без проведення додаткових випробувань розраховується помилка визначення фізико-механічних властивостей волокна та його КПЯ - номера. Застосування пакета прикладних програм для обробки результатів інструментальної оцінки волокна за допомогою комп'ютера дозволяє прискорити розрахунки й підвищити їх точність. Методика затверджена Вченою радою Інституту луб'яних культур (протокол № 9 від 20 березня 1998р).

На основі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено удосконалену методику технологічного аналізу соломи конопель, яка затверджена Вченою радою ІЛК (протокол №7 від 17 лютого 1997р.).

Особистий внесок здобувача. Комплекс наукових досліджень, наведених в дисертаційній роботі, виконаний безпосередньо її автором: здійснено критичне вивчення науково-технічної інформації, обгрунтування наукових результатів та впровадження їх у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Головні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на:

-- засіданнях Вченої ради Інституту луб'яних культур Української академії аграрних наук у 1995-1998 роках, м.Глухів;

-- розширеному засіданні відділу технології та стандартизації Інституту луб'яних культур у 1997р., м.Глухів;

-- розширеному засіданні кафедри виробництва натуральних волокон Херсонського державного технічного університету в 1998р., м.Херсон.

Публікації. Основні положення дисертації викладені в шести наукових працях: дві опубліковані в наукових журналах, одна розміщена в збірнику наукових праць, дві є депонованим рукописом, одна опублікована в матеріалах наукової конференції.

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, шести розділів, висновків і рекомендацій, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг дисертації складає 102 сторінки: ілюстрації займають 9 сторінок, таблиці - 4, п'ять додатків - 68, список використаних літературних джерел (107 найменувань) - 10.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, показано наукове та практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі наведено аналіз існуючих методик технологічної оцінки соломи льону та конопель, відмічено основні недоліки та намічено шляхи їх усунення.

У науковій літературі не міститься однозначної відповіді на питання про вплив способу приготування трести на результати технологічної переробки соломи льону. В деяких роботах А.А.Шушкіна зазначається, що спосіб приготування трести суттєво не впливає на відносну оцінку селекційних сортів льону. Однак в інших він пише, що оцінка різних сортів льону при різних способах приготування трести може не співпадати.

В.Б.Ковальов у своїх дослідженнях дійшов висновку, що різниця в способах приготування трести при технологічній оцінці соломи льону призводить до непорівнюваних і заперечливих висновків. Дослідження, виконані Е.Л.Пашиним, показали, що моченцеве і рошенцеве волокна суттєво різняться за фізико-механічними властивостями.

У роботах багатьох авторів (А.А.Шушкін, І.П.Карпець, А.М.Іпатов та інших) відмічається, що між виходом та якістю волокна, одержаного шляхом механічної переробки трести на лабораторному м'яльно-тіпальному верстаті СМТ-200М та на заводському м'яльно-тіпальному агрегаті, існує суттєвий кореляційний зв'язок. Тому в методиках технологічної оцінки механічну обробку трести на заводському типовому обладнанні можна замінити механічною обробкою трести на м'яльно-тіпальному верстаті СМТ-200М.

Дослідження, виконані Є.Л.Пашиним, показують, що на якість волокна впливає нерівномірність його фізико-механічних властивостей. Таким чином, при аналізах потрібно враховувати помилки визначення окремих його властивостей, а через них і помилку комплексного показника (номера, розрахункової добротності пряжі).

У математичній статистиці існує декілька способів визначення помилки комплексних показників, виходячи з помилок знаходження окремих властивостей. Для цілей технологічного аналізу найкраще підходить спосіб меж, який дозволяє знаходити довірчий інтервал КПЯ, а не його середнє квадратичне відхилення. Це особливо зручно і практично при порівнянні двох комплексних показників, тому що відпадає потреба у визначенні кількості вимірів (n), з яких вони одержані. Наприклад, яке необхідно брати n для порівняння КПЯ, коли гнучкість знайдено з 60 вимірів, розривне навантаження - 30, лінійну щільність - 5?

Аналіз наукових праць показав, що існувало декілька емпіричних формул визначення номера тіпаного волокна, котрі враховували як якість та вихід чесаного льону й очосу, так і безпосередньо властивості самого тіпаного волокна, проте вони не знайшли широкого застосування.

Отже, існуючі методики технологічної оцінки якості соломи льону-довгунця мають як переваги, так і певні недоліки, які потрібно було усунути з тим, щоб удосконалена методика відповідала сучасним вимогам науково-дослідної роботи. Необхідно також враховувати те, що з моменту виконання деяких наукових досліджень минув певний час. За цей період виведені нові сорти льону і суттєво змінено технологію переробки лубоволокнистої сировини.

У другому розділі наведені основні методи, у відповідності з якими виконувались досліди з первинної переробки, інструментальні випробування лубоволокнистої сировини та математична обробка одержаних результатів.

У третьому розділі на основі способу меж, описаного В.М.Брадісом, викладені алгоритми розрахунків довірчих інтервалів розрахункової добротності пряжі лляного волокна та номера прядива.

В табл.1 наведено приклад знаходження довірчого інтервалу розрахункової добротності пряжі у відповідності з розробленим алгоритмом. За результатами інструментальних випробувань відомі середні значення і довірчі інтервали гнучкості волокна (50.303.14 мм), розривного навантаження (19.071.64 даН) та лінійної щільності (5.400.60 текс). Потрібно за формулою (1) підрахувати розрахункову добротність пряжі(Др) та її довірчий інтервал (Др).

Др = 0.1Г + 0.2Р + 13/Т + 2.1, км (1)

де Г - гнучкість волокна, мм;

Р - розривне навантаження, даН;

Т - лінійна щільність, текс.

Таблиця 1

Алгоритм знаходження розрахункової добротності пряжі та її довірчого інтервалу

Показник	Нижня межа (НМ)	Верхня межа (ВМ)
Гнучкість	50.30 - 3.14 = 47.16	50.30 + 3.14 = 53.44
Розривне навантаження	19.07 - 1.64 = 17.43	19.07 + 1.64 = 20.71
Лінійна щільність	5.40 - 0.60 = 4.80	5.40 + 0.60 = 6.00
13/Т	13/6.00 = 2.17	13/4.80 = 2.71
Розрахункова добротність пряжі	0.1*47.16+0.2*17.43+ +2.17+2.1 = 12.47	0.1*53.44+0.2*20.71+ +2.71+2.1 = 14.29
НМ + ВМ 12.47 + 14.29 Др = -------------- = -------------- = 13.38 2 2
ВМ - НМ 14.29 - 12.47 Др = -------------- = -------------- = 0.91 2 2

Таким чином, можна бути впевненими на 95, що для розглянутої партії волокна через нерівномірність його властивостей розрахункова добротність пряжі становить 13.380.91 км.

У відповідності з розробленим алгоритмом підраховано розрахункову добротність пряжі восьми партій волокна (табл.2). Показники добротності пряжі, обчислені за формулою (1) та розробленим алгоритмом, практично збігаються. Різниця в середніх значеннях (0.02 км) незначуща (tp = 0.04 < tт = 2.37). Між ними спостерігається також істотний кореляційний зв'язок (r = 0.99). Кожній партії волокна відповідає свій довірчий інтервал, який змінюється від мінімального значення 0.61 для восьмої партії до максимального - 1.13 - для шостої партії.

Використання запропонованого алгоритму знаходження розрахункової добротності пряжі та її довірчого інтервалу не змінює рівень та закономірність оцінки і дозволяє одержувати більш повну характеристику якості волокна (враховується вплив нерівномірності фізико-механічних властивостей волокна на кінцевий результат), це в свою чергу, дає можливість здійснити обгрунтоване наукове порівняння різних партій волокна за даним показником.

Нами установлено, що на розмір довірчого інтервалу багатофакторної залежності впливає її тип, склад властивостей, які входять до емпіричної формули, їх нерівномірність і вид функції, за якою підраховуються розрахункові коефіцієнти.

Таблиця 2

Розрахункова добротність пряжі та її довірчий інтервал

№ п/п	Гнучкість, мм	Розривне навантаження,	Лінійна щільність,	Добротність пряжі, км
		даН	текс	за формулою (1)	за алгоритмом
1	50.343.14	19.071.64	5.400.60	13.35	13.380.91
2	50.122.92	20.461.62	4.260.19	14.26	14.260.75
3	16.132.65	15.671.74	4.850.79	12.53	12.601.06
4	38.072.23	20.781.43	6.820.44	11.97	11.980.63
5	41.372.26	25.751.77	6.780.69	13.30	13.330.77
6	54.723.71	25.292.52	5.190.53	15.13	15.161.13
7	42.033.17	13.791.14	6.150.53	11.17	11.190.73
8	48.002.24	21.381.33	5.970.32	13.35	13.360.61
Середнє значення	13.14	13.160.82

У четвертому розділі досліджується вплив способу приготування трести (тепловодне та росяне мочіння) на результати технологічного аналізу соломи льону. Досліди проводились у 1994-1995р. на 14 селекційних сортах, наданих відділом селекції та насінництва льону ІЛК.

Порівняння фізико-механічних властивостей моченцевого та рошенцевого волокна (табл.3) показує, що дані види волокна мають однакову середню гнучкість (tp = 0.08 < tт = =2.16) і різне розривне навантаження та лінійну щільність (tp відповідно дорівнюють 3.45 і 5.93).

Таблиця 3

Фізико-механічні властивості чесаного моченцевого та рошенцевого волокна льону

	Моченець	Рошенець
Показник	середнє значення	коефіцієнт варіації, %	помилка визначення, %	середнє значення	коефіцієнт варіації, %	помилка визначення, %
Гнучкість, мм	45.59	25.43	3.3	45.51	24.94	3.2
Розривне наван-таження, даН	20.28	21.32	3.9	23.85	17.70	3.2
Лінійна щільність, текс	5.25	11.19	4.7	7.35	12.62	3.2

Нерівномірність фізико-механічних властивостей вказаних видів волокна оцінювали за допомогою коефіцієнта варіації. Моченцеве волокно у порівнянні з рошенцевим має більший коефіцієнт варіації за розривним навантаженням (tp = 4.00), а за гнучкістю та лінійною щільністю - практично однакові (tp відповідно дорівнюють 0.43 і 0.91).

Існуюча нерівномірність фізико-механічних властивостей моченцевого та рошенцевого волокна істотно не вплинула на точність їх визначення (помилки не перевищують 5). Подібна закономірність спостерігається і для тіпаного волокна.

Між показниками розрахункової добротності пряжі із моченцевого та рошенцевого волокна (табл.4) спостерігається суттєвий кореляційний зв'язок (r = 0.84), а їх середні значення та дисперсії мають несуттєву різницю (tp = 0.25 < tт = 2.16, Fp = 2.32 < Fт = 2.55).



Таблиця 4

Комплексні показники якості моченцевого та рошенцевого льоноволокна

№	Моченець	Рошенець
сорту	розрахункова добротність пряжі, км	вихід проценто-номерів	розрахункова добротність пряжі, км	вихід проценто-номерів
1	13.450.89	258.0	13.070.82	320.7
2	15.440.94	223.8	15.050.77	225.2
3	12.811.10	269.7	13.060.95	290.5
4	13.090.96	309.5	13.020.80	332.4
5	14.050.88	346.5	13.480.86	337.1
6	14.971.05	361.2	14.021.22	399.3
7	13.111.18	316.9	12.890.71	371.4
8	13.060.87	364.9	13.561.01	343.5
9	13.310.96	366.3	13.210.92	346.2
10	12.230.79	345.8	12.931.00	319.4
11	12.451.06	364.8	12.710.80	397.2
12	12.461.00	356.1	13.140.90	331.2
13	13.101.01	347.2	13.820.98	328.4
14	12.760.86	313.6	13.321.04	362.1
Середнє	13.300.97	324.6	13.370.91	336.0

Вихід процентономерів волокна льону із моченцевої та рошенцевої трести також має суттєвий кореляційний зв'язок (r = 0.74) і незначущу різницю середніх значень (tp = 0.68) і дисперсій (Fp = 1.08).

Таким чином, моченцеве та рошенцеве волокна, одержані при виконанні технологічного аналізу соломи льону, мають однаковий рівень розрахункових комплексних показників якості й подібну закономірність їх мінливості.

Моченцеве і рошенцеве як тіпане, так і чесане волокна, одержані при виконанні технологічного аналізу соломи льону, суттєво відрізняються за фізико-механічними властивостями (розривним навантаженням та лінійною щільністю), однак при цьому вони мають однаковий рівень розрахункових комплексних показників якості й подібну закономірність їх мінливості. Це пояснюється тим, що недостатній рівень одних властивостей компенсується високим рівнем інших, в результаті чого одержуємо однакові комплексні показники якості.

Отже, спосіб приготування трести (тепловодне і росяне мочіння) суттєво не вплинув на результати відносної технологічної оцінки соломи льону. Різниця в розрахункових комплексних показниках якості між моченцем та рошенцем виникає, головним чином, на фоні помилок, а точність визначення фізико-механічних властивостей для розглянутих видів волокна задовільна.

У зв'язку з тим, що тепловодне мочіння соломи льону не залежить від погодних умов, і в цьому процесі більше параметрів можна контролювати та регулювати, воно більш придатне для технологічного аналізу.

П'ятий розділ дисертації присвячений виведенню емпіричної формули для підрахунку номера тіпаного волокна, одержаного при виконанні технологічної оцінки соломи льону, за його фізико-механічними властивостями.

Для виведення багатофакторної залежності використано 153 партії льоноволокна, одержаного при проведенні технологічного аналізу соломи. За контроль рівня прийнята оцінка волокна, передбачена доповненням №4 до державного стандарту 10330-76 “Льон тіпаний. Технічні умови”, яке розроблялось на основі контрольного прочісування понад 400 партій льону, з різних регіонів колишнього СРСР, у тому числі й з України. Проте в ньому є ряд недоліків. Головне те, що якість волокна низьких номерів завищується, а високих, навпаки, занижується. Для визначення номера волокна, в залежності від його жменьової довжини, використовується п'ять формул, а одержаний таким чином розрахунковий номер ще потрібно коригувати в залежності від його значення.

Виведення емпіричної формули для визначення номера тіпаного льону виконували методом, запропонованим професором М.О.Тімоніним, за допомогою програм “Statgraf”, “Sigma”, “Supercalk”. При побудові формули застосовано перемноження коефіцієнтів, кожен з яких є функцією тієї чи іншої властивості волокна (жменьової довжини, гнучкості, розривного навантаження). За вихідну математичну модель прийнято апріорну формулу:

Nт = 0.15Р 0.05Г 0.02L (2)

де Р - розривне навантаження, даН;

Г - гнучкість, мм;

L - жменьова довжина, см.

Під час уточнення розрахункових коефіцієнтів одержана наступна емпірична формула для визначення номера тіпаного льону:

Nт = (2.53 + 0.047Р)(0.97 + 0.213Г)(0.966 + 0.009L) (3)

Аналіз формули(3) показує, що розрахункові коефіцієнти гнучкості, розривного навантаження та жменьової довжини несуттєво відрізняються від контролю (табл.5-7). Тобто, при визначенні номера тіпаного льону враховуються всі зміни зазначених фізико-механічних властивостей.

Таблиця 5

Розподіл номерів тіпаного волокна за класами розривного навантаження

Показник	Розривне навантаження, даН	Всього і
Клас	до 12.0	12.1-14.1	14.2-16.3	16.4-18.5	18.6-20.8	20.9-23.0	більше 23.1	середнє
n	16	27	33	21	20	22	14	153
N4	226.0	381.5	475.5	312.6	303.3	344.2	224.7	2267.8
Nт	218.6	378.3	457.8	305.3	302.7	349.9	220.9	2227.4
Kp	1.034	1.008	1.039	1.024	1.002	1.001	1.017	1.018

де n - кількість партій волокна;

N4 - сума номерів волокна, підрахована у відповідності з доповненням №4;

Nт - сума номерів, підрахована за формулою (3);

N4

Kp = ------

Nт

Таблиця 6

Розподіл номерів тіпаного льоноволокна за класами гнучкості

Показник	Гнучкість волокна, мм	Всього і
Клас	до 38.0	38.1-43.0	43.1-48.0	48.1-53.0	53.1-58.0	58.1-63.0	більше 63.1	середнє
n	10	23	35	35	28	18	4	153
N4	135.4	332.3	509.3	528.3	428.3	274.3	59.9	2267.8
Nт	135.0	325.6	505.1	511.2	417.3	274.7	58.7	2227.4
Kp	1.003	1.021	1.008	1.033	1.027	0.999	1.022	1.016

Застосування емпіричної формули (3) усуває недоліки, які виникають при використанні доповнення №4. Так, по відношенню до доповнення № 4 формула(3) зменшила середній рівень низьких номерів волокна (в 0.928 рази) та підвищила середній рівень високих номерів (в 1.015 - 1.084 рази в залежності від класу) (табл.8). Коефіцієнт кореляції між номерами, підрахованими за формулою (3) та доповненням №4, високий, дорівнює 0.94, а їхні середні значення мають незначну різницю (tp = 1.96 < tт = 2.58).

Перевірка емпіричної формули (3) на 29 партіях лляного волокна, одержаного з різних регіонів України, показала, що вона має однаковий рівень оцінки із доповненням № 4 і дозволяє спростити підрахування номера волокна, тому що застосовується лише одна формула, а не п'ять.



Таблиця 7

Розподіл номерів тіпаного волокна за класами жменьової довжини

Показник	Жменьова дожина, см	Всього і
Клас	75.0-78.0	78.1-82.0	82.1-86.0	86.1-90.0	90.1-94.0	94.1-98.0	більше 98.1	середнє
n	7	18	35	16	30	27	20	153
N4	93.3	246.4	495.6	237.6	454.9	421.0	319.1	2267.8
Nт	90.9	237.6	484.0	239.3	456.0	414.3	305.3	2227.4
Kp	1.026	1.037	1.024	0.993	0.998	1.016	1.045	1.020

Таблиця 8

Розподіл номерів тіпаного волокна льону за класами

Показник	Номер тіпаного волокна за формулою (3)	Всього
Клас	11.5-12.5	12.6-13.5	13.6-14.5	14.6-15.5	15.6-16.5	16.5-17.5	більше 17.6	і середнє
n	10	29	33	37	37	6	1	153
Середній Nт	12.22	13.04	14.06	14.97	15.97	16.80	17.75	14.56
Середній N4	13.17	13.84	14.54	15.15	15.74	15.74	16.38	14.82
Nт Kn= ------ N4	0.928	0.939	0.967	0.988	1.015	1.067	1.084	0.998

На основі застосування емпіричної формули (3) запропоновано інструментальний метод оцінки якості тіпаного волокна й удосконалено методику технологічного аналізу соломи льону. Це дало можливість значно спростити методику, відмовившись від прочісування волокна на ручних гребенях і чотирьохразової оцінки кожної партії волокна, й запропонувати інструментальну оцінку тіпаного льону з визначенням довірчого інтервалу фізико-механічних властивостей та номера волокна.

Для порівняння двох методик (діючої та розробленої) проаналізовано 62 партії лляної соломи. Дослідження фізико-механічних властивостей чесаного та тіпаного волокна показало, що між ними існує суттєвий кореляційний зв'язок за гнучкістю, розривним навантаженням та лінійною щільністю. Середні значення даних властивостей волокна мають значущу різницю, а помилки їх визначення не перевищують 5 (табл.9).

За допомогою регресійного аналізу одержані рівняння, які описують зміну номера тіпаного волокна за удосконаленою методикою:

у = 15.96 - 0.06х (4)

та розрахункової добротності пряжі за діючою методикою:

у = 13.33 - 0.02х, (5)

де х - порядковий номер партії волокна.

Таблиця 9

Фiзико-механiчнi властивостi чесаного та тiпаного волокна льону

Вид волокна	Чесане волокно	Тіпане волокно
Показник	середнє значення	коефіцієнт варіації,	помилка визначення,	середнє значення	коефіцієнт варіації,	помилка визначення,
Гнучкість, мм	44.0	27.0	3.49	50.8	28.6	3.69
Розривне наван-таження, даН	18.9	21.3	3.89	14.2	26.1	4.77
Лінійна щільність, текс	5.53	10.3	4.62	5.96	10.4	4.66

Розрахункові F-критерії для рівнянь (4) та (5), відповідно, дорівнюють 120.3 та 7.08 (Fт = 4.00). Дані рівняння подібні, отже, й закономірності зміни комплексних показників якості чесаного та тіпаного волокна подібні.

Таким чином, при переході від визначення якості чесаного волокна до визначення якості тіпаного волокна зберігається закономірність оцінки, практично не змінюється її точність і спрощується методика технологічного аналізу соломи льону.

У шостому розділі подано уточнення емпіричної формули (1) для визначення розрахункової добротності пряжі чесаного льону. Для цього використано 59 партій льону, результати прядіння яких представлено в літературних джерелах.

У ході уточнення розрахункових коефіцієнтів одержана наступна емпірична формула:

Др = (2.776 - 0.026Р) Г (6)

Добротність пряжі, яка підрахована за формулою (6), має несуттєву різницю в середніх значеннях з фактичною добротністю (tp=0.44<tт=2.00). В той же час розрахункова добротність пряжі, визначена за формулою (1), має з фактичною добротністю значну різницю в середніх значеннях (tp=3.22). Коефіцієнт кореляції між показниками добротності пряжі, підрахованими за формулами (1) та (6), суттєвий і дорівнює 0.77, а їх середні значення мають значущу різницю (tp=3.93).

Таким чином, формула (6) дозволяє точніше визначати розрахункову добротність пряжі у порівнянні з формулою (1), маючи з нею подібну закономірність оцінки.

Нами також запропоновано емпіричну формулу для визначення відносного розривного навантаження пряжі (ВРН) за властивостями тіпаного волокна:

ВРН = (1.5 +0.074Г)(2.826 - 0.01Т)(1.114 - 0.006Р) (7)

Для виведення даної формули використано 62 партії лляного волокна, одержаного при виконанні технологічної оцінки соломи. За контроль взято розрахункову добротність пряжі чесаного льону, підраховану за формулою (6).

Емпірична формула (7) дозволяє одержувати результати на рівні розрахункової добротності пряжі чесаного льону та номера тіпаного волокна і має з ними суттєвий кореляційний зв'язок.



ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

Діючі методики технологічного аналізу соломи льону, незважаючи на деякі позитивні моменти, не відповідають вимогам сучасної науково-дослідної роботи і тому потребують подальшого удосконалення.

В результаті проведених досліджень установлено, що спосіб приготування трести (тепловодне та росяне мочіння) із соломи льону-довгунця істотно не впливає на результати відносної технологічної оцінки її якості. Різниця розрахункових показників якості моченцевого та рошенцевого волокна відбувається в основному на фоні помилок і, як правило, не перевищує 5.

Нерівномірність фізико-механічних властивостей моченцевого і рошенцевого волокна, одержаного при виконанні технологічної оцінки соломи льону, суттєво не впливає не тільки на точність їх визначення, а й на результати технологічної оцінки в цілому.

Для визначення номера тіпаного льону, одержаного при технологічній оцінці соломи, рекомендується застосовувати нову емпіричну формулу, яка не тільки усуває недоліки, притаманні доповненню № 4 до державного стандарту 10330-76 “Льон тіпаний. Технічні умови” і має з ним однаковий рівень та закономірність оцінки, але й спрощує визначення номера волокна.

Розроблено метод інструментальної оцінки якості тіпаного льону, який дозволяє значно спростити методику технологічної оцінки лляної соломи, виключивши дублюючу чотирьох разову оцінку кожної партії волокна і недосконалу операцію прочісування тіпаного льону на ручних гребенях, зробити її більш об'єктивною і привести у відповідність з прийнятою у виробництві системою оцінки якості лляної сировини.

Помилки визначення фізико-механічних властивостей як чесаного, так і тіпаного волокна при технологічній оцінці лляної соломи не перевищують 5, тому заміна інструментальних випробувань чесаного волокна інструментальною оцінкою тіпаного льону суттєво не вплине на її точність і закономірність.

Розроблені і запропоновані алгоритми визначення довірчих інтервалів комплексних показників якості волокна льону та конопель, які дозволяють одержувати повнішу характеристику якості волокна (враховується його нерівномірність) і виконувати з заданою науковою ймовірністю порівняння різних партій волокна за розрахунковими комплексними показниками якості.

Розроблено пакет прикладних програм для обробки результатів технологічного аналізу соломи льону та конопель на комп'ютері, який дозволяє значно спростити і прискорити розрахунки, зробити їх наочними і організувати ведення документації на сучасному рівні.

Розроблена наукова база може бути основою для створення більш досконалих методик технологічної оцінки зразків соломи льону-довгунця та конопель з селекційних та агротехнічних дослідів.

Розроблено ефективнішу і об'єктивнішу методику технологічної оцінки зразків соломи льону.

Удосконалено методику технологічної оцінки зразків соломи конопель, одержаних при виконанні селекційних, агротехнічних та інших науково-дослідних робіт.



Головні положення дисертації викладені в роботах

Мохер Ю.В., Гілязетдінов Р.Н.,Тімонін М.А. Дослідження властивостей моченцевого та рошенцевого льоноволокна. - //Вісник аграрної науки. - 1997. - № 5. - С.33 - 34.

Гилязетдинов Р.Н., Мохер Ю.В. Определение доверительного интервала расчетной добротности пряжи из волокна льна. //Технология текстильной промышленности. Известия высших учебных заведений.-1997.- №2.- С.20-23.

Мохер Ю.В., Тімонін М.О., Гілязетдінов Р.Н. Дослідження властивостей чесаного та тіпаного волокна, отриманих при технологічній оцінці соломи льону //Селекція, технологія виробництва та переробка льону і конопель. - Інститут луб'яних культур УААН - Глухів, 1997 - С.150-153.

Мохер Ю.В., Гілязетдінов Р.Н., Логінов М.І. Вплив способів приготування трести на результати технологічної оцінки соломи льону-довгунця . Інститут луб'яних культур УААН - Глухів, 1997 - 8 с. Деп. в УкрІНТЕІ 25.03.97, № 265 - Уі 97.

Мохер Ю.В., Тімонін М.А., Гілязетдінов Р.Н. Розробка методу інструментальної оцінки якості волокна, одержаного при технологічній оцінці соломи льону-довгунця. Інститут луб'яних культур УААН - Глухів, 1997 - 14 с. Деп. в УкрІНТЕІ, 28.05.97, №403 -Уі97.

Мохер Ю.В., Гілязетдінов Р.Н. Удосконалення методик технологічної оцінки соломи льону та конопель. - Матеріали міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених та спеціалістів “Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах реформування АПК”, частина 1. - Чабани, 1996. - С.129.

технологічний солома льон волокно



АНОТАЦІЯ

Мохер Ю.В. Дослідження та вдосконалення прийомів технологічного аналізу соломи льону та конопель. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.18.03 - Первинна переробка та зберігання продуктів рослинництва. - Херсонський державний технічний університет, Херсон, 1999.

Дисертацію присвячено удосконаленню методик технологічного аналізу соломи льону та конопель. В дисертації наведені теоретичні та експериментальні дослідження впливу способу приготування трести (тепловодне та росяне мочіння) на результати технологічного аналізу соломи льону-довгунця. Розроблено алгоритми обчислення довірчих інтервалів комплексних показників якості волокна льону та конопель. Виведено нові емпіричні формули для визначення розрахункового відносного розривного навантаження та номера тіпаного волокна, одержаного при виконанні технологічної оцінки соломи льону. Створено наукову базу для вдосконалення та розробки методик технологічного аналізу соломи. На основі проведених досліджень розроблені й впроваджені удосконалені методики технологічного аналізу соломи льону та конопель.

Ключові слова: льон, спосіб приготування трести, волокно, довірчий інтервал, помилка визначення, фізико-механічні властивості, номер тіпаного льону, технологічна оцінка.



АННОТАЦИЯ

Мохер Ю.В. Исследование и совершенствование приёмов технологического анализа соломы льна и конопли. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03 - Первичная переработка и хранение продуктов растениеводства. - Херсонский государственный технический университет, Херсон, 1999.

Диссертация посвящена усовершенствованию методик технологического анализа соломы льна и конопли. Выполнение работы обусловлено тем, что некоторые этапы действующих методик не в полной мере отвечают современным требованиям научно-исследовательской работы. В них большое значение отведено субъективной органолептической оценке. Они громоздки, каждый образец оценивается четыре раза, три из них органолептически, при этом не дается количественная характеристика физико-механических свойств волокна и не производится статистическая обработка результатов анализа.

В диссертации приведены двухлетние данные изучения на 14 селекционных сортах льна-долгунца влияния способа приготовления тресты (тепловодная и росяная мочки) на результаты технологического анализа.

Сравнение физико-механических свойств моченцового и стланцевого волокна показывает, что они имеют незначимое различие по гибкости и значимое по разрывному усилию и линейной плотности. Ошибки определения рассмотренных свойств волокна в обеих случаях не превышают 5%, что говорит об удовлетворительной точности опыта.

Между показателями расчетной добротности пряжи из моченцового и стланцевого волокна наблюдается существенная корреляционная связь (r = 0,84), а средние значения и дисперсии имеют незначимое различие (tp = 0,25 < tт = 2,16; Fp = 2,32 < Fт = 2,25). Выход проценто-номеров волокна из моченцовой и стланцевой тресты также имеет существенную корреляционную связь и незначимое различие в средних значениях и дисперсиях.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что способ приготовления тресты (тепловодная, росяная мочка) при технологическом анализе не оказывает существенного влияния на результаты относительной оценки сортов льна.

В одном из разделов диссертации, на основании способа границ, предлагаются алгоритмы вычисления доверительных интервалов расчетной добротности пряжи и номера волокна льна и конопли, исходя из погрешности определения отдельных физико-механических свойств (гибкости, разрывного усилия, линейной плотности).

Применение предложенных алгоритмов, не изменяя уровень и закономерность оценки, позволяет получать более полную характеристику качества волокна, учитывается влияние неравномерности свойств волокна на конечный результат, это, в свою очередь, позволяет производить аргументированное сравнение различных партий волокна по комплексным показателям качества.

В работе предложена новая эмпирическая формула для вычисления номера трепаного волокна, полученного при выполнении технологического анализа соломы льна. Вывод формулы производился на 153 партиях льноволокна по методике, предложенной М.А.Тимониным. В качестве контроля взято изменение №4 к ГОСТ 10330-76 “Лен трепаный. Технические условия”. Проверка эмпирической формулы на 29 партиях волокна, полученных из различных регионов Украины, показала, что она имеет одинаковый уровень оценки с изменением №4, но при этом упрощается вычисление номера, так как применяется одна формула вместо пяти.

На основании применения эмпирической формулы предложен инструментальный метод оценки качества трепаного льна и усовершенствовано методику технологического анализа соломы. Это позволило значительно упростить методику, исключив операцию прочесывания волокна на ручных гребнях и четырехкратную оценку каждого образца.

Сравнение двух методик действующей и усовершенствованной, которое производилось на 62 образцах, показывает, что обе методики имеют одинаковую точность и тенденцию оценки селекционного материала.

На основании проведенных исследований разработаны и внедрены усовершенствованные методики технологического анализа образцов соломы льна и конопли.

Ключевые слова: лен, способ приготовления тресты, волокно, доверительный интервал, ошибка определения, физико-механические свойства, номер трепаного льна, технологическая оценка.



SUMMARY

Moher Y.V. Research and perfection of the methods of technological analysis of flax and hemp straw. - Manuscript.

The thesis for application of science degree of technical science candidate on speciality 05.18.03 - Primary processing and storage of products plant-growing. - Khersonsky State Technical University, Kherson, 1999.

The dissertation is devoted to improvement of the methods of technological analysis of flax and hemp straw. The results of theoretical and experimental studies of influence of the methods of preparation flax stock (warm water retting, dew-retting) on the results of technological estimation of flax straw are indicated. The algorithms of calculation of calculation of a error of complex index of the flax and hemp fibre quality are devised. The new empyrean formulas for determining of settlement relative breaking effort and number of scutching flax have been created . On the base of conducted investigations the new improved methods for technological analysis of the samples of flax and hemp straw have been worked out and implemented.

Key words: flax, method of preparation of deseeded straw, fibre, confidence interval, error of determination, physical and mechanical properties, number of scutching flax, technological analysis.

Размещено на Allbest.ru