Згідно з теорією механічної переробки луб'яних культур, довжина волокон, які знаходяться в луб'яній частині стебел, зумовлює вибір способу механічного відділення деревної частини від волокнистої. Процес обробки стебел трести льону-довгунця складається з двох етапів. На першому етапі обробка здійснюється на м'яльно-тіпальних агрегатах різних марок. На шароформувальній машині із стебел формується шар сировини, який направляється для проминання на м'яльну машину, а виділене волокно потім очищується від костриці на тіпальних секціях м'яльно-тіпального агрегату. Після м'яльної та тіпальної машин одержані відходи тіпання направляються на другий етап обробки, який здійснюється на куделеприготувальному агрегаті. Режими й параметри настроювання м'яльних, тіпальних і куделеприготувальних машин залежать від фізико-механічних властивостей стебел трести, основними з яких є довжина волокон, а також їх розподіл за групами довжини. Тому для розроблення технології поглибленої механічної обробки трести льону олійного необхідно визначити розподіл за довжиною волокон, виділених із стебел льону олійного різних сортів, вирощених за оптимальними умовами.

Розподіл волокон за довжиною досліджувався згідно з методиками, описаними в розділі 2.

Після обробки стебел льону олійного на лабораторній м'ялці МЛ-3 і повного очищення проби від костриці визначалася маса волокна, яке потім розсортовувалося за довжиною.

На основі експериментальних даних було побудовано діаграми розподілу волокон за довжиною.

Діаграми розподілу волокон за довжиною побудовано за результатами досліджень як середнє арифметичне даних п'яти дослідів. Ці діаграми математично оброблено за допомогою програми Excel.

Як приклад, на рис.11 і в табл.8 наведено розподіл за довжиною волокон, виділених із стебел трести льону олійного сорту Віра. Діаграми розподілу волокон за довжиною для всіх сортів подано в підрозділі 5.2 дисертаційної роботи.

у = 30,13 - 0,55x + 0,005x² - 0,60х³

Рис. 11. Діаграма розподілу волокон, виділених із стебел трести льону олійного сорту Віра, за довжиною.

Таблиця 8

Розподіл волокон, виділених із стебел трести льону олійного сорту Віра, за довжиною

Найменування показника	Довжина волокон у групі, мм
	0-100	100-200	200-300	300-400
Середня довжина волокон у групі, мм	50	150	250	350
Масова частка волокон у групі n, %	13	21	42	24
Середня масодовжина Lсер, мм	227
Уn, %	100
Середнє квадратичне відхилення S, мм	95,77
Коефіцієнт варіації C,%	42, 19

Аналізуючи дані діаграм розподілу за довжиною волокон льону олійного сортів Айсберг, Віра, ВНІІМК, Дебют, Золотистий, Ківіка, Орфей, Південна ніч, Ручеек, можна зробити висновок, що середня масодовжина лляних волокон знаходиться в межах від 150 до 275 мм. Ці значення набагато менші, ніж середні статистичні дані для волокон, що містяться в стеблах трести льону-довгунця, в яких середня масодовжина волокон дорівнює 700-900 мм для довгого волокна та 300-400 мм для котоніну.

Коефіцієнт варіації волокон льону олійного за довжиною достатньо високий і становить 40,94-58,34 %, що свідчить про неоднорідність волокон, які знаходяться в стеблах трести, і велику складність їх механічної обробки.

Узагальнені результати досліджень розподілу волокон, виділених із стебел трести льону олійного різних сортів, за довжиною подано в табл.9.

Таблиця 9

Розподіл волокон, виділених із стебел трести льону олійного різних сортів, за довжиною

Сорти льону олійного	Середня масодовжина Lсер, мм	Коефіцієнт варіації за довжиною С, %	Масова частка волокон Уn, %
			група волокон, мм 0-300	група волокон, мм 300-500
Айсберг	197	43,93	93	7
Віра	227	42, 19	76	24
ВНІІМК	150	53,33	100	0
Дебют	199	49,99	82	18
Золотистий	238	42,96	66	34
Ківіка	218	58,34	60	40
Орфей	250	52,46	58	42
Південна ніч	237	44,51	68	32
Ручеек	275	40,94	36	64

Таким чином, аналіз результатів досліджень розподілу за довжиною волокон, виділених із трести льону олійного різних сортів, свідчить, що довжина волокон у стеблах льону цієї групи набагато менша, ніж у відходах тіпання льону-довгунця. У середньому різниця в довжині становить 500-600 мм порівняно з довгим волокном, виділеним із стебел льону-довгунця, і 100-200 мм порівняно з коротким волокном, одержаним із льону-довгунця.

Узагальнюючи вищевикладене, можна зробити висновок, що льон олійний відрізняється від льону-довгунця як за технологічними характеристиками стебел, так і за розподілом волокон за довжиною. Тому проводити механічну обробку стебел льону олійного за схемами обробки льону-довгунця недоцільно.

Поряд з тим, завдяки проведеним дослідженням було виявлено, що за своїми фізико-механічними властивостями треста льону олійного подібна до низькосортної некондиційної трести льону-довгунця, яку разом з відходами тіпання та плутаниною використовують для одержання короткого волокна.

Таким чином, розробка технології механічної обробки трести льону олійного, на нашу думку, повинна базуватися на сучасних технологіях одержання короткого волокна з низькосортної некондиційної трести льону-довгунця. Теоретичні основи такої механічної обробки викладено в класичній праці О.М. Іпатова "Теоретичні основи механічної обробки стебел луб'яних культур" (Росія).

У підрозділі 5.3 викладено теоретичні основи розробки технології механічної обробки трести льону олійного з урахуванням технологічних характеристик його стебел.

Треста льону олійного, на відміну від шару трести льону-довгунця, придатної для одержання довгого волокна, являє собою сплутану неорієнтовану масу волокон з кострицею, в якій міститься багато цілих стебел завдовжки 30-50 см. Ці стебла не можуть потрапляти в затискачі конвеєрів тіпальної машини в першій і другій секціях м'яльно-тіпальних агрегатів МТА. Наявність у тресті льону олійного коротких стебел і волокон різної довжини зумовлює відповідність технології її механічної обробки традиційній технології обробки некондиційної низькосортної трести льону-довгунця на куделеприготувальних агрегатах відомих марок: КПАЛ, КП-2, АКЛВ-1, АКЛВ-1-01, МКП-1, МКП-1Л та їх зарубіжних аналогів фірм "Charle", "Laroche", "Temafa" тощо.

Як відомо, збирання льону олійного здійснюється за допомогою зернозбирального комбайна. Згідно з даною технологією стебла цієї групи льону скошуються на висоті 5-10 см від землі. Таким чином, у ґрунті залишається груба прикоренева частина стебел, а на переробку надходить серединна частина та верхівка, в якій знаходяться розгалужені стебла з малим діаметром. З цим пов'язана складність відділення костриці від волокна, яка посилюється тим, що у стебел малого діаметра більш тонка та гнучка деревина і, відповідно, менша відмінність її за жорсткістю від волокна. Щоб порушити зв'язок такої деревини з волокном і видалити її, необхідно спочатку штучним шляхом збільшити різницю у властивостях, а потім застосувати інтенсивні механічні дії.

Збільшення різниці між жорсткістю волокна та деревини досягається за рахунок попереднього сушіння трести льону олійного, під час якого її вологість зменшується з 12-13 % до 6-8 %. При зміні вологості в даному діапазоні гнучкість і міцність волокна зменшуються незначно, а жорсткість костриці різко зростає, що підвищує ефективність м'яття та тіпання.

Таким чином, першою технологічною операцією під час переробки трести льону олійного є сушіння. Потім повинні здійснюватися операції м'яття та тіпання за традиційною технологією переробки низькосортної некондиційної трести льону-довгунця.

У роботі теоретично обґрунтовано окремі технологічні процеси м'яття, тіпання та трясіння, а також виявлено основні технологічні фактори, які впливають на якість механічної обробки стебел трести льону олійного.

Процес м'яття трести льону олійного призначений для порушення зв'язку між волокном і деревиною в тих стеблах, в яких він ще не зруйнований під час розстилу. Як правило, це стебла з низькою відокремлюваністю, тому для їх проминання використовують м'яльну машину з 19 парами вальців з малим кроком рифлів. Для забезпечення успішного проходження процесу м'яття стебла повинні бути розташовані під прямим кутом до вальців. У зв'язку з цим перед подачею в м'яльну машину шар трести потоншують у спеціальному витяжному пристрої. Під час потоншення відбувається відносна паралелізація волокон і значна їх частина розташовується відносно вальців під кутом, близьким до 90⁰.

Процес тіпання є найбільш інтенсивним видом механічної дії, спрямованої на відділення волокна від деревини та видалення останньої. У той же час тіпання є й найбільш небезпечним процесом для цілісності волокна. Його застосування в куделеприготувальних агрегатах обумовлено тим, що за допомогою тільки м'яття та трясіння неможливо досягти порушення зв'язків у важкооброблюваній сировині, якою є треста льону олійного, тому тіпання є основною операцією очищення волокна від деревини. На відміну від тіпання довгого волокна планки тіпальних барабанів діють на матеріал на невеликих за довжиною ділянках. При цьому взаємне розташування планок верхнього та нижнього барабанів у зоні тіпання може змінюватися. Особливо це характерно, як зазначалося раніше в роботах О.М. Іпатова, для барабанів різного діаметра.

Розглянемо поперечний переріз пари взаємодіючих тіпальних барабанів різного діаметра, які мають однакову кількість бил і обертаються з однаковою частотою (рис.12).

Рис.12. Схема взаємодії тіпальних барабанів різного діаметра.

Площа, обмежена ділянками траєкторій бильних планок обох барабанів, називається полем тіпання. Поле тіпання характеризується шириною В, висотою Н і кутом г. Як видно з рис.12, ширина та висота відносяться до будь-якого з барабанів пари. Кут поля тіпання залежить від того, відносно якого з барабанів він визначається.

Ширина поля тіпання дорівнює відрізку радіальної осі двох кіл, які перетинаються, і визначається залежністю:

(8)

Відстані від центрів барабанів до радіальної осі можна визначити за формулами:

, (9)

деА - міжцентрова відстань;

R₁, R_{2 -} радіуси барабанів;

А₁, А₂ - відстані до радіальної осі від центрів барабанів.

Кут поля тіпання відповідно визначається залежністю:

(10)

Кількість бильних планок, які знаходяться в полі тіпання, різна для верхнього та нижнього барабанів і залежить від кута поля.

Зміна відстані між бильними планками в полі тіпання спричиняє також зміну кутів обхвату кромки била матеріалом. Для трьох взаємодіючих кромок кут обхвату на середній із них визначається залежністю:

(11)

деа - відстань між планками верхнього та нижнього барабанів; t - крок планок.

При a > t arctgH/ (t-a) > 90 ^о і кут обхвату має мінімальне значення.

У результаті аналізу основних факторів, які впливають на ефективність процесу тіпання трести льону олійного, було визначено параметри технологічного процесу, такі як швидкість тіпальних барабанів, висота поля тіпання, товщина шару і швидкість живлення. Виходячи з вищенаведених залежностей 8 та 10, можна зробити висновок, що збільшення діаметра тіпальних барабанів і кількості бильних планок сприяє підвищенню ефективності процесу тіпання. Тому для покращення якості тіпання в дисертаційній роботі рекомендовано замінити типові тіпальні барабани в агрегаті КПАЛ на тіпальні модулі машини "Charle" з 12 бильними планками. Принцип дії модернізованого агрегату КПАЛ охарактеризовано в підрозділі 5.4.

Під час обробки трести льону олійного рекомендується використовувати трясильні машини (рис.13) з нижнім (а) і верхнім (б) гребінними полями. В обох випадках основними робочими органами є голчасті валики, які виконують коливальні рухи. У машинах з нижнім гребінним полем голки направлені вверх, а з верхнім гребінним полем - униз. У нашому випадку після першого тіпального модуля машини "Charle" запропоновано встановити трясильну машину з верхнім гребінним полем, а після другого тіпального модуля машини "Charle" - трясильну машину з нижнім гребінним полем.



а б

Рис.13. Схеми трясильних машин з нижнім (а) і верхнім (б) гребінними полями.

Для обох схем трясіння основними факторами, що впливають на ефективність процесу, є: кут розмаху голок ; кут випередження б, який знаходиться між бісектрисою кута розмаху та вертикаллю; виліт голок над колосниковою решіткою в крайньому передньому положенні для машин з нижнім гребінним полем h; зазор а між голками конвеєра та голками гребінних валиків для машин з верхнім гребінним полем.

Під час коливального руху швидкість і прискорення голок, а відповідно, і шару, що взаємодіє з ними, змінюють напрям і змінюються за розміром від нуля до максимуму. Наявність прискорення зумовлює виникнення сил інерції, які діють на матеріал у процесі трясіння.

Шар сирцю льону олійного є неоднорідним і складається з окремих пасом і жмутів волокон. Зчеплення між пасмами завжди менше, ніж між волокнами всередині шару. Тому під час трясіння окремі жмути шару під дією сил інерції та сил тиску голок постійно зміщуються один відносно одного. Таке відносне зміщення спричиняє розпушування шару та сприяє видаленню з нього вільної костриці. Умови відносного зміщення окремих жмутів волокна та структура шару взаємопов'язані, тому оптимальні крок гребінних валиків і частота їх коливання залежать від властивостей сировини.

Аналіз процесу трясіння при збільшенні кількості коливань голчастих валиків свідчить, що при частоті коливань від 180 до 340 хв^-1 закостриченість трести льону олійного знижується. Однак при частоті коливань, яка перевищує 230-240 хв^-1, структура шару порушується, внаслідок чого утворюється велика кількість розривів, відбувається сповстянювання сировини та утворення волокнистих жмутів. Шар розділяється на окремі великі порції волокна, які погано протрушуються й містять всередині багато костриці. Усе це призводить до збільшення нерівності шару. Таким чином, частоту коливань голчастих валиків більше 240 хв^-1 застосовувати не рекомендується.

Дослідження впливу кута розмаху голок на ефективність видалення костриці та нерівність шару показали, що при збільшенні кута розмаху закостриченість волокна льону олійного знижується. Проте, як і при збільшенні кількості коливань, при куті розмаху 55⁰ порушується рівномірність шару, виникають розриви й відбувається часткове сповстянювання волокна. Через це кут розмаху понад 55⁰ у трясильних машинах з верхнім і нижнім гребінними полями не застосовується.

Таким чином, існує оптимальна величина сил інерції, що залежить від поєднання частоти коливань і кута розмаху голок, при якій порушення структури шару не відбувається, і під час трясіння він стає більш рівномірним. У випадку перевищення силами інерції цього значення за рахунок кута розмаху або частоти коливань відбувається руйнування структури шару та зростання його нерівності.

Незважаючи на можливість регулювання технологічного процесу куделеприготування, одержане за даною технологією волокно містить велику кількість костриці - 28-31 %, тому воно непридатне до використання в текстильній, фармацевтичній, целюлозно-паперовій галузях промисловості та для виробництва композиційних матеріалів. Адже для застосування в целюлозно-паперовій промисловості потрібно, щоб волокно мало закостриченість 0,2 %, у текстильній - до 1,5 %, у фармацевтичній - 0,5 %, а у виробництві композиційних матеріалів - 0 %. Поряд з цим, як показали попередні дослідження, волокно льону олійного містить до 70 % целюлози, за довжиною волокна та формою пучків на зрізах воно наближене до бавовни, отже в разі застосування певної технології переробки його можна використовувати замість бавовняного волокна, у сумішах з ним і для одержання целюлози.

У підрозділі 5.4 здійснено наукове обґрунтування вибору технології та обладнання для поглибленої механічної обробки трести льону олійного.

Під час збирання льону олійного застосовуються високопродуктивні сільськогосподарські машини загального призначення: зернозбиральні комбайни та рулонні преси. При такому збиранні стебла льону олійного скошуються на висоті 5-10 см від поверхні ґрунту. У зв'язку з цим у полі залишається частина стебел, які містять низькоякісне волокно в невеликій кількості, а стебла, зібрані в рулон, характеризуються високим вмістом волокна. Стебла льону олійного в рулоні неорієнтовані, сплутані, мають різну товщину. За всіма фізико-механічними параметрами вони відповідають некондиційній низькосортній тресті льону-довгунця.

У даній роботі запропоновано технологію та обладнання для поглибленої механічної обробки трести льону олійного на основі існуючого обладнання. Ця технологія переробки стебел льону олійного складається з технологічних стадій їх обробки в м'яльній машині куделеприготувального агрегату й тіпання пром'ятого шару матеріалу в тіпальній машині з подальшим очищенням волокна на машинах грубого та тонкого чесання.

Виробничі випробування запропонованої технології здійснювалися в умовах Старосамбірського льонокомбінату.

За даною технологією стебла трести льону олійного після рулонорозмотувача подаються на транспортер сушарки СКП-10КУ1, потім надходять на переробку в м'яльну машину куделеприготувального агрегату, а далі - на тіпальний модуль машини "Charle". Доочищення волокна здійснюється на трясильних машинах з верхнім і нижнім гребінними полями. Після переробки на куделеприготувальному агрегаті волокно подається на чесальну машину Ч-600-Л, укорочується та додатково очищується на машинах тонкого чесання ЧМД-4. Запропоновану технологічну лінію переробки трести льону олійного подано на рис.14.

Рис.14. Технологічна лінія для отримання очищеного волокна із трести льону олійного.

Як зазначалося в підрозділі 5.3, на експериментальній технологічній лінії в агрегаті КПАЛ було замінено тіпальну частину на два тіпальні модулі машини "Charle".

Це було здійснено з метою запобігання намотуванню волокна на тіпальний барабан і збільшення інтенсивності очищення волокна від костриці. Загальний вигляд модернізованого куделеприготувального агрегату подано на рис.15.



Рис.15. Технологічна схема модернізованого куделеприготувального агрегату для переробки трести льону олійного: 1 - рулонорозмотувач; 2 - сушильна машина; 3 - кілковий живильник; 4 - м'яльна машина; 5 - тіпальний модуль машини "Charle"; 6 - трясильна машина з верхнім гребінним полем; 7 - тіпальний модуль машини "Charle"; 8 - трясильна машина з нижнім гребінним полем.

За допомогою транспортера волокно з м'яльної машини подається до пари живильних вальців, а далі - до тіпального барабана з 12 бильними планками, діаметр якого становить 120 см.

Залежно від якості волокна за допомогою важеля регулюються зазори між живильним вальцем і бильними планками тіпального барабана.

Технологічні параметри та режими обробки низькосортної трести на КПАЛ було оптимізовано в попередніх роботах З.Л. Литвина, М.І. Валька, Р.Н. Гілязетдінова, С.М. Коб'якова, присвячених розробці технології одержання однотипного лляного волокна з неорієнтованих стебел трести. Тому під час досліджень у виробничих умовах не визначались оптимальні параметри обробки стебел льону олійного в процесі м'яття та тіпання на модернізованому агрегаті КПАЛ.

Основною технологічною операцією для повного очищення волокна льону олійного від домішок, яка забезпечує розширення сфери його застосування в різних галузях промислового виробництва, є процес тонкого чесання волокна на машинах ЧМД-4, тому в роботі було здійснено оптимізацію цього процесу.

Оптимізація процесу чесання здійснювалася за допомогою ротатабельного планування другого порядку. Досліджено залежності масодовжини волокна, вмісту костриці, лінійної щільності волокна льону олійного від частоти обертання головного барабана та величини розведення між головним барабаном і сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4.

За фактори варіювання при кожному прочісуванні було обрано частоту обертання головного барабана x_{1 (}x₃) та величину розведення x_{2 (}x₄) між головним барабаном і сміттєвідбійним ножем машини ЧМД-4. Вихідними параметрами при першому та другому прочісуваннях відповідно були - масодовжина волокна, - вміст костриці, - лінійна щільність волокна льону олійного.

Згідно з експериментальними даними одержано математичні моделі (12-17) і встановлено оптимальні параметри процесу чесання на машинах ЧМД-4, які наведено в табл.10.

Таблиця 10

Технологічні характеристики волокна льону олійного, отриманого за різними режимами обробки на ЧМД-4

Режими обробки на ЧМД-4	Технологічні характеристики волокна льону олійного
частота обертання головного барабана, хв-1	розведення, мм	середня масодовжина, мм	вміст костриці, %	лінійна щільність, текс
x1	x2	y1	y2	y3
Перше прочісування
770	3,5	25,5	1,00	1,23
650	3,0	26,7	1,25	1,50
Друге прочісування
x3	x4	y4	y5	y6
605	2,5	18,1	1,00	0,51
515	1,5	19,5	0,05	0,49

, (12)

, (13)

, (14)

, (15)

, (16)

. (17)

У результаті обробки трести льону олійного за всіма технологічними переходами було одержано волокно, характеристику якого наведено на рис.16.

у = - 0,611 + 0,35x + 1,12x² - 0,25x³ + 0,02x⁴

Рис. 16. Діаграма розподілу волокон за довжиною у групах з урахуванням їх масової частки.

Під час досліджень технологічних характеристик отриманого волокна було встановлено, що масова частка волокон завдовжки 30-50 мм, придатних для переробки в умовах текстильного виробництва з бавовною, дорівнює 35,80 %, а коротких волокон завдовжки від 5 до 25 мм - 24,49 %.

Масова частка волокон, придатних для переробки з вовною, становить 39,71 %, а їх довжина знаходиться в межах від 55 до 80 мм.

На рис. 17 подано відсоткове співвідношення розподілу за довжиною волокон льону олійного, одержаних після повного циклу обробки трести за схемою, зображеною на рис. 14.

Рис. 17. Відсоткове співвідношення розподілу волокон за довжиною після обробки трести льону олійного сорту Віра за схемою, зображеною на рис. 14.

Таким чином, за розробленою технологією поглибленої механічної обробки трести льону олійного, яка створена в результаті модернізації куделеприготувальних агрегатів і застосування чесальних машин (рис. 14), отримують високоякісне лляне волокно з широким діапазоном фізико-механічних параметрів.

У підрозділі 5.5 теоретично обґрунтовано та запропоновано різні технологічні схеми механічної обробки трести льону олійного, які дозволяють отримати волокно з високими технологічними характеристиками, придатне для виробництва технічних, текстильних, санітарно-гігієнічних виробів і целюлозовмісних матеріалів.

Параметри волокна, одержуваного за розробленою технологією (рис. 14), повинні відповідати вимогам державних стандартів залежно від функціонального призначення виробів і матеріалів, для виготовлення яких воно буде застосовуватися. У зв'язку з цим для розширення сфери подальшого використання волокна льону олійного в роботі було розроблено та апробовано в умовах ВАТ "Льонокомбінат Старосамбірський" технологічні схеми одержання волокна з трести льону олійного сорту Південна ніч, яке може застосовуватися для виробництва нетканих та текстильних матеріалів, санітарно-гігієнічних, целюлозовмісних і кручених виробів (рис. 18-21).

Після застосування кожної з технологічних схем відбиралися проби волокна й визначалися його фізико-механічні параметри: вміст костриці, лінійна щільність, середня масодовжина (табл. 11-13). За цими параметрами визначалася придатність волокна для використання в тій чи іншій сфері виробництва, тобто його функціональне призначення. Для цього фізико-механічні параметри отриманого волокна порівнювалися з вимогами державних стандартів до якості льоновмісних технічних, санітарно-гігієнічних, целюлозно-паперових виробів та текстильних матеріалів.

Рис. 18. Технологічна схема одержання волокна для виробництва кручених виробів.

За технологічною схемою, наведеною на рис.18, волокно оброблялося на модернізованому агрегаті КПАЛ і машині ТГ-135Л з нижнім гребінним полем. У результаті виробничих випробувань було одержано волокно, придатне для виготовлення кручених виробів, з вмістом костриці 23,0-25,5 %, лінійною щільністю 3,5-4,0 текс і середньою масодовжиною 34,5-40,1 мм (табл.11).

Для одержання нетканих матеріалів запропоновано технологічну схему з використанням процесу грубого чесання на машині Ч-600-Л, яку наведено на рис. 19.

Рис. 19. Технологічна схема одержання волокна для виробництва нетканих матеріалів.

Після застосування грубого чесання на машинах типу Ч-600-Л отримують волокно з такими параметрами: вміст костриці - 7,5-8,0%, лінійна щільність - 3,0-4,0 текс, середня масодовжина - 25,4-28,5 мм. Наведені параметри відповідають державним стандартам на неткані матеріали (табл.11).

Таким чином, схему, подану на рис. 19, рекомендовано застосовувати для виробництва волокон, придатних для одержання нетканих матеріалів.

Основною технологічною операцією для повного очищення волокна є процес тонкого чесання, який сприяє розширенню сфери застосування волокон льону олійного. Для виробництва текстильних матеріалів та одержання волокон з відповідними параметрами, які регламентовано державними стандартами на текстильні матеріали, запропоновано застосовувати чесальні машини Ч-600-Л і ЧМД-4. Тому для отримання волокон, придатних до використання в прядильному виробництві для одержання текстильних матеріалів, розроблено технологічну схему із застосуванням машин тонкого чесання ЧМД-4, яку подано на рис. 20.

Таблиця 11

Зведені критеріальні показники придатності волокна льону олійного для виготовлення технічних виробів

Показники якості	Кручені вироби	Неткані матеріали
	Після обробки на КПАЛ	за нормативними документами ГОСТ 17308-88 "Шпагаты. Технические условия”, ГОСТ 1868-88 "Веревки технические и хозяйственные. Технические условия”	після обробки на КПАЛ і Ч-600-Л	за нормативними документами ГОСТ 26604-85 "Полотна нетканые (подоснова) антисептированные из волокон всех видов для теплозвуко-изоляционного линолеума. Технические условия”, ГОСТ 28867-90 "Покрытия и изделия ковровые нетканые машинного способа производства. Общие технические условия”, ГОСТ 28748-90 "Полотна нетканые махровые. Общие технические условия”
Вміст костриці та смітних домішок, %	23,0-25,5	24,0-26,0	7,5-8,0	24,0-26,0
Лінійна щільність, текс	3,5-4,0	4,2-6,9	3,0-4,0	3,9-4,2
Середня масодовжина, мм	34,5-40,1	50,0-60,0	25,4-28,5	50,0-60,0

Рис. 20. Технологічна схема одержання волокна для виробництва текстильних матеріалів.

Таблиця 12

Зведені критеріальні показники придатності волокна льону олійного для виробництва текстильних матеріалів

Показники якості	За технологіями
	льонопрядіння	бавовнопрядіння	вовнопрядіння
	після обробки на КПАЛ, Ч-600-Л, ЧМД-4	за нормативними документами ГОСТ 10078-85 "Пряжа чистольняная, льняная и льняная с химическими волокнами. Общие технические условия”	після обробки на КПАЛ, Ч-600-Л, ЧМД-4	за нормативними документами ГОСТ Р 51703-2001 "Пряжа смешанная из смеси хлопкового, льняного и химических волокон. Технические условия”, ГОСТ 9092-81 "Пряжа хлопчато-бумажная для трикотажного производства. Технические условия”, ГОСТ 6904-83 "Пряжа хлопчато-бумажная суровая крученая для ткацкого производства. Технические условия”, ГОСТ 16537-83 "Пряжа хлопчато-бумажная аппаратного прядения. Технические условия”, ГОСТ 14362-69 "Пряжа хлопчато-бумажная суровая одиночная кардная ровничная. Технические условия”	після обробки на КПАЛ, Ч-600-Л, ЧМД-4	за нормативними документами ГОСТ 10290-72 "Пряжа гребенная шерстяная и полушерстяная (смешанная) для ткацкого производства. Технические условия”, ГОСТ 17511-83 "Пряжа гребенная чистошерстяная и полушерстяная для трикотажного производства. Технические условия”, ГОСТ 18621-73 "Пряжа аппаратная чисто-шерстяная и полушерстяная для трикотажного производства. Технические условия”
Вміст костриці та смітних домішок, %	1,00-1,25	3,0-5,0	1,00-1,25	1,0-3,0	1,00-1,25	1,0-2,5
Лінійна щільність, текс	1,23-1,40	4,2-6,0	1,2-1,4	0,9-1,0	1,23-1,40	2,1-2,6
Середня масодовжина, мм	25,5-30,0	51,0-90,0	25,5-30,0	25,0-36,0	25,5-30,0	50,0-80,0

За технологічною схемою (рис. 20) отримують волокно, показники якості якого відповідають наведеним у державних стандартах параметрам текстильних волокон, придатних для льоно-, бавовно - та вовнопрядіння: вміст костриці - 1,00-1,25 %, лінійна щільність - 1,29-1,40 текс, середня масодовжина - 25,2-30,0 мм (табл.12). Це свідчить про можливість застосування волокна льону олійного в текстильному виробництві.

Для одержання санітарно-гігієнічних виробів та целюлозовмісних матеріалів з волокон льону олійного запропоновано технологічну схему, яку наведено на рис.21.

Рис. 21. Технологічна схема одержання волокна для виробництва санітарно-гігієнічних виробів.

За технологічною схемою, поданою на рис. 21, передбачається після горизонтального очисника ГР-6 встановити різальну машину та застосувати подвійне тонке чесання волокна на машинах ЧМД-4, оскільки для виготовлення санітарно-гігієнічних виробів і целюлозовмісних матеріалів необхідне повністю знекостричене лляне волокно завдовжки 5-10 мм.

У результаті апробації запропонованої технології обробки було отримано волокно, якісні показники якого наведено в табл.13.

Після застосування дворазового прочісування та подрібнення одержують волокно з вмістом костриці 0,05-1,0 %, лінійною щільністю 0,49-0,51 текс і середньою масодовжиною 18,1-19,5 мм. Отримані параметри відповідають наведеним у державних стандартах показникам якості та свідчать про придатність волокна льону олійного для виготовлення санітарно-гігієнічних виробів і целюлозовмісних матеріалів.

Таблиця 13

Зведені критеріальні показники придатності волокна льону олійного для виготовлення санітарно-гігієнічних виробів та целюлозовмісних матеріалів

Показники якості	Санітарно-гігієнічні вироби	Целюлозовмісні матеріали
	після всього циклу обробки та другого прочісування	за нормативними документами ГОСТ 5556-81 "Вата медицинская гигроскопи-ческая. Технические условия”	після всього циклу обробки та другого прочісування	за нормативними документами ГОСТ 15815-83 "Щепа технологическая. Технические условия”, ГОСТ 9571-89 "Целлюлоза сульфатная беленая из хвойной древесины”, ГОСТ 6501-82 "Целлюлоза сульфитная небеленая из хвойной древесины”, ГОСТ 3914-89 "Целлюлоза сульфитная беленая из хвойной древесины”
Вміст костриці та смітних домішок, %	0,05-1,0	1,5-2,0	0,05-1,0	1,0-1,5
Лінійна щільність, текс	0,49-0,51	0,25-0,85	0,49-0,51	0,5-0,6
Середня масодовжина, мм	18,1-19,5	18,5-30,0	18,1-19,5	15-25,0

Таким чином, для розширення сфери практичного застосування волокна льону олійного в різних галузях промислового виробництва запропоновано схеми технологічних процесів, за якими у виробничих умовах одержують волокно різного функціонального призначення. З метою визначення придатності отриманого волокна льону олійного для виготовлення кручених і санітарно-гігієнічних виробів та текстильних і целюлозовмісних матеріалів рекомендовано застосовувати фізико-механічні характеристики волокон: вміст костриці, лінійну щільність, середню масодовжину, які запропоновано назвати "критеріальні показники придатності волокна льону олійного для застосування". Ці показники дають можливість класифікувати волокна льону олійного за функціональним призначенням.

У шостому розділі здійснено економічне обґрунтування доцільності переробки стебел льону олійного за розробленою технологією.

Результати розрахунків очікуваного доходу від переробки трести льону олійного сорту Айсберг за запропонованою технологією наведено в табл.14.

Таблиця 14

Сумарний дохід від реалізації волокна, костриці та насіння льону олійного

Регіони	Дохід від реалізації волокна та костриці, грн.	Дохід від реалізації насіння, грн.
	вихід волокна 11 %	вихід волокна 22 %	за урожайності 2 т/га
	волокно	костриця	волокно	костриця	товарне	посівне
Україна	23 184700	10 719160	46 369400	9 394320	270 990 000	301 100 000
Всього:	33 903 860	55 763 720	572 090 000
Херсонська область	5 216750	2 411900	10 433500	2 113800	60 975 000	67 750 000
Всього:	7 628 650	12 547 300	128 725 000

Вперше економічно обґрунтовано доцільність механічної переробки стебел льону олійного за інноваційною технологією в Україні. У результаті розрахунку економічної ефективності впровадження запропонованої технології встановлено, що очікуваний дохід від переробки стебел трести льону олійного за умови вирощування його в Україні на 60,22 тис. га становитиме 33,90-55,76 млн. грн., при цьому рентабельність переробки дорівнюватиме 52 %, а окупність витрат на вирощування та переробку - 1,9 року.

Висновки

1. Розроблено наукові основи новітніх технологій первинної переробки стебел льону олійного, спрямованих на одержання волокна, технологічні властивості якого дозволяють використовувати його в різних галузях промисловості. Теоретично обґрунтовано і експериментально доведено на базі порівняльних досліджень морфологічної, анатомічної та хімічної будови стебел соломи льону олійного й льону-довгунця необхідність створення нової технології одержання трести із соломи льону олійного шляхом розстилу із застосуванням штучного зволоження соломи льону олійного на відміну від існуючої традиційної технології приготування трести льону-довгунця.

2. Розроблено теоретичні основи процесу одержання лляної трести із стебел соломи льону олійного шляхом росяного мочіння на основі мікроскопічних досліджень анатомічної будови стебел різних сортів даної групи льону та аналізу динаміки зміни їх хімічного й мікробіологічного складу. Встановлено, що у зв'язку з підвищеним вмістом деревини та інкрустів у стеблах льону олійного технологія одержання трести потребує більш жорстких параметрів і спеціальних прийомів.

3. Встановлено механізми вологопоглинання та вологовіддачі стебел соломи льону олійного, визначено швидкість вологовіддачі, що є теоретичним підґрунтям розробки короткострокового способу одержання трести із стебел соломи льону олійного за 5 діб, згідно з яким здійснюється дворазове зволоження розісланих стрічок стебел до вологості 100-110 % і одноразове обертання на добу. Це створює сприятливі умови для прискорення мікробіологічного розкладу інкрустів у стеблах соломи.

4. Запропоновано використовувати для розробки робочої гіпотези створення механічної технології одержання волокна із стебел трести льону олійного такі технологічні характеристики: довжина стебел льону олійного, діаметр стебел, вміст лубу, розподіл і нерівномірність волокон за довжиною. Встановлено, що вищезазначені характеристики стебел льону олійного подібні до характеристик некондиційної низькосортної трести льону-довгунця, тому технологія механічної обробки трести льону олійного повинна бути аналогічна технології переробки некондиційної низькосортної трести на куделеприготувальних агрегатах КПАЛ, КП-2, АКЛВ-1, АКЛВ-1-01, МКП - 1, МКП-1Л.

5. Теоретично обґрунтовано застосування основних технологічних операцій механічної обробки трести льону олійного: м'яття, тіпання та трясіння в процесі куделеприготування волокна і визначено основні фактори, які впливають на ефективність обробки трести на окремих стадіях даного технологічного процесу.

6. Науково обґрунтовано склад технологічної лінії для одержання волокна із трести льону олійного та заміну типових тіпальних барабанів куделеприготувального агрегату на 2 тіпальні модулі машини "Charle" з використанням після кожного тіпального модуля трясильних машин відповідно з верхнім і нижнім гребінним полем. Завдяки застосуванню тіпальних модулів машини "Charle" ліквідуються намоти волокон на тіпальний барабан і підвищується інтенсивність обробки, що сприяє зменшенню вмісту костриці до 25 %.

7. Визначено математичні залежності технологічних характеристик волокна льону олійного: масодовжини, вмісту костриці, лінійної щільності від режимів обробки волокна на тонкочесальних машинах, застосування яких забезпечує одержання волокон, придатних для виробництва вати, целюлози та пряжі.

8. Запропоновано схеми технологічних процесів, за якими у виробничих умовах отримано волокно різного функціонального призначення, що дозволяє розширити сферу практичного застосування волокон льону олійного в різних галузях промисловості. З метою визначення придатності одержаних волокон льону олійного для виготовлення кручених і санітарно-гігієнічних виробів та текстильних і целюлозовмісних матеріалів рекомендовано застосовувати фізико-механічні характеристики волокон: вміст костриці, лінійну щільність, середню масодовжину, які запропоновано назвати "критеріальні показники придатності волокна льону олійного для застосування". Ці показники дають можливість класифікувати волокна за функціональним призначенням.

9. Вперше економічно обґрунтовано доцільність механічної переробки стебел льону олійного за інноваційною технологією в Україні. У результаті розрахунку економічної ефективності впровадження запропонованої технології встановлено, що очікуваний дохід від переробки стебел трести льону олійного за умови вирощування його в Україні на 60,22 тис. га становитиме 33,90-55,76 млн. грн., при цьому рентабельність переробки дорівнюватиме 52 %, а окупність витрат на вирощування та переробку - 1,9 року.

Пропозиції виробництву:

Для отримання волокна із стебел соломи льону олійного необхідно впровадити у виробництво такі заходи:

- під час розстилу стебел соломи льону олійного здійснювати постійний контроль вологості стебел, яка повинна підтримуватися на рівні 50-60 % шляхом штучного зволоження стрічок соломи за допомогою поливальних машин типу "Фрегат" і періодичного обертання стебел для зменшення впливу патогенної мікрофлори на мікробіологічний процес розкладу пектинових речовин;

- систематично здійснювати контроль за перебігом технологічного процесу перетворення лляної соломи в тресту, визначаючи показники відокремлюваності та розривного навантаження волокна як основні характеристики якості льоносировини;

- здійснити модернізацію встановлених на льонозаводах куделеприготувальних агрегатів КПАЛ, КП-2, АКЛВ-1, АКЛВ-1-01, МКП-1, МКП-1Л шляхом заміни типових тіпальних барабанів на тіпальні модулі машини "Charle" для оптимізації процесу механічної обробки трести льону олійного та підвищення якості одержаного волокна;

- для розширення сфери застосування волокна льону олійного ввести до складу технологічних ліній на льонопереробних підприємствах чесальні машини грубого та тонкого чесання й обрати оптимальні режими їх роботи відповідно до напрямку подальшого використання волокна.

Список опублікованих праць

1. Кузьміна Т.О. Якість і стандартизація модифікованих лляних волокон: монографія / Т.О. Кузьміна, Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова. - Херсон: Олді-плюс, 2009. - 416 с. Дисертанту належить розробка теоретичних основ критеріальної оцінки різних сфер застосування лляних волокон.

2. Чурсіна Л.А. Термоволога обробка сировини: навч. посіб. [для студентів вузів] / Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова, Н.П. Ляліна. - Херсон: ХНТУ, 2007. - 135 с. Дисертанту належить розробка теорії термовологої обробки лубоволокнистої сировини.

3. Стандартизація і сертифікація продукції легкої промисловості: навч. посіб. [для студентів вузів] / [О.Ф. Богданова, Т.О. Кузьміна, Г.А. Тіхосова та ін.]; за ред. Л.А. Чурсіної. - К.: Кондор, 2007. - 481 с. Дисертанту належить розділ про вітчизняний та світовий досвід управління якістю продукції.

4. Чурсіна Л.А. Новітні технології переробки луб'яних культур: навч. посіб. [для студентів вузів] / Л.А. Чурсіна, В.В. Євтушенко, Г.А. Тіхосова. - Херсон: ХНТУ, 2008. - 172 с. Дисертанту належить розробка інноваційних технологій механічної обробки стебел льону олійного.

5. Тіхосова Г.А. Удосконалення способів первинної переробки сировини / Г.А. Тіхосова, М.І. Валько, В.М. Валько // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2004. - № 2 (9). - С.28-32. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

6. Тіхосова Г.А. Технологія одержання однотипної трести / Г.А. Тіхосова, М.І. Валько, Н.І. Ксенжук, М.Л. Адамович // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2004. - № 2 (9). - С.63-65. Г.А. Тіхосовій та Н.І. Ксенжук належать основні ідеї статті та узагальнення результатів; М.І. Валько та М.Л. Адамовичу - дослідження фізико-механічних показників трести.

7. Тіхосова Г.А. Теоретичні передумови інтенсифікації біохімічного процесу одержання лляної трести / Г.А. Тіхосова // Праці Таврійської держ. агротехн. академії. - Мелітополь, 2004. - Вип.18. - С.73-77.

8. Кузьміна Т.О. Інформаційне забезпечення прийняття рішень під час керування процесом одержання лляної трести розстилом / Т.О. Кузьміна, Д.Г. Круглий, Г.А. Тіхосова // Легка промисловість. - 2004. - № 1. - С.50-51. Дисертанту належить наукове обґрунтування результатів експериментальних досліджень.

9. Кузьміна Т.О. Формування фізико-механічних властивостей льоноволокна у процесі розстилу / Т.О. Кузьміна, Н.І. Ксенжук, Г.А. Тіхосова // Легка промисловість. - 2005. - № 2. - С.56-57. Дисертанту належать проведення та аналіз експериментальних досліджень.

10. Тіхосова Г.А. Аналіз мікробіологічних процесів розстилу льоносоломки / Г.А. Тіхосова, В.В. Семенюк, М.Л. Адамович // Легка промисловість. - 2005. - № 3. - С.54. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

11. Тіхосова Г.А. Сучасний стан технології одержання трести розстиланням лляної соломи / Г.А. Тіхосова, В.В. Семенюк // Легка промисловість. - 2006. - № 4. - С.52. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

12. Тіхосова Г.А. Фізико-хімічні основи мікробіологічного процесу одержання лляної трести розстилом / Г.А. Тіхосова, Є.О. Калінський, О.О. Рой // Праці Таврійської держ. агротехн. академії. - Мелітополь, 2006. - Вип.44. - С.121-125. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

13. Чурсіна Л.А. Кореляційний аналіз визначення оптимальних режимів обробки за показниками якості трести / Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова, І.В. Шудрік // Легка промисловість. - 2007. - № 1. - С.50-51. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

14. Ляліна Н.П. Вплив терміну приготування трести на якісні характеристики лляного волокна / Н.П. Ляліна, Г.А. Тіхосова, І.В. Шудрік // Легка промисловість. - 2007. - № 2. - С.44-45. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

15. Калінський Є.О. Аналіз впливу електрохімічно активованих водних середовищ на зміну видового і кількісного складу мікрофлори в процесі розстилання лляної соломи / Є.О. Калінський, Г.А. Тіхосова, Д.Г. Круглий // Легка промисловість. - 2007. - № 3. - С.54-55. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

16. Кузьміна Т.О. Новий метод отримання лляної сировини / Т.О. Кузьміна, Г.А. Тіхосова // Зб. наук. пр. Інституту луб'яних культур УААН. - Глухів, 2007. - Вип.4. - С. 195-201. Дисертанту належить визначення параметрів технологічного процесу переробки лляної трести.

17. Тіхосова Г.А. Наукове обґрунтування розробки технології росяного мочіння соломи льону олійного / Г.А. Тіхосова, О.О. Горач, О.В. Граділь // Вісник Київського нац. ун-ту технологій та дизайну. - 2008. - № 5 (43). - С.228-231. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

18. Рой О.О. Перспективи комплексного використання олійного льону / О.О. Рой, Г.А. Тіхосова, О.В. Князев // Легка промисловість. - 2008. - № 2. - С.47. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

19. Тіхосова Г.А. Удосконалення процесу розстилу лляної соломи / Г.А. Тіхосова, В.В. Семенюк // Легка промисловість. - 2008. - № 3. - С.48-49. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

20. Горач О.О. Теоретичне обґрунтування необхідності комплексної переробки льону олійного / О.О. Горач, М.Й. Расторгуєва, О.В. Князев, Г.А. Тіхосова // Праці Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. - Мелітополь, 2008. - Вип.8. - Т.7. - С.181-183. Г.А. Тіхосовій та М.Й. Расторгуєвій належить розвиток теорії комплексної переробки льону олійного; О.О. Горач та О.В. Князеву - формулювання проблеми необхідності комплексної переробки льону олійного.

21. Тіхосова Г.А. Вплив вологопоглинання соломи льону олійного на фізико-механічні характеристики волокна / Г.А. Тіхосова, О.О. Горач, О.В. Граділь // Легка промисловість. - 2008. - № 4. - С.50. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

22. Кузьміна Т.О. Удосконалення технологічного процесу одержання трести розстиланням лляної соломи / Т.О. Кузьміна, Г.А. Тіхосова // Зб. наук. статей Луцького нац. техн. ун-ту. - Луцьк, 2009. - Вип.18. - С. 206-217. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

23. Тіхосова Г.А. Стандартизація як метод підвищення якості трести льону олійного / Г.А. Тіхосова, О.О. Горач // Товарознавчий вісник: зб. наук. пр. Луцького нац. техн. ун-ту. - Луцьк, 2009. - С.77-85. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

24. Кузьміна Т.О. Сучасний стан товарознавчої оцінки якості та стандартизації інноваційних лляних матеріалів / Т.О. Кузьміна, Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова // Товарознавчий вісник: зб. наук. пр. Луцького нац. техн. ун-ту. - Луцьк, 2009. - С.169-178. Дисертанту належить розробка критеріальної оцінки якості лляного волокна.

25. Тіхосова Г.А. Технологічні характеристики стебел соломи льону олійного / Г.А. Тіхосова, О.В. Князев // Вестник Херсонского нац. техн. ун-та. - 2010. - № 1 (37). - С. 194-197. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.

26. Чурсіна Л.А. Перспективи комплексного використання льону олійного / Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова, О.О. Горач // Праці Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. - Мелітополь, 2010. - Вип.10. - Т.1. - С.30-39. Дисертанту належить розробка параметрів, що визначають різні сфери застосування волокна льону олійного.

27. Тіхосова Г.А. Оцінка якості волокна, лубу та соломи льону олійного / Г.А. Тіхосова // Праці Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. - Мелітополь, 2010. - Вип.10. - Т.1. - С.168-172.

28. Горач О.О. Розробка технології одержання трести із соломи льону олійного з використанням штучного зволоження / О.О. Горач, Г.А. Тіхосова, О.В. Граділь // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. - 2010. - № 1 (16). - С.64-68. Дисертанту належать основні ідеї статті та узагальнення результатів.

29. Чурсіна Л.А. Аналізування сучасних методів і засобів контролю показників якості текстильних волокон / Л.А. Чурсіна, Т.О. Кузьміна, Г.А. Тіхосова // Стандартизація. Сертифікація. Якість. - 2010. - № 1 (62). - С.57-61. Дисертанту належать основні ідеї статті та обробка результатів.