Современные методы производства шерсти

Протеолитические ферменты могут легко проникать внутрь волокна, тем самым происходит утонение кутикулы и снижение прочности. Достоинством метода является уменьшение свойлачиваемое™ и усадки волокон, улучшение экологичности сточных вод, снижение энергозатрат процесса промывки. Недостаток - существенная потеря прочности волокна.Альтернативой очистки шерсти в водных растворах является очистка органическими растворителями. Для очистки шерсти органическими растворителями применяются два способа: чистое экстрагирование; комбинированный или двухстадийный процесс.Чистое экстрагирование шерстного жира с поверхности волокна проводят, используя один растворитель. В Швеции в процессе чистого экстрагирования применяли петролейный эфир и керосин; в Австралии - уайт-спирит; в Англии - тетрахлорэтилен и т.д..При экстрагировании с помощью уайт-спирита немытой шерсти с последующим удалением избытка растворителя на отжимных валах используется струйная промывка водой и сушка подогретым воздухом. Отработанный растворитель отделяют от грязи и вновь используют в производстве. Очистка шерсти с применением в качестве растворителя керосина основана на замачивании шерсти после трепания керосином, а затем продвижении на вибрирующей сетке по барке с растворителем. Отделившиеся от волокон растительные и минеральные примеси проваливаются под сетку, а шерстный жир растворяется в керосине. Далее сырье освобождают от растворителя с помощью отжимных валов и водной промывки. Достоинство метода в том, что решена экологическая проблема очистки сточных вод, выход мытой шерсти увеличивается на 5 - 8 % за счет исключения щелочного растворения волокон. Недостатком метода является то, что шерсть получается «мутной» и недомытой. Дополнительная промывка водными растворами моющих средств вызывает сильное свойлачивание шерсти, что повышает количество очесов в дальнейшей переработке.Бельгийские ученые предложили после экстрагирования с использованием уайт-спирита не подвергать шерсть промывке, а ограничиться трепанием ее на кардочесальных машинах с использованием очищающих механических устройств.Непрерывный комбинированный метод предполагает две стадии: первая - обезжиривание шерсти органическими растворителями, вторая - промывка водными растворами моющих средств и ополаскивание водой в нескольких барках.Очистка шерсти от загрязнений по технологии непрерывного чистого экстрагирования с помощью трех растворителей осуществлена в Бельгии. В качестве растворителей используются гексан, изопропиловый спирт и вода. Экстракция загрязнений производится по следующей схеме: гексан - водный раствор изопропилового спирта - гексан. Под действием гексана происходит частичное растворение жира, что способствует более легкому удалению почвенных загрязнений, прочно удерживающихся на поверхности шерстяных волокон. Достоинство метода состоит в том, что выход мытой шерсти увеличивается на 8%, выход шерстного жира составляет 85-90%, полученный ланолин отличался высоким качеством, количество очесов сокращается на 3, 7%. Недостатки метода: значительные эксплуатационные затраты за счет применения дорогостоящих органических растворителей, высокая стоимости оборудования и обслуживания его, повышенная пожароопасность.Таким образом, способ очистки шерсти органическими растворителями позволяет утилизировать шёрстный жир. При использовании этого способа образуется незначительное количество сточных вод, наблюдается малоотходность производства. После обработки шерсти органическими растворителями волокна становятся ломкими. Процесс вторичного трепания запрещён, так как в атмосфере цеха образуется шерстяная пыль, количество которой значительно превышает нормы ПДК. Данный способ не получил широкого распространения в связи с невозможностью очистки сильнозагрязнённой шерсти, дороговизны оборудования, необходимости постоянного присутствия высококвалифицированного персонала, а также токсичности и взрывоопасности технологии.СушкаВ сушильной части производится удаление из мокрой шерсти влаги и приведение массы волокна в гигроскопическое равновесное состояние с окружающей атмосферой. Конвективный метод, используемый в практике сушки шерсти на сушильных машинах в производствах ПОШ, заключается в подводе тепла к высушиваемому материалу и удалении из него влаги путем ее диффузии в поток теплоносителя, принудительно продуваемого через слой мытой шерсти. Химически связанная влага и частично поверхностная в пределах нескольких молекулярных слоев не может быть удалена в условиях ПОШ даже при температурах сушки выше предельных. В мытой сухой шерсти обязательно должна присутствовать остаточная поверхностная (равновесная) влага как пластификатор, предупреждающий повреждение волокна при дальнейшей переработке, например в чесании.Интенсивность процесса сушки, т.е. скорость понижения равновесной влажности до установленных норм в зависимости от вида шерсти (12%<ф<19%), может быть достигнута путем увеличения расхода теплоносителя (подогретого атмосферного воздуха) и температуры высушиваемого материала или совокупностью этих двух факторов. Но, так как овечья шерсть термолабильна по своей природе, 1Предельная°С<110°С, выше которой начинаются ее структурные изменения. Это накладывает определенные ограничения на повышение температуры теплоносителя в целях сохранения исходных физико-механических свойств шерсти. Поэтому процесс сушки шерсти желательно проводить при температурах ниже предельной.В отечественной практике шерсть сушат на сушильных машинах барабанного типа (модели ЕВ-2). В основу сушки шерсти на данных сушильных машинах положен метод конвективной сушки, сочетающий в себе в основном явление термогравитации и в незначительной мере эффект принудительной «конвекции» через ее слой. Процесс сушки проходит при температурах, намного превышающих предельную температуру (температура сушки мытой шерсти по секциям составляет: от 55°С - I и VI до 120°С - II и V) и отрицательно влияющих на механические свойства волокон шерсти.Процесс сушки протекает при предельной температуре, что является причиной, во-первых, разрушения структуры волокна, вследствие чего понижаются характеристики прочности и эластичности шерстяных волокон, во-вторых, повышения экологического риска за счет выброса в атмосферу продуктов горения углеводородного топлива, используемого для получения перегретого пара на сушку шерсти.Анализ показал, что позитивный эффект сушки может быть достигнут при перераспределении движения потоков атмосферного воздуха по зонам сушки. Один из источников повышения эффективности процесса сушки и сохранения качества шерсти -более полное использование потенциала эффекта фильтрующей «конвекции» за счет дополнения его термографическим методом сушки. К достоинствам данного метода можно отнести увеличение объема агента сушки (с 30 до 85 тыс. м3/ч), максимальное использование потенциала смешивающих вентиляторов каждого барабана, снижение количества потребляемой энергии для сушки при температурах в зонах сушки значительно ниже предельных, повышение КПД до 65 - 75%, сохранение физико-механических свойств шерстяного волокна.Прессование производится с целью уменьшения объема шерсти для экономного использования транспорта, снижения стоимости перевозок и уменьшения площади складских помещений. Прессование осуществляется на гидравлических и пневматических прессах. Данный процесс не влияет на физико-механические свойства шерстяного волокна, поэтому данному этапу не уделяется особого внимания.Требования к качественной очистке шерстяного сырья в процессе первичной обработки шерсти заключаются в том, чтобы, удаляя нешерстяные компоненты, максимально сохранить природные свойства волокна. С этой точки зрения рассмотренные в данном разделе современные методы очистки сырья в процессе первичной обработки шерсти не удовлетворяют этим требованиям: применение данных методов приводит к снижению прочностных характеристик волокна, не дает эффекта комплексного положительного воздействия на волокно, возрастают энергозатраты, и ухудшается экологическая составляющая процесса переработки. Следовательно, актуальной становится разработка новых экологически чистых способов, позволяющих улучшать показатели физико-механических и технологических свойств шерстяных волокон за счет модификации исходного сырья электрофизическими методами.Список литературыRobinson, G. A. Early Stadge Processing of the Future: Topmaking / G. A. Robinson, D. R. Cristoe // Conf. Top-Tech 96, Australia. - 1996. - P. 448 - 451.Characterzation of secondary structure transformation of stretched and slenderized wool fibers with FTIR spectra / J. Yang, Y. [et al.] // Journal of Engineered Fibers and Fabrics . - V. 3, Issue 2, 2009.Study of surface modification of wool rabrics using lov temperature plasma I S. Shahidi [et al.] // Proceedings of the 3rd International Conference on the Frontiers of Plasma Physics and Technology. - 2017 - P. 230 - 236.Васильева, Л. Г. Пути повышения качества жиропота шерсти овец / Л. Г. Васильева, И. К. Тимошенко // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2002. - №3. - С. 56 - 58. Кричевский, Г. Е. Химическая технология текстильных материалов / Г. Е. Кричесвский. - М.: МГУ. - 2011. - Т.2. -540 с.Николаев, Л. И. Овцеводство / Л. И. Николаев, А. И. Ерохин. - М.: Агропромиздат, 2014. - С. 69 - 75.Побединский, В. С. Исследование процесса карбонизации шерстяного волокна в условиях высокочастотного нагрева / В. С. Побединский, В. Л. Манин, Т. Н. Кислова // Текстильная химия. - 2009.- №2.-С. 107-112.