CC BY
44
УДК 677.11.021
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЛОКНА ЛЬНА МАСЛИЧНОГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.А. Тихосова, С.В. Путинцева, Т.Н. Головенко
ВВЕДЕНИЕ
Недостаток льна-долгунца в Украине требует поиска новых источников возобновляемого волокнистого сырья для производства текстильных материалов и изделий. В качестве одного из таких источников может рассматриваться лен масличный. Приводятся результаты изучения возможностей получения из льна масличного волокон, пригодных для переработки в нетканые и другие текстильные материалы, а также основных свойств получаемых волокон.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И АНАЛИЗ ПОСЛЕДНИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В последнее время во всем мире наблюдается тенденция к уменьшению посевов льна-долгунца. Наряду с этим значительно выросли посевы льна масличного. Данные об изменении площади посевов льна масличного в Украине в последние годы представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Динамика изменения посевных площадей, отведенных под лен масличный
в Украине, в период с 2002 по 2012 гг.
Анализ приведенной диаграммы показывает, что в Украине за последние 11 лет (2002 -2012 гг.), по сравнению с рядом других технических культур, посевные площади льна масличного существенно увеличились с 3,1 тыс. га до 55,6 тыс. га, то есть более чем в 17 раз [1]. Большой интерес к этой культуре проявляется и в странах дальнего зарубежья (табл. 1) [2].
Таблица 1 - Мировая статистика посевных площадей (Л) льна масличного
Страны S, тыс. га Страны S, тыс. га
1 2 3 4
Австрия 4,000 Литва 6,100
Аргентина 101,000 Мексика 0,002
Афганистан 39,000 Непал 55,000
Банги 68,820 Нидерланды 4,000
Белоруссия 70,000 Германия 110,048
Бельгия 10,000 Новая Зеландия 0,500
Болгария 0,058 Пакистан 7,974
Бразилия 17,000 Польша 3,724
Великобритания 101,000 Российская Федерация 61,250
Эквадор 0,075 Румыния 2,504
Эритрея 3,000 Словакия 0,322
Эстония 0,323 США 135,170
Эфиопия 71,000 Тунис 2,200
Египет 15,000 Турция 0,300
Индия 930,000 Венгрия 0,200
Ирак 0,590 Узбекистан 3,000
Иран, Исламская республика 0,744 Украина 26,000
Испания 91,000 Уругвай 2,500
1 2 3 4
Италия 1,000 Франция 44,500
Казахстан 50,000 Хорватия 0,015
Канада 811,500 Чешская Республика 2,017
Кения 0,900 Чили 1,000
Китай 570,000 Швеция 14,100
Латвия 2,200
Всего в Европе 598,111
Всего в мире 3489,786
Главным потребительским продуктом льна масличного, который имеет большой спрос на мировом рынке, являются его семена. Анализ литературных источников свидетельствует о том, что семена льна масличного содержат 48 % очень ценного масла, которое широко используют в разных отраслях промышленности: медицина,
косметология, лакокрасочная, мыловаренная, пищевая промышленность и т. д.
В последнее время в мире наблюдается комплексное использование как семян, так и волокна льна масличного. В число наиболее известных зарубежных фирм и организаций, занимающихся вопросами переработки льна масличного, входят компании «Charle&Co» (Бельгия), «Laroche» (Франция), «DiloTemafa» (Германия) и римский исследовательский центр IPZS (Италия). Вышеуказанные фирмы предлагают оборудование и технологии для переработки стеблей льна масличного с целью производства бумаги, а в Германии - для производства геотекстиля, нетканых и композиционных материалов [3 - 5].
На сегодня в Украине отсутствует комплексная технология переработки льна масличного. Данную техническую культуру выращивают только лишь для получения семян, а солому сжигают на полях.
ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА С ПОЛНЫМ ОБОСНОВАНИЕМ ПОЛУЧЕНЫХ НАУЧННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
С 2008 г. учеными исследовательской лаборатории переработки лубяных культур Херсонского национального технического университета (Украина) проводятся интенсивные исследования по изучению строения волокон льна масличного и показателей их качества для того, чтобы доказать целесообразность переработки в нашей стране этого вида сырья и изготовления из него различных видов целлюлозосодержащих материалов.
Во время экспериментальных исследований были выявлены технологические свойства стеблей, содержание луба и его характеристики, которые необходимы для оценки пригодности этого сырья для производства различных материалов. Результаты исследований обрабатывались математически и представлены в таблице 2.
В дополнение к указанным в таблице 2 показателям определялись:
- цвет льносоломы: Il-я группа - зеленый, желто-бурый (желтое, темно-желтое);
- отделяемость (степень вылежки), баллов: верхняя часть - 1,1; срединная часть -1,6; комлевая часть (прикорневая) - 2,6; среднее значение - 1,43.
Так как на сегодня в Украине, не существует нормативных документов для определения качественных показателей стеблей льна масличного и их технических характеристик, испытания проводились в соответствии со стандартами на лён-долгунец [6, 7].
Таблица 2 - Общая характеристика показателей качества стеблей льна масличного
№ групп- пы ЛЬ, мм Ьт, ММ ЛТ, % N шт. Б, мм Мс, г ЛМС, % Ме,, г ЛМе, % Вл, %
1 4 6 7 2 3 8 9 10 11 12
1 (0-10) П П 200+П 1,2 0,43 0,46 0,01 0,05 0,01
2 (10-20) 160 + П 1,2 0,44 0,47 0,01 0,05 0,01
3 (20-30) 39 1,2 0,4 0,42 0,009 0,05 0,01
4 (30-40) остатки соцветий и семяножек остатки соцветий и семяножек 41 1,4 0,8 0,85 0,018 0,09 0,02
5 (40-50) 49 1,7 0,87 0,92 0,012 0,06 0,01
6 (50-60) 36 1,4 1,17 1,24 0,14 0,71 0,15
7 (60-70) 47 1,6 1,3 1,38 0,16 0,81 0,18
8 (70-80) 40 1,9 1,4 1,49 0,19 0,96 0,21
9 (80-90) 42 1,7 1,64 1,74 0,25 1,26 0,28
10 (90-100) 90 95 33 2,3 1,03 1,09 0,13 0,66 0,14
11 (100-110) 97 92 30 2,0 1,19 1,26 0,16 0,81 0,18
12 (110-120) 108 94 29 2,2 2,04 2,16 0,18 0,91 0,20
13 (120-130) 105 84 26 2,3 1,56 1,66 0,27 1,36 0,30
14 (130-140) 109 81 31 2,9 1,68 1,78 0,28 1,41 0,31
15 (140-150) 133 92 26 2,6 1,88 2,00 0,32 1,62 0,35
16 (150-160) 132 85 23 2,7 2,75 2,92 0,26 1,31 0,29
17 (160-170) 147 89 22 2,1 1,78 1,89 0,27 1,36 0,30
18 (170-180) 140 80 28 2,9 2,09 2,22 0,84 4,24 0,93
19 (180-190) 152 82 4 2,6 3,06 3,25 0,52 2,63 0,57
20 (190-200) 175 90 4 2,0 1,9 2,02 0,5 2,53 0,55
21 (200-210) 158 77 23 2,4 2,66 2,82 0,66 3,34 0,73
22 (210-220) 169 79 14 2,1 2,85 3,02 0,67 3,39 0,74
23 (220-230) 165 73 4 2,3 2,73 2,90 0,5 2,53 0,55
24 (230-240) 171 73 24 2,5 3,68 3,91 0,86 4,35 0,95
25 (240-250) 198 81 21 2,3 3,08 3,27 0,64 3,23 0,71
26 (250-260) 213 84 20 2,3 3,07 3,26 0,67 3,39 0,74
27 (260-270) 183 69 22 2,2 3,23 3,43 0,82 4,14 0,91
28 (270-280) 183 67 15 2,4 3,19 3,39 0,69 3,49 0,76
29 (280-290) 229 80 16 2,6 3,84 4,08 0,91 4,60 1,00
30 (290-300) 196 66 18 2,7 3,79 4,02 0,99 5,00 1,09
31 (300-310) 235 77 20 2,7 4,19 4,45 1,04 5,26 1,15
32 (310-320) 210 67 18 2,5 3,92 4,16 1,0 4,80 1,05
33 (320-330) 195 60 11 2,6 3,1 3,29 0,97 4,90 1,07
34 (330-340) 179 53 12 2,9 3,52 3,74 0,62 3,13 0,68
35 (340-350) 270 78 12 2,6 2,84 3,01 0,83 4,19 0,92
36 (350-360) 238 67 11 2,9 3,28 3,48 0,67 3,39 0,74
37 (360-370) 239 65 7 2,8 2,31 2,45 0,64 3,23 0,71
38 (370-380) 259 69 6 3,0 2,23 2,37 0,58 2,93 0,64
39 (380-390) 268 70 5 3,3 2,4 2,55 0,57 2,88 0,63
1 4 6 7 2 3 8 9 10 11 12
40 (390-400) 175 44 3 3,0 1,63 1,73 0,33 1,67 0,36
41 (400-410) 249 61 2 2,3 0,91 0,97 0,15 0,76 0,17
42 (410-420) 294 71 2 3,2 1,07 1,14 0,24 1,21 0,26
43 (420-430) 310 73 1 3,0 0,54 0,57 0,12 0,61 0,13
44 (430-440) 365 84 1 3,5 0,76 0,81 0,14 0,71 0,15
Среднее: 192,5 76 - 2,4 - - - - 21,84
Всего: - - - - 94,23 100 19,79 99,99 -
Примечания: N - число стеблей в группе; D - диаметр стеблей; AL - интервал изменения длины; Lm - техническая длина стеблей; АТ - техническая часть стеблей полной длины; Мс -масса стеблей; АМс - массовая доля стеблей; Мв - масса волокон; АМв - массовая доля волокон; Вл - выход луба от общей массы стеблей, %; П - пыль и сорные примеси.
Результаты экспериментальных данных были обработаны в программе Microsoft Excel, с помощью которой были построены диаграммы распределения стеблей по длине в группах с учетом их количества, технической длины, диаметра, массы, а также диаграмма распределения волокон по длине, которые представлены на рис. 2 - 6.
В результате экспериментальных и теоретических исследований стеблей льна масличного было выявлено, что по техническим характеристикам они очень отличаются от стеблей льна-долгунца. Поэтому применение технологий первичной переработки льна-долгунца для обработки стеблей льна масличного невозможно. Целесообразно применить новые технологии или модернизировать отечественное оборудование для комплексной обработки льна масличного, поскольку в них содержится достаточно большое количество ценного целлюлозосодержащего высококачественного волокна в количестве от 18 % до 22 %. Распределения волокон по длине в лубе льна масличного показывают, что в стеблях находится наибольшее количество волокон двух фракций с длиной 0 - 165 мм и 180 - 390 мм, а это соответственно 14 % и 83 %.
Рисунок 3 - Распределение стеблей по технической длине
4,
3,
3
с
с
?у
Л
и
03
5 К
ю
н
о
я
сЗ
8
4
средняя длина стеблей в группах, мм
2
0
Рисунок 4 - Распределение стеблей разной толщины по группам длин
средняя длина стеблей в группах, мм
Рисунок 5 - Диаграмма распределения стеблей разной массы по группам длин
Рисунок 6 - Диаграмма распределения волокон по длине
Учеными кафедры товароведения, стандартизации и сертификации Херсонского национального технического университета Л.А. Чурсиной, А.А. Тихосовой разработаны технологии получения волокон льна масличного, разного функционального назначения путем модернизации куделеприготовительного агрегата [8].
ВЫВОДЫ
По данным Государственного комитета статистики Украины, из средней урожайности соломы - 2 т/га, в 2012 году, с посевными площадями 55,6 тыс. га было получено 100 тыс. 112 тонн соломы льна масличного. Это свидетельствует о том, что из-за отсутствия на отечественных предприятиях комплексной технологии переработки стеблевой массы льна масличного в Украине в 2012 году со средним выходом луба 20 % было потеряно 19 тыс. 021 тонна волокна из них 13 тыс. 315 тонн целлюлозы и 81 тыс. 091 тонн костры.
Предварительный анализ длины и выхода волокон из стеблей дает все основания считать, что лен масличный вполне является пригодным для использования в производстве такой экологически чистой и востребованной на мировом рынке продукции, как геотекстиль и нетканые материалы. Также этот вид сырья в нашей стране, используя пуховую фракцию волокон льна масличного, может стать достойной альтернативой хлопковой целлюлозе для производства бумаги и композиционных материалов. Получаемую костру в количестве около 80 % можно использовать для изготовления биотоплива, каминных дров и строительных материалов.
В дальнейшем планируется провести более подробное исследование длины и линейной плотности волокон, получаемых с применением разработанной в университете технологии первичной обработки стеблей льна масличного.
Список использованных источников
1. Государственный комитет статистики Украины.
2. Живетин, В. В. Лён и его комплексное использование : учеб. пособ. / В. В. Живетин, Л. Н. Гинзбург, О. М. Ольшанская. - Москва : Информ-знание, 2002. - 400 с.
3. Живетин, В. В. Масличный лен и его комплексное развитие / В. В. Живетин, Л. Н. Гинзбург. - Москва : ЦНИИЛКА, 2000. - 389 с.
4. Cappelleto P. Mechanical treatment of field retted oilseed flax and hemp/ Resulting fibers can restore recycled fibres quality / Cappelleto P., Mongardini F., Sannibale M., Brizzi M., Pasini P. // Nord flax: proceeding and abstracts of the first Nording Conference on flax and hemp processing, held in Tampere, Finland, 10-12 August 1998, P. 127-141.
5. Cappelleto, P. L. Fiber valorization of oilseed flax / A. Assirelli, M. Bentini, P. L. Cappelleto, P Pasini // Flax and other Bast Plants Symposium. - Poznan, Poland: Institute of Natural Fibres, 1997. - С. 150 - 151.
6. ГОСТ 28285-89. Солома льняная. Требования при заготовках. - Введ. - Москва : Издательство стандартов, 1990. - 22 с.
7. ТУ 17 У 00306710.079-2000. Котонин из короткого льняного волокна. Технические условия ; розр. проект ВАТ ХБК, зарегистрировано Херсонським ДЦСМС №101/000 783 від 01.08.2000.
8. Тіхосова, Г. А. Одержання волокон різного функціонального призначення з трести льону олійного / Г. А. Тіхосова, Т. М. Головенко, І. О. Мєняйло // Легка промисловість. - 2011. - № 1. - С. 40-42.
Статья поступила в редакцию 11.03.2013.
Выходные данные
Тихосова, А. А. Перспективы использования волокна льна масличного для производства текстильных материалов / С. В. Путинцева, Т. Н. Головенко // Вестник Витебского государственного технологического университета . — 2013. — № 24. — С. 74.
