CC BY
60
ISSN 2412-608Х. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 4 (172), 2017
УДК 658.512:677.21.051
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРЕРАБОТКИ
МАСЛИЧНОГО ЛЬНА В КОРОТКОЕ ВОЛОКНО
И.В. Ущаповский1,
кандидат биологических наук Э.В. Новиков1, 2,
кандидат технических наук
Н.В. Басова1,
научный сотрудник
1ФГБНУ ВНИИМЛ
Россия, 170041, г. Тверь, Комсомольский пр., 17/56 Тел.: (4822) 41-61-10 E-mail: [email protected]
2ФГБОУ Костромской ГУ (ФГБОУ КГУ)
Россия, 156003, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17 Тел.: (4942) 31-48-14 E-mail: [email protected]
Для цитирования: Ущаповский И.В., Новиков Э.В., Басова Н.В. Технико-экономический анализ переработки масличного льна в короткое волокно // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2017. -Вып. 4 (172). - С. 113-118.
Ключевые слова: масличный лен, волокно, посевные площади, урожайность, рентабельность, линии, окупаемость, себестоимость, эффективность.
Масличный лен можно отнести к тем немногочисленным техническим культурам, которые могут дать одновременно два вида продукции: семена, а также волокно, содержание которого в стеблях составляет около 20 %. Использование волокна, полученного из соломы или тресты масличного льна, может значительно повысить доходность льносеющего хозяйства, увеличить занятость на селе, расширить спектр производственных предприятий по переработке волокнистого сырья и снизит нагрузку на агросистему. В настоящее время существует несколько вариантов технологического оборудования для переработки соломы масличного льна в короткое волокно. Целью данного исследования является определение наиболее эффективных линий перерабатывающего оборудования для переработки соломы и тре-
сты масличного льна с учетом особенностей его возделывания в северных и южных регионах. В работе представлен расчет технико-экономических показателей трех различных линий для переработки тресты масличного льна при посевных площадях 1000 га и 5000 га, урожайности соломы 0,5 т/га для северных регионов и 1 т/га для южных, который показал, что при значительно меньших показателях качества волокна из масличного льна, по сравнению с качеством короткого и однотипного волокна из льна-долгунца, переработка стеблей масличного льна экономически оправдана. Наиболее эффективной является производственная модель по переработке соломы или тресты масличного льна с посевной площади 5000 га при урожайности не менее 1 т/га на оборудовании, включающем в себя дезинтегратор или агрегат АКЛВ-1-01.
UDC 658.512:677.21.051
Technical and economic analysis of the primary processing of oil flax into short fiber. Uschapovsky I.V.1, PhD in biology Novikov E.V.1' 2, PhD of engineering Basova N.V.1, researcher
1 All-Russian Research Institute of Flax Production (VNIIML)
17/56, Komsomolsky pr., Tver, 171041, Russia Tel.: +7 (4822) 41-61-10 E-mail: [email protected]
2The Kostroma state university (KSU) Dzerzhinsky str., Kostroma, 156003, Russia Tel.: +7 (4942) 31-48-14 E-mail: [email protected]
Key words: oil flax, fiber, sowing acreage, yield, profitability, lines, payback, prime cost, efficiency.
Oil flax can be referred to a few technical crops, which can give two types of products: seeds and fiber in one time. Fiber content in the stalks of oil flax is about 20%. The use of fibers from oil flax stalks and straw can increase significantly the income of a flax farm and the employment level of the rural areas, expand the range of industrial enterprises for processing fibrous raw materials and reduce the agricultural-ecosystems destruction. Today there are some models of the technological equipment for the processing of oil flax straw into short fiber. The objective of this study is to determine the most effective lines of the processing equipment for oil flax straw due to the features its cultivation in the Northern and Southern regions. The calculation of technical and economic parameters of three various lines for oil flax straw processing is submitted for sowing areas 1000 and 5000 ha, straw yields 0.5 t per ha - for the northern regions and 1.0 t per ha for the southern ones. This
calculation showed the processing of oil flax stalks is economically reasonable whereas much smaller qualitative characteristics of fiber from oil flax, compared to short and monotypic fiber of fiber flax. The most effective is the industrial model on processing of oil flax stalks and straw from a sowing area under crop of 5000 ha at crop productivity not less than 1 t per ha on the equipment including disintegrator or machine AKLV-1-01.
Введение. Лен масличный - неприхотливая к условиям возделывания культура, которую, соблюдая минимальные технологические и агрохимические требования, производят как в южных, так и в северных регионах во многих странах мира [1]. По данным ФАО, посевы льна масличных сортов в мире значительны и составляют свыше 3 млн га. Это одна из немногих технических культур, которая дает одновременно два вида продукции: семена и волокно [2]. Однако масличный лен для производства волокна и изделий из него практически не используют. Отсутствие практики переработки соломы и тресты масличного льна в льносеющих хозяйствах приводит к уничтожению большого количества волокнистых веществ, пригодных для обеспечения потребностей промышленности в сырье для выпуска продукции технического назначения [3]. Расчеты показывают, что ежегодно после уборки масличного льна на полях остаются или сгорают сотни тысяч тонн волокнистого сырья: в США более 120 тыс. т соломы, в России и Канаде - более 550 тыс. т.
Проблема утилизации пожнивных остатков становится актуальной в ряду многочисленных задач, стоящих перед экологически ориентированным современным сельским хозяйством. Тенденции мирового сельского хозяйства определяются постепенным переходом развитых стран к социально-политической стратегии «зеленой экономики» («Green Economy»), подразумевающей экологически безопасное ведение всех видов производства, обеспечивающих прогрессивное развитие цивилизации [4]. Таким обра-114
зом, переработка соломы масличного льна в ликвидное волокно или целлюлозное сырье будет способствовать повышению экономической результативности сельхозпроизводства и сохранению его экологической безопасности.
При этом страны-производители масличного льна нуждаются в волокнистом сырье. Так, потребность России в льно- и пеньковолокне в 2016 г. составляла 45,3 тыс. т. За счет собственного производства льна-долгунца она может быть удовлетворена не более чем на 20 % [5; 6]. Несмотря на низкое качество волокна из масличного льна, оно может быть переработано в различные виды готовой продукции [7]. В отличие от льна-долгунца, технологии уборки и переработки которого достаточно сложные и требуют специальной техники, на масличном льне используется простая технология возделывания и комплекс сельскохозяйственных машин, применяемых для большинства зерновых культур [8]. Оборудование для переработки соломы масличного льна также отличается простотой от линий для первичной переработки льна-долгунца.
Проблема переработки соломы масличного льна привлекает все большое внимание, учитывая, что в России наблюдается повышенный интерес к возделыванию данной культуры. За последние 20 лет площадь посевов масличного льна выросла почти в 90 раз - с 8 до 706 тыс. га. В 2016 г. выращиванием масличного льна занимались хозяйства тридцати трех субъектов Российской Федерации (рис. 1).
Регионы возделывания масличного льна имеют очень разнообразные почвен-но-климатические условия, которые оказывают непосредственное влияние на его урожайность и площади посевов. Более 40 % всех посевов масличного льна с высокой урожайностью семян (до 1,5-2 т/га) сосредоточены в южном регионе - это Волгоградская и Ростовская области, а также Ставропольский край.
95,6
128,1
38,9
50,6
□ Ростовская область
□ Ставропольский край Ш Воронежская область Н Саратовская область Н Курская область
^ Республика Крым В Республика Башкоркостан
54,6
Ш Волгоградская область ЕЗ Алтайский край
□ Пензенская область
□ Самарская область 0 Омская область
О Челябинкая область 13 Прочие
Рисунок 1 - Основные регионы выращивания масличного льна в России (тыс. га)
Ко времени уборки семян льна в его стеблях содержится до 20 % волокна. В настоящее время после сбора семян льно-солома в большей степени сжигается или запахивается на полях. В то время как её переработка позволила бы получить дополнительно 70,9 тыс. т короткого волокна в год, что могло бы значительно повысить доходность льносеющего хозяйства, увеличить занятость на селе, расширить спектр производственных предприятий по переработке волокнистого сырья и снизит нагрузку на агросисте-му за счет утилизации трудноразлага-емых пожнивных остатков льна [9].
В ранее опубликованной статье [10] проводились экономические расчеты переработки льна-долгунца в длинное и короткое волокно на типовом льнозаводе, а для масличного льна такие данные отсутствуют.
Целью представленной работы является сравнительный анализ технико-экономических показателей льнозавода по переработке масличного льна в ликвидное короткое волокно.
Материалы и методы. На основании фактических и среднестатистических затрат на организацию производства, был произведен расчет себестоимости переработки соломы масличного льна в короткое волокно с использованием экономико-математических, статистико-эко-номических и графических методов исследования.
Результаты и обсуждение. Ранее в работах ФГБНУ ВНИИМЛ было представлено описание льнозавода по переработке масличного льна на базе дезинтегратора с производственной мощностью до 1000 кг льна в час [11]. Данный льнозавод являлся базовым при проведенном нами расчете. Сравнительный анализ технико-экономических показателей (далее ТЭП) льнозавода проведен при следующих вариантах компоновки оборудования (линиях):
1 вариант: рулоноразмотчик + дезинтегратор + трясильная машина (2 шт.);
2 вариант: рулоноразмотчик + агрегат куделеприготовительный КПАЛ;
3 вариант: рулоноразмотчик + агрегат куделеприготовительный АКЛВ-1-01.
Рулоноразмотчик разматывает рулоны в слой для дальнейшей его переработки в дезинтеграторе и куделеприготовитель-ных агрегатах КПАЛ, АКЛВ-1-01. Дезинтегратор - машина для трепания льна. Трясильная машина, которая также входит в указанные куделеприготовительные агрегаты, служит для очистки льноволокна от костры и других примесей.
Расчет ТЭП указанных линий на масличном льне был произведен при посевных площадях 1000 га и 5000 га, урожайности соломы 0,5 т/га для северных регионов и 1 т/га для южных. Другие исходные данные для расчета представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Исходные данные для расчета ТЭПлиний для площади посева 1000 га
Наименование Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3
показателя Урожайность, т/га
0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0
Количество
агрегатов 1 1 1
Количество
смен 1 1 2 1
Число месяцев
работы 6 10 10 6 10
Количество
рабочих, чел. 6 6 12 6
Пропуск сырья, кг/ч 800 400 800
Масса переработанного
сырья, т 500 1000 500 1000 500 1000
Выход волокна,
% 25
Масса полученного волокна, т 125 250 125 250 125 250
Цена волокна,
руб.за кг 30
Затраты на приобретение
льносоломы,
тыс. р. за тонну 2000 1300 2000 1300 2000 1300
Мощность
оборудования, кВт 104,1 104,1 53,74 53,74 58,9 58,9
Капитальные
затраты, тыс. р. 129302 12930,2 8915,0 9779,0 19153,6 19153,6
- складываются из затрат на закатывание соломы в рулоны с
предварительным сбором в рулонов к месту переработки валки и затрат на перевозку
Таблица 2
Исходные данные для расчета ТЭП линий для площади посева 5000 га
Наименование показателя Вариант 1 | Вариант 2 | Вариант 3
Урожайность, т/га
0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0
Количество агрегатов 1 2 2 3 1 2
Количество смен 2 2 3 2
Число месяцев работы 12 12 11 12
Количество рабочих, чел. 12 24 24 54 12 24
Пропуск сырья, кг/ч 800 400 800
Масса переработанного сырья, т 2500 5000 2500 5000 2500 5000
Выход волокна, % 25
Масса полученного волокна, т 625 1250 625 1250 625 1250
Цена волокна, руб. за кг 30
Затраты на приобретение льносоломы , тыс. руб. за тонну 2000 1300 2000 1300 2000 1300
Мощность оборудования, кВт 104,1 208,2 94,48 140,7 58,9 110,3
Капитальные затраты, тыс. руб. 13630,2 23118,2 17013,8 24043,3 20717,6 40275,3
- складываются из затрат на прессование соломы или тресты в рулоны с предварительным сбором в валки и затрат на перевозку рулонов к месту переработки
Результаты расчета основных показателей представлены на рисунках 2 и 3.
Как показывают расчеты, переработка соломы и тресты масличного льна с площади посева 1000 га является убыточной по все трем вариантам, как при урожайности соломы 0,5 т/га, так и 1 т/га (рис. 2). Это связано с недостаточной обеспеченностью льнозаводов сырьем и, как следствие, повышением себестоимости единицы готовой продукции.
Рисунок 2 - Рентабельность переработки соломы масличного льна с посевной площади 5000 га
Рисунок 3 - Срок окупаемости капитальных затрат при переработке соломы масличного льна с посевной площади 5000 га
Переработка соломы масличного льна с площади посева 5000 га является рентабельной по всем трем вариантам (рис. 3), за исключением, варианта 2 при урожайности соломы 0,5 т/га. Это связано как с
достаточно высокими капитальными и энергозатратами, так и с низкой пропускной способностью оборудования и, как следствие, с повышением затрат на единицу конечной продукции. Причем приемлемый срок окупаемости (не более 5 лет) наступает при переработке сырья на оборудовании по вариантам 1 и 3 при урожайности соломы 1 т/га (рис. 3).
Анализ возможностей переработки соломы масличного льна для получения волокнистой продукции в условиях Канады и США показывает, что при мировых ценах на котонизированное волокно 2,53,5 ам. долл./кг производство волокна из масличного льна перспективно как для рынка среднего качества (0,60,9 ам. долл./кг), так и для рынка низкого качества волокна (0,25-0,35 ам. долл./кг). Продуктивность масличного льна в условиях Северной Америки по урожаю соломы составляет 1,2-2,0 т/га [12]. Это косвенно подтверждает наши расчеты и выводы о необходимости повышения продуктивности льна в условиях производства для получения дополнительной прибыли за счет переработки соломы в ликвидное волокно.
Возможными путями повышения количества волокнистого сырья при возделывании масличного льна может быть: использование (создание) более высокорослых сортов с повышенным содержанием волокна в стеблях растений (с 20-25 до 30-35 %) и компактной формой соцветия; разработка агротехнических методов, повышающих содержание волокна в стебле (густота стояния растений, минеральное питание и пр.); применение новых технических средств и методов для уборки льна, позволяющих оставлять большее количество волокна в соломе (очес или кошение, вылежка и получение тресты, переработка в полевых или стационарных условиях).
Выводы. Стратегия современного развития сельского хозяйства связана с перспективной концепцией «зеленой экономики», что определяет необходимость экологически безопасного ведения сельскохозяйственного производства и первичной переработки сырья. Эффек-
тивность переработки стеблей льна масличного в ликвидные виды целлюлозосо-держащего продукта будет определяться урожайностью с гектара, площадью возделывания, совершенством технических средств для уборки и первичной переработки соломы. Возможность использования волокнистой продукции из масличного льна в текстильной промышленности, производстве строительных материалов, нетканых изделий, геотекстиля и производства целлюлозы позволяет рассчитывать на полное удовлетворение потребностей внутреннего рынка и формирование экспортных поставок.
При значительно меньших показателях качества волокна из масличного льна, по сравнению с качеством короткого и однотипного волокна из льна-долгунца, переработка стеблей масличного льна экономически оправдана. Наиболее эффективной является производственная модель по переработке соломы или тресты масличного льна с посевной площади 5000 га при урожайности не менее 1 т/га на оборудовании, включающем в себя дезинтегратор или агрегат АКЛВ-1-01.
Продолжение исследований по выделению и использованию целлюлозосо-держащего материала из масличного льна обусловлены как национальной доктриной импортозамещения, так и расширением возможностей экспортного потенциала культуры льна.
Список литературы
1. Лукомец, В.М., Зеленцов С.В., Кривошлыков К.М. Перспективы и резервы расширения производства масличных культур в Российской Федерации // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2015. - Вып. 4 (164). - С. 81-102.
2. Шушков, Р.А., Бирюков А.Л., Кустов Д.В., Кузнецов А.С. Обоснование целесообразности использования СВЧ-излучения для сушки льнотресты в ленте // Молочнохозяйственный вестник. -2016. - № 4 (24). - С. 99-111.
3. Пучков, Е.М., Безбабченко А.В., Новиков Э.В. Перспективные малозатратные технологии переработки соломы и тресты льна масличного // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2016. - № 4. - С. 58-62.
4. Loiseau E., Saikku L., Antikainen R., Droste N., Hansjürgen В., Pitkänen К., Leskinen Р., Kuikman Р.,
Thomsen М. Green economy and related concepts: An overview // Journal of Cleaner Production. - 2016. -V. 139. - P. 361-371.
5. Басова Н.В., Новиков Э.В., Безбабченко А.В. Технико-экономический анализ переработки льна-долгунца и масличного льна в однотипное и короткое волокно // Инновационные разработки производства и переработки лубяных культур: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. - С. 220-228.
6. Ущаповский И.В., Новиков Э.В., Басова Н.В., Безбабченко А.В., Галкин А.В. Системные проблемы льнокомплекса России и зарубежья, возможности их решения // Молочнохозяйственный вестник. - 2011. - № 1 (25). - С. 166-184.
7. Безбабченко А.В., Новиков Э.В., Ковалев М.М., Пучков Е.М. Универсальная линия для переработки льна и пеньки в различные виды готовой продукции // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2016. - № 1. - С. 54-58.
8. Лукомец В.М., Бочкарев Н.И., Галкин П.М., Рябенко Л.Г., Тишков Н.М., Бушнев А.С. Практическое руководство по возделыванию льна масличного в Краснодарском крае. - Краснодар, 2003. -18 с.
9. Волобуев В.А., Ревенко В.Ю. Способ заделки в почву пожнивных и стерневых остатков растений льна масличного // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2015. - № 1 (161). -С. 96-100.
10. Безбабченко А.В., Новиков Э.В., Басова Н.В., Ущаповский И.В. Пути снижения себестоимости льноволокна на предприятиях первичной обработки лубоволокнистых материалов // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. - 2011. - № 8. - С. 31-34.
11. Новиков Э.В., Безбабченко А.В., Внуков В.Г., Пучков Е.М., Ковалев М.М. Льнозавод по переработке масличного льна в короткое волокно на основе разработанной линии для стеблевой массы // Инновационные разработки производства и переработки лубяных культур: материалы Меж-дунар. науч.-практ. конф. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. - С. 236-245.
12. Flax Council of Canada: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://flaxcouncil.ca.
References
1. Lukomets, V.M., Zelentsov S.V., Krivoshlykov K.M. Perspektivy i rezervy rasshireniya proizvodstva maslichnykh kul'tur v Rossiyskoy Federatsii // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. -2015. - Vyp. 4 (164). - S. 81-102.
2. Shushkov, R.A., Biryukov A.L., Kustov D.V., Kuznetsov A.S. Obosnovanie tselesoobraznosti ispol'zovaniya SVCh-izlucheniya dlya sushki l'notresty v lente // Molochnokhozyaystvennyy vest-nik. - 2016. - № 4 (24). - S. 99-111.
3. Puchkov, E.M., Bezbabchenko A.V., Novikov E.V. Perspektivnye malozatratnye tekhnologii pere-rabotki solomy i tresty l'na maslichnogo // Izvestiya vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti. -2016. - № 4. - S. 58-62.
4. Loiseau E., Saikku L., Antikainen R., Droste N., Hansjürgen V., Pitkänen K., Leskinen R., Kuik-man R., Thomsen M. Green economy and related concepts: An overview // Journal of Cleaner Production. - 2016. - V. 139. - P. 361-371.
5. Basova N.V., Novikov E.V., Bezbabchenko A.V. Tekhniko-ekonomicheskiy analiz pererabotki l'na-dolguntsa i maslichnogo l'na v odnotipnoe i korotkoe volokno // Innovatsionnye razrabotki proizvodstva i pererabotki lubyanykh kul'tur: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. - Tver': Tver. gos. un-t, 2016. - S. 220-228.
6. Ushchapovskiy I.V., Novikov E.V., Basova N.V., Bezbabchenko A.V., Galkin A.V. Sistemnye problemy l'nokompleksa Rossii i zarubezh'ya, vozmozhnosti ikh resheniya // Molochnokho-zyaystvennyy vestnik. - 2011. - № 1 (25). - S. 166184.
7. Bezbabchenko A.V., Novikov E.V., Kovalev M.M., Puchkov E.M. Universal'naya liniya dlya pererabotki l'na i pen'ki v razlichnye vidy gotovoy produktsii // Izvestiya vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti. - 2016. - № 1. - S. 5458.
8. Lukomets V.M., Bochkarev N.I., Galkin P.M., Ryabenko L.G., Tishkov N.M., Bushnev A.S. Prak-ticheskoe rukovodstvo po vozdelyvaniyu l'na maslichnogo v Krasnodarskom krae. - Krasnodar, 2003. - 18 s.
9. Volobuev V.A., Revenko V.Yu. Sposob zadelki v pochvu pozhnivnykh i sternevykh ostatkov rasteniy l'na maslichnogo // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. - 2015. - № 1 (161). - S. 96-100.
10. Bezbabchenko A.V., Novikov E.V., Basova N.V., Ushchapovskiy I.V. Puti snizheniya sebestoimosti l'novolokna na predpriyatiyakh pervichnoy obrabotki lubovoloknistykh materialov // Ekonomika sel'skokhozyaystvennykh i perera-batyvayushchikh predpriyatiy. - 2011. - № 8. - S. 31-34.
11. Novikov E.V., Bezbabchenko A.V., Vnukov V.G., Puchkov E.M., Kovalev M.M. L'nozavod po pererabotke maslichnogo l'na v korotkoe volokno na osnove razrabotannoy linii dlya steblevoy massy // Innovatsionnye razrabotki proizvodstva i pererabotki lubyanykh kul'tur: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. - Tver': Tver. gos. un-t, 2016. - S. 236245.
12. Flax Council of Canada: [Elektronnyy resurs]. -Rezhim dostupa: https://flaxcouncil.ca.
