СПОСОБ СУШКИ ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ
LINEN STOCK DRYING METHOD

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты.
В настоящее время технология производства льняного волокна, используемая на отечественных льнозаводах, требует сушки стеблей льняной стланцевой тресты перед механической обработкой. Применяемые способы сушки и техника для их осуществления были созданы в условиях низкой стоимости энергоресурсов. В рыночных условиях хозяйствования использование существующей техники стало экономически не выгодным, что привело к отказу на ряде предприятий первичной обработки льна от сушки тресты. Следствием этого оказалось снижение выхода длинного волокна и ухудшение его качества. Поэтому в настоящее время требуется использование более экономичных способов сушки.
Известен способ сушки лубоволокнистых материалов, который предусматривает сушку тресты в потоке [1]. Однако использование этого способа не обеспечивает рациональное использование теплоносителя. Кроме этого известный способ требует применения крупногабаритных и энергоемких сушильных машин.
Известен также способ сушки льнотресты, включающий ее подготовку в виде слоя стеблей и транспортировку с одновременным обдувом его средней зоны потоком ограниченного по ширине нагретого воздуха, величина которой может меняться в зависимости от свойств стеблей [2].
Недостатком данного способа является нерациональное использование теплоносителя из-за особенностей высушивания разных зон стеблей по их длине, а также разных зон по длине стеблевого потока льнотресты.
Однако этот способ имеет недостатки. Нерациональность использования теплоносителя при сушке по известному способу обусловлена следующими обстоятельствами. В наибольшей степени подсушки требуют срединные участки стеблей льнотресты, так как при последующем трепании именно они в наихудшей степени обескостриваются [4]. Концевые же участки стеблей при трепании подвергаются наибольшим растягивающим воздействиям и поэтому должны подсушиваться меньше. Это объясняется снижением разрывного усилия волокна при уменьшении его влажности. Таким образом, требуется дифференциация по степени подсушки разных зон стеблей по их длине.
Однако при влажности стеблей льнотресты менее 20%, то есть когда влага в стеблях является не свободной, а связанной со структурными составляющими стебля, для ее удаления требуется интенсификации диффузионных процессов. Это возможно только при наличии определенного градиента температуры. Иными словами, такую влагу можно эффективно удалять только при условии хорошего прогревания стеблей. Это обстоятельство необходимо учитывать наряду с интенсификацией процесса сушки срединных участков стеблей посредством увеличения скорости теплоносителя вдоль стеблей.
В известном же способе подача теплоносителя производится в основном в срединную часть слоя, например снизу. При этом другие, в том числе и внутренние, слои из-за потерь тепла будут прогреваться хуже, что снижает эффективность диффузионного процесса сушки.
Еще одним недостатком известного способа являются также нерациональные условия подачи теплоносителя в условиях изменяющейся ширины слоя (из-за варьирования длины стеблей льнотресты по длине ленты) и растянутости стеблей, приводящей к неравномерности их распределения на поверхности транспортера (как правило, сетчатого). Из-за варьирования ширины слоя стеблей по краям или по одному из краев на транспортере будут иметься свободные от слоя пространства. Это приведет к нерациональному расходу тепла.
В результате этих недостатков при реализации известного способа сушки льняной тресты требуются повышенные энергозатраты, следствием чего являются увеличенные габариты сушильного устройства, обеспечивающие сушку срединных участков стеблей до требуемой технологической влажности.
Упомянутый способ сушки льняной тресты [2] по своей технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому и поэтому его можно выбрать в качестве прототипа.
Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки льняной тресты на основе рационального использования теплоносителя.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в способе сушки льняной тресты, включающем ее подготовку в виде слоя стеблей и транспортировку с одновременным обдувом его средней зоны потоком ограниченного по ширине нагретого воздуха величина которой может меняться в зависимости от свойств стеблей, согласно изобретению поток нагретого воздуха направляют одновременно сверху и снизу средней зоны слоя, а также вдоль стеблей.
Направление потока нагретого воздуха в срединную зону по ширине движущегося слоя стеблей одновременно сверху и снизу средней зоны слоя, а также вдоль стеблей будет обеспечивать следующие технологические эффекты.
Во-первых, направление потока теплоносителя одновременно сверху и снизу средней зоны слоя, а также вдоль стеблей будет обеспечивать эффективное прогревание стеблей в средней части ширины слоя. В результате этого процесс удаления влаги из средней части стеблей будет более эффективным в сравнении с вариантом, когда интенсификацию удаления влаги обеспечивают за счет увеличения скорости перемещения теплоносителя относительно стеблей.
Во-вторых, направление потока нагретого воздуха в срединную зону по ширине слоя, размер которой зависит от свойств стеблей, а именно от их длины и средних квадратических отклонений их концов в комлевой и вершиночной частях слоя, будет обеспечивать условия, когда в зоне подачи теплоносителя не будет свободных от стеблей участков стеблевого потока.
В-третьих, из теории механической обработки стеблей льна следует [3], что при выделении трепанием из стеблей тресты волокна наиболее интенсивная механическая обработка происходит применительно к концевым участкам стеблей. Средняя же часть обрабатывается хуже. Поэтому на практике для лучшей проработки срединных участков стеблей всегда требуется увеличение интенсивности процесса трепания. Однако это приводит к обсечке концевых участков стеблей и волокна, то есть к неоправданным волокнистым потерям. Однако наряду с этим известна также зависимость показателя отделяемости волокна, а также его разрывного усилия от влажности исходных стеблей. Чем суше стебли, тем лучше в них от волокна отделяется костра, но при этом наблюдается снижение прочности волокна на разрыв. Поэтому из указанных закономерностей вытекает целесообразность лучшей подсушки срединных участков стеблей. Для концевых же участков такую подсушку производить нет необходимости, исходя из условия сохранения (не снижения) разрывного усилия волокна. Таким образом, подсушивая среднюю часть стеблей, будет улучшаться декортикационная способность их срединных участков, и сохраняться (не уменьшаться) разрывное усилие волокна в концевых участках стеблей. Это, в конечном итоге, будет приводить при трепании к лучшему обескостриванию срединных участков стеблей и сохранению волокнистых комплексов в их концевых участках.
Из представленных пояснений следует, что направление потока нагретого воздуха в срединную зону движущегося слоя стеблей по ширине, при его одновременной подаче сверху и снизу средней зоны слоя, а также вдоль стеблей позволит повысить эффективность сушки за счет ее интенсификации и более рационального использования теплоносителя (теплого воздуха) на основе учета свойств обрабатываемой льняной тресты.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа сушки.
Пример конкретного выполнения способа.
Слой стеблей тресты 1, сформированный в результате размотки рулона, перемещается вдоль раздаточного воздуховода 2 посредством колкового транспортера 3. Горячий воздух (теплоноситель) подается к слою стеблей и поступает одновременно сверху и снизу в срединную зону ширины слоя А, величина которой зависит от свойств стеблей в слое и может меняться путем изменения положения заслонок 4. Далее теплоноситель, пройдя сквозь слой стеблей, выходит из зоны сушки. При необходимости он может быть обогащен воздухом извне зоны сушки и вновь использован для повторного подсушивания тресты.
Использование предлагаемого способа не потребует значительных затрат на его реализацию в сравнении с существующими в настоящее время на практике способами и устройствами для сушки льняной тресты.
Источники информации
1. Сушка и увлажнение лубоволокнистых материалов: учебник для вузов. - М., Легкая индустрия, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР №1523866, авторы: Е.Н.Токмаков, А.А.Потарин, А.Н.Пигалов. Опубл. 23.11.89, бюл. №43.
3. A.M.Ипатов. Теоретические основы механической обработки стеблей лубяных культур: учебное пособие для вузов. - М., Легпромбытиздат, 1989.