Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория процессов, технология производства и оборудование подготовки смесей, холстообразование. Учебно-методическое пособие.pdf
электромеханическим устройством. Машина имеет девять
расчесывающих валиков одного диаметра, Расчесывающие валики 7 к
11 являются съемными, а валик 10 — передающим (между валиками 7
и 11). Машина оснащена рабочими валиками: пять валиков 5 в
верхней части и три валика 6 в нижней части машины.
Все рабочие валики 5 и 6 одного диаметра Расчесывание,
смешивание и очистка волокон осуществляется между рабочими 5 и 6
и расчесывающими валиками. Съем волокон со съемных валиков 7 и
11 производится валиками 8 и 9. Рандомизирующие устройства
припасовываются к каждому съемному валику.
Для формирования холстов аэродинамическим способом,
производители оборудования предлагают различные технологические
решения. Например, фирма DERUX, предлагает технологии, которые
позволяют получить максимально изотропный материал, в
зависимости от его назначения. По этим решениям можно получать
нетканые материалы различными способами, от прямого
формирования холста в бункерном питателе чесальной машины, до
кардочесальной аэродинамической машины EWKL.
В процессах холстоформирования, аэродинамические машины
обеспечивают производство материалов с большим диапазоном
поверхностной плотности, переработку большого разнообразия
различных видов волокон, а также они очень эффективны.
Фирмой DERUX разработаны разнообразные виды
аэродинамических машин, для переработки различного вида волокон.
Например, для переработки отбеленного или не отбеленного
хлопкового волокна, а также смесок хлопкового волокна с
вискозными и синтетическими волокнами разработана
аэродинамическая машина Airlay-Krempel EWKL.
Для производства изотропных нетканых материалов на базе
натуральных, синтетических и регенерированных волокон,
разработана аэродинамическая машина Airlay-Krempel.
Кроме описанных машин, фирма DERUX предлагает
технологию прямого скрепления холста, при которой,
сформированный посредством питателей EDSWL или Scanfeed, холст
отправляется непосредственно к этапу скрепления. Питатели типов
Scanfeed и Vibrafeed обеспечивают высокую точность
холстоформирования.
71
Рис. 21. Схема холстообразующей машины WZW/5K
Данная технология применима в случае, если требования к
нетканому материалу позволяют обойтись без чесальной или
ародинамической машины.
4.6. Гидродинамический способ образования холста
Гидродинамический способ образования холста основан на диспергировании волокон в жидкости и последующем осаждении и укладывании их на сетчатых транспортирующих лентах.
Преимущества данного способа заключаются в следующем:
- гидродинамическое образование холста позволяет
использовать короткие дешевые волокна, образующиеся при
переработке отходов;
- способ позволяет смешивать волокна различного вида и
происхождения в любом соотношении;
- получать полностью изотропное полотно, у которого свойства
одинаковы во всех направлениях;
- получать холст с плотностью 10-2000 г/м
2
.
72
При этом способе в специальных емкостях образуется дисперсия
волокна в воде. Далее дисперсия подается на наклонное сито в зону
формирования холста, а вода, прошедшая через сито, возвращается в
производственный цикл. Сформированный холст закрепляется
связующими веществами и подается в сушилку.
Рис. 22. Схема установки гидродинамического
формирования холста
Вопросы для самоконтроля
1. Цель и сущность процесса холстоформирования.
2. Виды структур волокнистых холстов.
3. Задачи процесса холстообразования.
4. Основные свойства прочеса.
5. Изотропная и анизотропная структура холста.
6. Аэродинамическое холстообразование.
7. Механическое холстообразование.
8. Электростатическое холстообразование.
9. Гидравлическое холстообразование.
10. Недостатки и преимущества способов холстообразования.
73
5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Цель данного практикума – оказание помощи студентам в
теоретическом и практическом освоении основных методик
холстообразования, проведения качественного и количественного
анализов сырьевых материалов, развития их самостоятельности при
решении технологических задач.
Учебно - методическое пособие содержит краткий
теоретический курс по дисциплине, вопросы для самоконтроля, а
также рекомендации по самостоятельной подготовке студентов к
проведению лабораторной работы.
5.1. Основные сведения
В производстве нетканых материалов различного ассортимента
приняты следующие виды технологии — механическая, физикохимическая и комбинированная. Свойства и структура нетканых
материалов зависят от вида используемой технологии и оборудования.
Эффективность использования оборудования, сырья, новых
технологических процессов и качество выпускаемой продукции во
многом зависят от квалификации кадров, выполняющих подготовку и
сам технологический процесс.
Качественный и количественный волокнистый состав в
значительной степени определяет химические и физико-химические
свойства нетканых материалов.
5.2. Общие правила и меры безопасности
при работе в лаборатории
Дисциплина «Теория процессов, технология производства и
оборудование подготовки смесей, холстообразование» изучает
преимущественно основы технологии производства холстов из
различных видов сырья.
74
Правильно построить технологические процессы производства
нетканых материалов позволят теоретические и практические знания
основ протекания процессов.
При изучении методов проведения качественного и
количественного анализов нетканых материалов используются
агрессивные химические вещества, а также электрооборудование.
Несоблюдение правил техники безопасности, неосторожность и
неосмотрительность при выполнении работ могут привести к
несчастным случаям. Их вероятность может быть сведена к
минимуму, если соблюдать все меры предосторожности.
При выполнении работы студент должен выполнить следующие
действия.
1) Перед началом работы пройти инструктаж по технике
безопасности, ознакомиться с лабораторией (местонахождением
средств пожаротушения; средств нейтрализации, используемых в
случае ожога кислотами и щелочами; кранов и вентилей,
перекрывающих подачу в лабораторию газа и воды; способами подачи
электроэнергии; правилами хранения легковоспламеняющихся
жидкостей (ЛВЖ), кислот и других реактивов), а также изучить
правила обращения со стеклянной посудой.
2) Получить задание у преподавателя и тщательно изучить его.
3) Собрать и изучить прибор или установку и получить
разрешение у преподавателя на выполнение работы. При отклонении
от хода опыта обратиться к дежурному лаборанту и преподавателю.
4) По окончании работы выключить на своем рабочем месте
электроприборы, перекрыть газовые и водопроводные краны, навести
порядок на рабочем месте. Тщательно вымыть лабораторную посуду.
Необходимые для дальнейшей работы вещества снабдить этикеткой с
указанием названия продукта, номера группы, Ф.И.О., номера
бригады и оставить в специально отведенном месте.
5) Свое рабочее место студент должен сдать дежурному
студенту по лаборатории, который в свою очередь обязан отчитаться
перед лаборантом и преподавателем, прежде чем уйти из лаборатории.
Категорически запрещается:
- сливать в раковину растворители, кислоты, растворы
органических веществ (для этого должны быть предусмотрены
склянки с названием сливаемого реагента);
- оставлять без надзора работающую установку;
75
- заниматься посторонними делами, принимать пищу в
лаборатории;
- работать без халата и средств индивидуальной защиты.
Перечень вопросов, подлежащих обсуждению на коллоквиуме
по технике безопасности:
1) Средства индивидуальной и коллективной защиты в
химической лаборатории.
2) Меры предосторожности при работе с кислотами и щелочами,
правила их хранения.
3) Правила безопасной работы с органическими растворителями,
условия их хранения.
4) Меры предосторожности при работе с органическими и
неорганическими пероксидами.
5) Правила пользования огнетушителями.
6) Первая помощь при термических, кислотных и щелочных
ожогах.
7) Правила работы с электроприборами
8) Правила работы с газовыми горелками.
9) Правила работы с химической посудой и приборами из
стекла.
5.3. Оформление лабораторной работы
В лабораторной работе студент самостоятельно излагает
выполнение им работы в соответствии с основными требованиями по
обработке экспериментальных данных, используя при этом
рекомендованную литературу.
Материалы лабораторных работ оформляются в виде
письменного отчета в тетрадях, который включает:
1) название работы;
2) цель работы;
3) используемые оборудование и материалы;
4) теоретические основы процесса;
5) схему установки или прибора с описанием методов
исследований;
6) ход работы;
7) результаты проведенных исследований;
8) выводы.
76
Лабораторная работа 1
Наименование
Сода
г/дм3
Хлорид
Время,
1 - замочка
шерсти
1
30
2 - промывка
45
0,45 1 1
30
3 - промывка
48
0,4
0,5
0,5
30
4 - промывка
45
0,3
0,5
0,5
15
5 - полоскание
-
До
воды
МОЙКА ШЕРСТИ
Цель работы: изучить и проанализировать сырье различных
видов на предмет готовности его к проведению процессов
холстообразования, провести процесс мойки сырья.
Приборы и оборудование: пинцет, металлические щипцы, ванна,
стеклянные палочки.
Реактивы и материалы: вода, карбонат натрия, хлорид натрия,
ПАВ, шерсть, шерсть с примесями.
Методика проведения работы
Перед началом рассмотрения методов оценки качества сырья,
необходимо изучить ГОСТы на определенные виды сырья, определить
по каким основным параметрам оценивается качество материалов.
После изучения ГОСТов студент допускается к изучению
волокнистого сырья.
Для анализа берутся пучки различных видов волокон. Изучение
проводится органолептически. Сырье оценивается по внешнему виду,
наличию сорных примесей, целостности волокон и на ощупь.
Далее проводится мойка шерсти. Предварительно взвешенное
сырье промывают в теплой воде согласно методике.
Мойка шерсти проводится в несколько этапов. Режимы мойки
представлены в табл. 2.
Таблица 2
Режимы мойки шерсти
этапа Температура
о
С
,
38 0,5 1
25-30 - -
(карбонат
натрия),
Мыло
жидкое,
г/дм
77
3
натрия,
3
г/дм
мин
чистой
По окончании мойки волокна шерсти высушиваются и
оценивается качество проведения процесса.
Задание:
1) Провести процессы мойки шерсти
2) Результаты записать в виде вывода по работе.
Лабораторная работа 2
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И ОПЕРАЦИЙ,
ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ХОЛСТООБРАЗОВАНИЮ
(РЫХЛЕНИЕ, ТРЕПАНИЕ НАТУРАЛЬНОЙ ШЕРСТИ)
Цель работы: изучить и провести процессы разрыхления и
трепания натуральной шерсти, и рассчитать эффективность процесса
трепания.
Приборы и оборудование: весы аналитические, металлические
щетки, пинцет.
Реактивы и материалы: образцы шерсти.
Методика проведения работы
Для проведения процессов разрыхления студентам выдается
неочищенное сырье шерсти. Перед проведением процессов рыхления
и трепания образцы сырья предварительно взвешиваются на
аналитических весах, с точностью до четвертого знака после запятой.
Процесс рыхления проводится вручную, путем разъединения
спутанных клочков волокон и разделения их на отдельные волокна.
После проведения процесса разрыхления проводится процесс
трепания шерсти, с выделением сорных примесей из нее.
После проведения процессов разрыхления и трепания,
полученная масса волокон снова взвешивается и рассчитывается
показатель эффективности процесса трепания. Степень разрыхления р
определяют как отношение объемной массы шерсти Q
объемной массе Q
после трепания, т. е.
2
до трепания к
1
, м3
Объемную массу шерсти до и после трепания принимают равной
массе шерсти в м
3
в свободном состоянии. Степень уменьшения массы
клочков шерсти, %:
78
где Р
и Р2 — средняя масса клочков шерсти соответственно до
1
и после трепания, г.
Задание:
1) Провести процессы рыхления и трепания, рассчитать
эффективность процесса разрыхления.
2) Результаты записать в виде вывода по работе.
Лабораторная работа 3
КАРБОНИЗАЦИЯ НАТУРАЛЬНОЙ ШЕРСТИ
Цель работы: изучение химического метода обезрепеивания
шерсти - карбонизация шерсти.
Приборы и оборудование: сушильный шкаф, весы
аналитические, химический стакан, мерный цилиндр, стеклянная
палочка, металлические щетки.
Реактивы и материалы: ПАВ, 5% серная кислота, сода
кальцинированная 5 %-ный раствор, загрязненная (репейная) шерсть.
Методика проведения работы
1. Пропитывание в растворе ПАВ.
В процессе поглощения кислоты шерстяные волокна должны
получить минимальное ее количество, а целлюлозные примеси,
которые очень быстро поглощают кислоты — максимальное
количество. Предварительное пропитывание шерсти в течение не
более 5 мин в растворе поверхностно-активных веществ (1,5 г/дм
3
ОП-
10) способствует интенсификации пропитывания.
2. Пропитывание шерстяных волокон раствором серной кислоты
рекомендуется проводить при концентрации 5,5—6,0 % не более 5
мин при температуре раствора 12 °С.
3. Подсушка шерсти при 70-80 °С в течение 30 минут.
Содержание влаги в шерстяных волокнах перед сушкой имеет
определенное значение для сохранения свойств волокон. Лучшее
79
протекание процесса сушки достигается при влагосодержании 50—55
%.
Легкое разрыхление шерстяных волокон облегчает доступ к ним
горячего воздуха при последней сушке.
Предварительная сушка при пониженной температуре
способствует сохранению свойств шерстяных волокон.
Предварительную сушку рекомендуется осуществлять с постепенным
нарастанием температуры до начала термической обработки волокон.
4. Термическую обработку проводят при температуре 105—110
°С в течение 10—15 мин.
Целлюлозные примеси в процессе термической обработки
полностью обугливаются. Для удаления обугленного растительного
сора волокна пропускают через несколько пар стальных рифленых
цилиндров, скорость которых увеличивается по ходу продукта.
5. Нейтрализация кислованной шерсти. При нейтрализации
шерсть первоначально промывают в теплой воде (37 °С), чтобы
удалить механически связанную кислоту, а затем обрабатывают
раствором кальцинированной соды, чтобы удалить из волокон
химически связанную кислоту. Далее шерстяные волокна промывают
теплой водой для удаления остатков щелочи.
6. Сушка шерстяных волокон. Этот процесс рекомендуется
проводить после нейтрализации при температуре 70—80 °С до
влажности волокна 15—17 %.
Далее по формуле рассчитывают степень уменьшения массы
клочков шерсти после проведения процесса карбонизации, %:
где Р
и Р2 — средняя масса клочков шерсти соответственно до
1
и после процесса карбонизации, г.
Задание:
1) Изучить технологию проведения процесса карбонизации
натуральной шерсти.
2) Рассчитать эффективность процесса химической очистки
шерсти от сорных примесей.
80