Потокова лінія виробництва целюлозної вати

1. Потокова лінія виробництва целюлозної вати з льону, що містить щонайменше один засіб очищення сировини від грубих механічних домішок, щонайменше один засіб розпушування сировини, щонайменше один засіб механохімічної обробки сировини у водяному середовищі, сушильну машину і щонайменше один розпушувач висушеного до припустимої вологості цільового продукту, 1096 З ура хуванням сказаного ясно, що видалення перелічених нецелюлозних домішок тільки хімічною обробкою спряжено зі значними витратами реагентів, часу й енергії і з забрудненням природного середовища відходами такої обробки або з витратами на знешкодження відходів. Навряд чи можна істотно зменшити концентрацію нецелюлозних домішок у напівфабрикатах, що підлягають хімічній обробці, механічною дією на сухий лубоволокнистий матеріал з застосуванням таких пристроїв, як м'яльні вальці, тіпальні барабани, чесальні машини з безкінечним гнучким робочим органом з пильчастою або голчастою гарнітурою або гребінними механізмами. Тому для одержання целюлозної вати з льону кращі потокові лінії, що включають такий засіб обробки лубоволокнистої сировини у водяному середовищі, який забезпечить механохімічну деструкцію, переведення у водяну дисперсію й ефективне видалення істотної частини зазначених домішок. З їх числа до пропонованої за технічною суттю найближча потокова лінія, склад якої зрозумілий з опису винаходу до UA Patent 17136А (1997). Ця лінія призначена для виготовлення медичної вати з льону. Вона містить послідовно встановлені і зв'язані придатними засобами подачі сировини і міжопераційного транспорту напівфабрикатів: - щонайменше один засіб очищення сировини від груби х механічних домішок; - щонайменше один засіб розпушування сировини; - засіб механохімічної обробки сировини у водяному середовищі, що, зокрема, виконаний у вигляді (по можливості, проточної) ванни, оснащеної щонайменше одним імпульсним електричним розрядником, здатним породжувати гідравлічні удари в об'ємі просоченого водою лляного волокна і сприяти дифузії продуктів механохімічної деструкції нецелюлозних домішок у воду; - засіб промивання механохімічно оброблених волокон льону; - сушильну машину; і - розпушувач висушеного до припустимої вологості цільового продукту. Однак, тільки механохімічна обробка сировини у водяному середовищі з відмиванням волокна від продуктів механохімічної деструкції нецелюлозних домішок не забезпечує одержання високочистої целюлозної вати з льону. Дійсно, тонкодисперсні частинки домішок важко цілком відмити, і їх частина неминуче залишається, на переплутаних целюлозних волокнах. Ці домішки погіршують якість вати й обмежують її застосування для медичних потреб. Тому в основу корисної моделі покладена задача шляхом зміни складу і взаєморозташування устаткування створити таку потокову лінію, що забезпечувала б настільки повне очищення лляних целюлозних волокон, після якого отримана вата була б придатна для будь-яких медичних потреб. Поставлена задача вирішена тим, що в потокову лінію для виробництва целюлозної вати з льону, що має щонайменше один засіб очищення сировини від грубих механічних домішок, щонайменше один засіб розпушування сировини, щонайменше один засіб механохімічної обробки си ровини у водяному середовищі, сушильну машину і щонайменше один розпушувач висушеного до припустимої вологості цільового продукту, відповідно до винахідницького задуму після засобу механохімічної обробки сировини включений щонайменше один варильний казан для остаточного хімічного очищення целюлозних волокон від нецелюлозних домішок. При такому підключенні варильного казана хімічне видалення залишків тонкодисперсних частинок нецелюлозних домішок із целюлозних волокон можливо при незначних витрата х часу і реагентів. Відповідно, вдається одержувати так звану "очну вату", що відповідає особливо жорстким вимогам до чистоти. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що перед засобом механохімічної обробки сировини у водяному середовищі включена щонайменше одна флотаційна машина. Тим самим: - забезпечується попереднє очищення лляної сировини з максимальною концентрацією домішок типу костриці, які відрізняються по густині від целюлози; і - полегшуються механохімічна і хімічна обробка сировини з відповідним підвищенням продуктивності і зниженням витрат енергії і реагентів. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що засіб механохімічної обробки сировини має вигляд ванни, оснащеної щонайменше одним засобом збудження кавітації, що вибраний з групи, яка складається з засобів збудження акустичної кавітації і засобів збудження гідродинамічної кавітації. Кавітаційна обробка супроводжується легко регульованим нагріванням водяного середовища. Зростання температури підсилює і прискорює механохімічну дестр укцію щонайменше деяких нецелюлозних домішок, що підвищує ефективність очищення. Тепло, що виділяється, неважко утилізувати усередині потокової лінії. Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції і роботи потокової лінії з посиланнями на креслення, де зображені на: фіг. 1 - загальний вигляд потокової лінії; фіг. 2 - ванна для механохімічної обробки сировини у водяному середовищі. Пропонована потокова лінія в кращому варіанті здійснення винахідницького задуму (див. фіг. 1) має зв'язані придатними засобами міжопераційного транспорту: щонайменше один засіб 1 очищення лляної сировини від грубих механічних домішок, яким може слугувати придатна чесальна машина; щонайменше один засіб 2 розпушування сировини, яким також може слугувати інша придатна чесальна машина і який може додатково очищати сировину від неволокнистих механічних домішок типу дрібних частинок костриці; щонайменше одна флотаційна машина 3, яка (при підвищеному забрудненні лляного волокна нецелюлозними домішками) може бути підключена на вихід засобу 2 розпушування; щонайменше один засіб 4 механохімічної обробки сировини у водяному середовищі, який, за бажанням, може бути підключений або тільки на вихід засобу 2 розпушування (при використанні сировини зі стабільно низькою концентрацією нецелюлозних домішок), або тільки на вихід напівфабрикату з флотаційної машини 4 (при використанні сировини зі стабільно високою кон 2 1096 центрацією нецелюлозних домішок), або зв'язано з зазначеними пристроями через не показаний особливо придатний засіб переключення матеріальних потоків (при використанні сировини з перемінною концентрацією нецелюлозних домішок); засіб 5 промивання виділених з льону целюлозних волокон, що звичайно має вигляд закритої проточної ванни з вбудованим у неї придатним транспортером мокрого напівфабрикату; щонайменше один варильний казан 6 для остаточного хімічного очищення целюлозних волокон від нецелюлозних домішок; розпушувач 7 мокрого волокна; конвеєрживильник 8 для подачі мокрого волокна на сушіння; придатну сушильну машину 9 довільної конструкції; і розпушувач 10 висушеного до припустимої вологості цільового продукту, яким може слугувати щонайменше ще одна придатна чесальна машина. Засобами міжопераційного транспорту в потоковій лінії можуть слугувати: звичайні планкові конвеєри 11, що включені між засобами 1 і 2, між засобом 2 і флотаційною машиною 3 і/або засобом 4, між засобом 4 і засобом промивання 5 і між цим засобом 5 і варильним казаном 6, вже згаданий конвеєр-живильник 8 і система 12 пневмотранспорту, що включена між сушильною машиною 9 і розпушувачем 10. Засіб 4 механохімічної обробки сировини у водяному середовищі (див. фіг. 2) має вигляд ванни, що оснащена щонайменше одним засобом збудження кавітації. Якщо засіб 4 виконано у вигляді замкнутої ванни, що має лише щонайменше один люк для завантаження оброблюваного і вивантаження обробленого матеріалу, то для механохімічної обробки доцільно застосовувати засіб збудження акустичної кавітації на основі щонайменше одного генератора 13 ультразвукових коливань, звукопровод(и) якого повинні бути введені в щільний акустичний контакт зі стінками ванни. Якщо ж засіб 4 виконано у вигляді проточної ванни, що оснащена щонайменше одним патрубком для подачі свіжої очищеної води і щонайменше одним патрубком для виводу водяної дисперсії нецелюлозних домішок, то для механохімічної обробки можна застосовувати як щонайменше один засіб 14 збудження гідродинамічної кавітації, наприклад, у вигляді кавітаційного сопла, вбудованого в патрубок для подачі води, так і комбінацію засобів 13 і 14. Фахівцям зрозуміло, що описана потокова лінія може мати не показане на кресленнях додаткове устаткування, як-от: щонайменше один придатний пакорозбірник на вході; проміжні накопичувачі напівфабрикатів перед періодично працюючими флотаційною машиною 3, засобом 4 механохімічної обробки сировини у водяному середовищі і варильним казаном 6; систему контролю технологічних параметрів і засобів керування окремими частинами цієї лінії і лінією в цілому; стандартні засоби фасування й упаковування вати на виході; придатні засоби асептичних маніпуляцій з отриманим із варильного казана напівфабрикатом і сухим цільовим продуктом і/або стерилізації цього продукту. Лляну вату на описаній лінії виготовляють у такий спосіб. Лляну сировину з розібраних пак подають на засіб 1 очищення, з якого грубі механічні домішки надходять у не показаний на кресленні збірник очосів для наступної утилізації, а підпушений і частково упорядкований волокнистий напівфабрикат першим планковим конвеєром 11 подають на засіб 2 розпушування. Відділені на цьому засобі 2 очоси також надходять у згаданий збірник, а пухкий упорядкований волокнистий напівфабрикат другим планковим конвеєром 11 звичайно подають на флотаційну машину 3 (хоча не виключена його пряма подача на засіб 4). Флотаційна машина 3 відокремлює спливаючі у водяному середовищі залишки менш густи х домішок лубу від більш густих потопаючих целюлозних волокон і міцно зв'язаних з ними нецелюлозних домішок типу лігніноподібних, жирових, воскоподібних і азотистих речовин. При цьому для активації флотаційного розділення можуть бути використані інтенсивна аерація водяного середовища, щоб пухирці повітря або іншого придатного газу сприяли спливанню зазначених залишків, і/або інтенсивна турбулізація водяної суспензії лляної сировини. Напівфабрикат після флотаційного очищення третім планковим конвеєром 11 подають у засіб 4 механохімічної обробки сировини у водяному середовищі, що кавітує. Для цього включають генератор 13 ультразвукових коливань і/або засіб 14 збудження гідродинамічної кавітації. При змиканні виникаючих у рідині каверн менш міцні, чим целюлозне волокно, нецелюлозні домішки дробляться й утворюють складну водяну дисперсію, що включає як розчинені, так і суспендовані або емульговані у воді речовини. Більшу частину цієї дисперсії видаляють промиванням або безпосередньо з засобу 4, або з додаткового засобу 5 промивання механохімічно обробленого сирого льоноволокна. Промите сире льоноволокно четвертим планковим конвеєром 11 передають у варильний казан 6, де з використанням м'яких окислювачів типу гіпохлориту натрію практично цілком звільняють целюлозне волокно від нецелюлозних домішок і відбілюють його. Для активації процесу хімічного доочищення водяну суспензію лляної сировини в казані 6 доцільно щонайменше періодично турбулізувати. Казан 6 експлуатують у режимі "варіння-промивання". Хімічну обробку завершують після доведення РН ДО величини 7,0-7,5. На закінчення процесу очищення виділене з льону мокре целюлозне волокно п'ятим планковим конвеєром 11 передають на розпушувач 7. З нього розпушене і почасти збезводнене целюлозне волокно надходить на конвеєр-живильник 8 сушильної машини 9. Після сушіння до залишкової вологості не більш 8% лляна вата через систему 12 пневмотранспорту надходить на розпушувач(і) 10. Розпушену вату дозують і упаковують відомими засобами. Для ілюстрації ефективності потокової лінії нижче у таблиці наведені порівняльні дані для вати з бавовни і вати з льону. 3 1096 Показники якості медичної гігроскопічної вати з бавовни і медичної гігроскопічної вати з льону Параметри вати 1. Частка не розчесаних скупчень, % мас. 2. Частка короткого волокна, % мас. 3. Забрудненість, % мас. 4. Сторонні домішки, % мас. 5. Зольність, % мас. 6. Жирові і воскоподібні речовини, % мас. 7. Вологість, % мас. 8. Поглинальна здатність, г. 9. Капілярність, мм. 10. рН витяжки 11. Частка хлоридів, % мас. 12. Частка сульфатів, % мас. 13. Частка кальцію, % мас. 14. Вміст речовин-відновників 15. Білість, % Вата медична з бавовни по ГОСТ 5556-81 Очна Хірургічна Гігієнічна 1,5 3,0 5,0 0,15 0,2 0,25 0,1 0,3 0,7 Не доп. Не доп. Не доп. 0,2 0,3 0,4 0,3 0,35 0,5 8,0 8,0 8,0 21,0 20,0 19,0 77,0 70,0 67,0 7±0,5 7±0,5 7±0,5 0,04 0,04 0,04 0,02 0,02 0,02 0,06 0,06 0,06 Сліди Сліди Сліди 80,0 72,0 70,0 Фіг. 1 4 Таблиця Вата медична з льону Тип 1 0,9 0,1 0,08 Не доп. 0,15 0,2 8,0 24,0 84,0 7±0,5 0,04 0,02 0,06 Сліди 82,0 Тип 2 0,2 0,15 0,03 Не доп. 0,12 0,018 8,0 32,0 93,0 7±0,5 0,04 0,02 0,06 Сліди 88,0 1096 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5