Способ определения технологического качества льняных стеблей

Авторы патента:

СОКОЛОВ АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ (RU)

ФЕДОСОВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА (RU)

ВИХАРЕВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ (RU)

D01B1/00 - Механическая обработка натурального волокнистого материала с целью получения волокон, например для прядения (извлечение асбестовых волокон из руды B03B; устройства для замочки D01C)

Владельцы патента RU 2555620:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к области квалиметрии текстильного сырья и может быть использовано для определения технологической ценности льняных стеблей, а также в селекции при создании новых сортов льна. Технической задачей изобретения является разработка способа определения технологического качества льняных стеблей путем вычисления комплексной оценки их морфологических и анатомических свойств с учетом особенностей строения вершинной, средней и комлевой частей стеблей. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения технологического качества льняных стеблей путем вычисления комплексной оценки пробы стеблей, обобщающей информацию об их морфологическом и анатомическом строении, в виде некоторого числа баллов и повышение объективности выбора образцов льняных стеблей в анализируемой совокупности. 6 ил.

Одной из основных задач контроля качества льна является оценка особенностей стеблей и волокна, содержащегося в них, с целью выбора рациональных приемов их переработки при достижении наилучших качественных показателей работы, к которым относятся выход и качество волокнистой продукции. При этом проблема оперативного и точного контроля качества льняных стеблей, качества волокна в единичных стеблях льна остается актуальной на всех этапах их жизненного цикла: в селекционной работе, на стадии агропроизводства и механической переработки.

Качество волокна в растении льна определяется морфологическими признаками стебля, его анатомическим строением, физико-механическими свойствами волокна, химическим составом стебля и волокна и особенностями физической структуры [1].

Одним из самых простых и доступных методов является морфологический анализ, позволяющий по ряду свойств стеблей, таких как длина, диаметр, цвет и др., прогнозировать количество и качество волокна, которое из них можно выделить при механической переработке. Разные исследователи предлагали те или иные дополнительные признаки, уточняющие прогноз [1]. К числу недостатков, общих для этой группы методов, является качественная интерпретация полученных сведений, отсутствие комплексной оценки, дающей однозначное заключение о качестве определенной совокупности льняных стеблей (один селекционный сорт, один участок выращивания, одна партия и т.д.).

Более точную информацию о качестве волокна, залегающего в льняном стебле, дает анатомический анализ поперечного среза стебля. Широкое использование этого метода оценки ограничено его значительной трудоемкостью, для снижения которой исследователи сокращали перечень контролируемых характеристик [1, 2]. Как и для морфологического анализа, для анатомического характерна качественная интерпретация полученных сведений об особенностях строения стеблей и отсутствие комплексной оценки в виде некоторого числа единиц, баллов. Также существенным недостатком анатомического метода контроля качества льняных стеблей является отбор проб (подготовка поперечного среза) только из средней части стеблей, что не позволяет оценить их строение в разных зонах по длине (вершина, середина, комель). Известно, что льняные стебли имеют конусную форму, а волокно, расположенное в вершинной, средней и комлевой частях стебля, может существенно отличаться по большинству свойств [например, 3, 4]. Подготовка поперечного среза только средней части стебля может привести к ошибочному заключению о качестве стеблей в целом.

В [2] показана целесообразность одновременного контроля морфологических и анатомических свойств льняных стеблей. Однако перечень указанных свойств достаточно ограничен, а оценка анатомических свойств предусмотрена по срезу, подготовленному на половине технической длины стебля.

Суть способа [5] заключается в измерении общей длины стеблей, их мыклости и удельной сбежистости и оценке доли волокнистых веществ на срезе стебля, степени одревеснения волокнистых пучков и их преобладающей формы, по результатам которых вычисляются комплексные показатели качества льна.

Упомянутый известный способ по своей сущности наиболее близок к заявленному и поэтому предлагается в качестве прототипа.

Недостатками известного способа является то, что при оценке анатомических свойств не учитывается их вариация по длине стебля, а также отсутствие комплексной оценки, обобщающей результаты морфологического и анатомического анализа стеблей пробы.

Технической задачей изобретения является разработка способа определения технологического качества льняных стеблей путем вычисления комплексной оценки их морфологических и анатомических свойств с учетом особенностей строения вершинной, средней и комлевой частей стеблей.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения технологического качества льняных стеблей путем вычисления комплексной оценки пробы стеблей, обобщающей информацию об их морфологическом и анатомическом строении, в виде некоторого числа баллов и повышение объективности выбора образцов льняных стеблей в анализируемой совокупности.

Суть предложенного способа заключается в следующем и поясняется чертежами.

На фиг.1 указано соответствие значений контролируемых морфологических характеристик стеблей термам лингвистической переменной.

На фиг.2 представлены правила формирования нечеткого вывода комплексной морфологической оценки стебля по координатам «общая длина» и «мыклость».

На фиг.3 приведены правила формирования нечеткого вывода комплексной морфологической оценки стебля по координатам «общая длина и мыклость» и «сбежистость».

На фиг.4 указано соответствие значений контролируемых анатомических характеристик стеблей термам лингвистической переменной.

На фиг.5 представлены правила формирования нечеткого вывода комплексной анатомической оценки стебля по координатам «количество лубяных пучков на срезе» и «количество элементарных волокон в лубяном пучке».

На фиг.6 приведены правила формирования нечеткого вывода комплексной анатомической оценки стебля по координатам «количество лубяных пучков на срезе и количество элементарных волокон в лубяном пучке» и «доля одревесневших элементарных волокон».

От партии стеблей отбирается проба. Если способ реализуется на первых этапах селекции, то на анализ поступают все стебли сортообразца. У каждого стебля прямо и косвенно измеряют общую длину и мыклость, удельную сбежистость соответственно. Затем по традиционной методике [6] подготавливают поперечные срезы стеблей пробы, окрашивают их специальными составами и, поместив срез в микроскоп, подсчитывают количество лубяных пучков, количество элементарных волокон и количество одревесневших элементарных волокон в каждом пучке. Следует отметить, что в соответствии с заявленным способом поперечные срезы готовят из вершинной, средней и комлевой части стеблей. После вычисляют среднее арифметическое количество элементарных волокон в лубяном пучке и относительное количество одревесневших элементарных волокон на срезе (отношение общего количества одревесневших элементарных волокон на срезе к общему количеству элементарных волокон на срезе, выраженное в процентах).

Определение комплексной морфологической оценки качества стебля осуществляется с использованием системы формирования нечеткого вывода на основе алгоритма Мамдани. Сначала осуществляется фаззификация каждого значения морфологической характеристики (общая длина стебля, мыклость, удельная сбежистость) лингвистическими переменными (фиг.1) с использованием треугольных функций принадлежности (кроме крайних лингвистических переменных - линейно-убывающая и линейно-возрастающая функции принадлежности). На следующем этапе, на основании сводов правил, представленных на фиг.2, 3, формируется лингвистическая переменная комплексной морфологической оценки стебля, последующая дефаззификация которой проводится по методу центра тяжести. Затем определяется средняя арифметическая комплексная морфологическая оценка М стеблей пробы.

Определения комплексной анатомической оценки качества стебля осуществляется с использованием системы формирования нечеткого вывода на основе алгоритма Мамдани. Сначала осуществляется фаззификация каждого значения анатомической характеристики (количество лубяных пучков, среднее арифметическое количество элементарных волокон в лубяном пучке, относительное количество одревесневших элементарных волокон на срезе) лингвистическими переменными (фиг.4) с использованием треугольных функций принадлежности (кроме крайних лингвистических переменных - линейно-убывающая и линейно-возрастающая функции принадлежности). На следующем этапе, на основании сводов правил, представленных на фиг.5, 6, формируется лингвистическая переменная комплексной анатомической оценки стебля, последующая дефаззификация которой проводится по методу центра тяжести. Затем определяется средняя арифметическая комплексная анатомическая оценка А стеблей пробы.

Комплексная оценка технологического качества пробы (сортообразца) льна К вычисляется посредством расчета среднего квадратического взвешенного с учетом равного влияния морфологической и анатомической оценки на величину комплексной оценки технологического качества по формуле

$K = \sqrt{0,5 (M^{2} + A^{2})}$ .

С учетом минимальной и максимальной комплексной оценки К, равной 0 и 100 соответственно, формируют заключение об уровне технологического качества пробы (сортообразца) льна (например, низкое, среднее, высокое).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Кудряшов А.Ю. Анализ методов оценки качества волокна льна для селекционных целей / А.Ю. Кудряшов, Т.А. Виноградова, Е.Л. Пашин // Вестник ВНИИЛК, 2005, №2. - С.106-110.

2. Методы оценки качества льняного волокна на первых этапах селекции / С.Ф. Тихвинский и др. // Вестник ВНИИЛК, 2003, №1. - С.73-75.

3. Федосова Н.М. Исследование свойств льна-межеумка и обоснование метода прогнозирования его технологической ценности: дис.… к-та техн. наук / Федосова Наталья Михайловна; Костром, гос. технол. ун-т. - Кострома, 2002.

4. Федосова Н.М. Изменение некоторых свойств льняного волокна по длине стебля / Н.М. Федосова, Е.С. Сумерникова. Научные труды молодых ученых КГТУ. Вып.6. - Кострома: КГТУ, 2005. - Часть 1 (секции I-VIII).

5. Болонкин В.А. Совершенствование методов и средств изучения строения льна по анатомическим и морфологическим признакам: дисс.… канд. техн. наук / Болонкин Владимир Александрович. - Кострома: КГТУ, 2010.

6. Ордина Н.А. Структура лубоволокнистых растений и ее изменение в процессе переработки / Н.А. Ордина. - М.: Лег. индустрия, 1978.

Способ определения технологического качества льняных стеблей, включающий отбор проб стеблей, измерение общей длины, мыклости, удельной сбежистости, подготовку поперечных срезов стеблей, подсчет количества лубяных пучков, среднего арифметического количества элементарных волокон в лубяном пучке и относительного количества одревесневших элементарных волокон на поперечных срезах, вычисление комплексных морфологических и анатомических оценок, вычисление комплексной оценки технологического качества, отличающийся тем, что поперечные срезы осуществляют в разных зонах по длине стеблей, определение комплексных морфологических и анатомических оценок морфологии и анатомии осуществляется с использованием системы формирования нечеткого вывода на основе алгоритма Мамдани по заданным правилам, комплексная оценка технологического качества льняных стеблей осуществляется посредством расчета среднего квадратического взвешенного с учетом равного влияния морфологической и анатомической оценки на величину комплексной оценки технологического качества.

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных культур, в частности льна, и может быть использовано при подготовке стеблей льняной тресты к их переработке.

Способ разделения стеблей лубяных культур на костру, волокно и примеси // 2522122

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных волокон, получаемых из стеблей конопли, кенафа, джута, льна, и может быть использовано при получении волокна и костры, а также отделении образующихся примесей.

Способ комплексной переработки длинных стеблей лубяной культуры // 2522121

Изобретение относится к области комплексной переработки длинных стеблей лубяных культур, преимущественно конопли, джута, кенафа и других лубяных растений с длинным стеблем, а также льна, и может быть использовано при получении волокна и костры, а также отделении образующихся примесей.

Способ получения лубяного волокна и устройство для его осуществления // 2506353

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных растений, а именно к способам получения лубяного волокна и устройствам для их осуществления. Способ получения лубяного волокна включает подачу материала в зону обработки, разрушение конструкции стеблей и отделение костры от волокна за счет интенсивного скользящего изгиба-излома, последующее разделение лубяных волокон и костры.

Барабан трепальной машины для обработки лубяных волокон // 2503756

Изобретение относится к первичной обработке лубяных волокон, преимущественно льна, и может быть использовано при получении из лубоволокнистого материала трепаного волокна. Барабан трепальной машины для обработки лубяных волокон содержит размещенные по окружности била, закрепленные на валу посредством крестовин, несущих подбильную решетку, а также несколько бильных планок на каждом биле, которые имеют разный вылет кромок друг относительно друга.

Технологическая линия получения льняного волокна // 2503755

Изобретение относится к области обработки льняной тресты на технологической линии получения льняного волокна для пороховой промышленности и гражданского назначения.

Способ прочеса слоя льносырья // 2499088

Изобретение относится к области первичной переработки льна и может быть использовано для прочеса слоя льносырья при его обработке на мяльно-трепальных агрегатах.

Способ формирования слоя стеблей лубяных культур // 2496927

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных волокон, в частности к способам механической обработки лубоволокнистых материалов. Способ формирования слоя стеблей лубяных культур включает операции утонения и сгущения слоя.

Способ трепания лубоволокнистых материалов и устройство для его осуществления // 2494177

Изобретение относится к первичной обработке лубяных волокон, в частности к способам трепания льна. Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение дифференциации режимов обработки льняной тресты в зависимости от степени вылежки и влажности на длине, меньшей длины зоны трепания.

Способ декортикации // 2485223

Способ разделения на порции слоя стеблей льна-долгунца // 2584123

Изобретение относится к льноводческому сектору агропромышленного комплекса, а именно к способам формирования порций стеблей льна-долгунца при их первичной обработке. Технический результат заключается в исключении одновременной связи стеблей со слоем и отделяемой порцией, сохранении структурных параметров и снижении деструктивных воздействий на стебли процесса разделения, что повышает качество отделения стеблей слоя от стеблей формируемой порции и улучшает условия проведения последующих технологических процессов. В способе разделения на порции слоя стеблей льна-долгунца, включающем подачу слоя, его точечный прокол, фиксацию стеблей слоя и отделяемой порции, одновременное в обе стороны по ширине слоя разделение стеблей формируемой порции и стеблей слоя, отвод отделенной порции, разделение стеблей по ширине слоя проводят от центра прокола по круговой траектории. 1 ил.

Способ оценки технологической ценности стеблей льна-долгунца // 2597552

Изобретение относится к льноводческому сектору агропромышленного комплекса, а именно к способам оценки технологической ценности стеблей льна-долгунца на первых этапах селекции. Технический результат заключается в создании способа оценки технологической ценности стеблей льна-долгунца в единичных стеблях или малых пробах, который обеспечит повышение информативности результатов анализа, что позволит учитывать, кроме прогнозирования потенциальной прядильной способности содержащегося в них волокна, технологическую ценность стеблей с учетом процессов приготовления тресты росяной мочкой и первичной переработки. Способ оценки технологической ценности стеблей льна-долгунца в селекционной работе включает подготовку стеблей, определение длины междоузлий, технической длины и диаметра стебля, на основе анализа признаков выделение лучших образцов, дополнительное определение содержания жировосковых веществ в стеблях, разницу диаметров вершинной и комлевой частей технической длины стебля, и за лучшие образцы по технологической ценности последовательно принимают стебли с максимальными значениями жировосковых веществ и минимальным значением разницы диаметров.

Способ получения однотипного лубяного волокна // 2598833

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных культур с целью получения однотипного лубяного волокна как сырья для текстильной промышленности и может быть применено при переработке лубяных культур как в рулонах, так и в квадратных или прямоугольных кипах. Технический результат заключается в снижении массовой доли костры и посторонних примесей в полученном однотипном лубяном волокне, повышении производительности переработки, получении однотипного лубяного волокна с регулируемой длиной в широких пределах и достигается тем, что в способе получения однотипного лубяного волокна, включающем подачу материала в зону обработки под действием воздушного потока с созданием вибрации материала в нем и уменьшением сил взаимодействия стеблей, их участков, волокнистых прядей, разрушение конструкции стеблей и отделение костры от волокна, разделение лубяных волокон и костры в два этапа, на первом из которых осуществляется обогащение костроволокнистой массы за счет удаления костры, основанное на различиях аэродинамических свойств лубяных волокон и костры при взаимодействии со струей воздуха, лубяные культуры в рулоне проходят процесс резки на прямоугольные порции, равномерного их питания, промина и штапелирования путем резки костроволокнистой смеси в них, перед разделением волокон и костры, дроблением и рыхлением. 2 ил.

Способ производства очищенной целлюлозы из льноволокна // 2637015

Изобретение относится к химической промышленности, конкретно, к технологии производства очищенной целлюлозы из льноволокна. Способ производства очищенной целлюлозы из льноволокна включает механическую обработку, жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей, промывку теплой водой, окислительную обработку щелочным раствором пероксида водорода, содержащим стабилизатор, первую промывку горячей водой, окислительную варку, вторую промывку горячей и теплой водой, отжим на центрифуге, при этом жидкостную обработку для разрушения сопутствующих примесей производят горячей водой при постоянной температуре воды 98-100°C в течение 30 минут, окислительную обработку и варку осуществляют при постоянном значении силикатного модуля и постоянном значении температуры раствора 98-100°C. Технический результат изобретения заключается в исключении многостадийности обработки и использовании кислот за счет большего содержания пероксида водорода в растворах для окислительных обработки и варки и, как следствие, обеспечивается повышение производительности оборудования с одновременным снижением количества вредных отходов производства в виде продуктов обработки льняного волокна раствором минеральной кислоты. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Приспособление и способ обособления лубяного слоя и деревянистого тела из стебля лубяной культуры // 2643638

Способ обособления лубяного слоя и деревянистого тела из стебля (18) лубяной культуры, причем стебель лубяной культуры (18) в его внутренней части образован из по существу цилиндрического деревянистого тела (9), и деревянистое тело (9) в радиальном направлении охвачено содержащим лубяные волокна лубяным слоем (3с) и посредством образовательной ткани (11) соединено с лубяным слоем (3с), предусматривает, что лубяной слой (3с) посредством тягового усилия (FZ) отделяют от деревянистого тела (9) или, по меньшей мере, от составной части деревянистого тела (9) за счет разделения образовательной ткани (11). 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.

Способ регулирования линейной плотности слоя стеблей льна-долгунца // 2645649

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных культур, а именно к способам управления режимами работы слоеформирующих машин, используемых в составе мяльно-трепальных агрегатов перед подачей материала в мяльную машину для формирования стеблевого слоя льносырья с заданной линейной плотностью. Технический результат заключается в упрощении конструкции и удешевлении технических средств, необходимых для его реализации. В способе регулирования линейной плотности слоя стеблей льна-долгунца рулонной заготовки при его подготовке к переработке на длинное волокно в мяльно-трепальных агрегатах, включающем операции определения линейной плотности исходного слоя q2x, определения требуемой линейной плотности слоя q1т при подаче в мяльную машину, определения необходимой степени утонения слоя kут и ее регулирования до требуемого значения, регулирование степени утонения слоя kут проводят изменением вылета нижнего ряда зубчатых утоняющих дисков. 3 ил.