RU2784552C1 - Method for processing plant bast culture - Google Patents
Method for processing plant bast culture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784552C1 RU2784552C1 RU2021138228A RU2021138228A RU2784552C1 RU 2784552 C1 RU2784552 C1 RU 2784552C1 RU 2021138228 A RU2021138228 A RU 2021138228A RU 2021138228 A RU2021138228 A RU 2021138228A RU 2784552 C1 RU2784552 C1 RU 2784552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bast
- plant
- fibers
- processing
- straw
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 200
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 129
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 48
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 37
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 28
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 28
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 28
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 28
- 235000012765 hemp Nutrition 0.000 claims description 28
- 235000012766 marijuana Nutrition 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 12
- 230000035800 maturation Effects 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 6
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001814 pectin Substances 0.000 abstract description 26
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 abstract description 26
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 abstract description 26
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 8
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 5
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 5
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 4
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L Iron(II) sulfate Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 230000002538 fungal Effects 0.000 description 3
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 description 3
- 229940059442 hemicellulase Drugs 0.000 description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 108010062085 ligninase Proteins 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 3
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 2
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N Sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 2
- 238000002803 maceration Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101710030190 C13L Proteins 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 210000003666 Nerve Fibers, Myelinated Anatomy 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N Sodium sulfide Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L Sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 101710017567 VACWR048 Proteins 0.000 description 1
- 101710004798 VACWR206 Proteins 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical compound BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012970 cakes Nutrition 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- MJFJKKXQDNNUJF-UHFFFAOYSA-N metixene Chemical compound C1N(C)CCCC1CC1C2=CC=CC=C2SC2=CC=CC=C21 MJFJKKXQDNNUJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L na2so4 Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I pentasodium;[oxido(phosphonatooxy)phosphoryl] phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000005562 seed maturation Effects 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[0001] Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной промышленности, а именно к доведению волокон растительной лубяной культуры до состояния элементарных отбеленных волокон, и может быть использовано для производства котонина из растительного сырья, предназначенного для производства многокомпонентных тканей, нити, пряжи, износостойкой ткани; нетканых материалов (медицинского, гигиенического и агрономического назначения); композитных материалов; ваты медицинской и технической и других котониносодержащих материалов.[0001] The present invention relates to the agricultural industry, namely, to bring the fibers of a plant bast culture to the state of elementary bleached fibers, and can be used for the production of cottonin from vegetable raw materials intended for the production of multicomponent fabrics, thread, yarn, wear-resistant fabric; non-woven materials (medical, hygienic and agronomic purposes); composite materials; cotton wool medical and technical and other cottonine-containing materials.
Уровень техникиState of the art
[0002] Современные технологии обработки растительной лубяной культуры, в том числе технической конопли, включают в себя систему приемов, которые направлены на повышение урожайности, качества выращиваемой культуры. Рассматривая систему обработки сырья растительной лубяной культуры, можно выделить такие основные этапы, как: выращивание, уборочные и послеуборочные работы, декортикацию, химический или биологический способы обработки волокна, котонизацию.[0002] Modern technologies for processing plant bast crops, including technical hemp, include a system of techniques that are aimed at increasing the yield and quality of the cultivated crop. Considering the system for processing raw materials of plant bast crops, one can distinguish such main stages as: cultivation, harvesting and post-harvest work, decortication, chemical or biological methods of fiber processing, cottonization.
[0003] Необходимо отметить, что существуют несколько направлений применения растительной лубяной культуры, а значит и несколько способов ее выращивания. Например, для получения волокна используют подход выращивания сырья, называемый «зеленцовым» посевом, а для получения волокна и семян используют двустороннее выращивание. Двустороннее выращивание имеет ряд своих особенностей, отличных от «зеленцового» направления.[0003] It should be noted that there are several areas of application of vegetable bast culture, and hence several ways of growing it. For example, for fiber, a raw material growing approach called "green" seeding is used, and for fiber and seeds, two-sided cultivation is used. Bilateral cultivation has a number of its own features, different from the "green" direction.
[0004] В патенте SU1748721A1 (опубл. 23.07.1992; МПК: A01D 91/04) описано изобретение, относящееся к сельскохозяйственному производству, которое может быть использовано в коноплесеющих хозяйствах при уборке конопли вылежкой ее в тресту на поле. Технический результат заключается в обеспечении сохранения качества волокнистой части тресты конопли при вынужденно удлиненных сроках уборки. В способе применяется уборка посевов лубяных культур, включающая срезание стеблей с расстилом их в ленты на поле и вылежки в тресту, стерилизацию ее раствором, уничтожающим пектиноразлагающие микроорганизмы, подъем тресты из лент. При этом с целью сохранения качества волокнистой части тресты конопли при вынужденно удлиненных сроках уборки, непосредственно после установления готовности тресты конопли последнюю стерилизуют путем нанесения на поверхность лент тресты мочевины в дозе 300-400 кг/га. Недостатком и отличием данного способа является вылеживание в тресту лубяных культур в течение длительного периода времени, до 60 дней. В настоящем способе предусмотрен этап уборки соломы растительной лубяной культуры, скошенной до наступления процесса созревания основной массы семян, высушенной до 5-18% влажности и убранной в течение 1-14 дней сразу после кошения, что уменьшает содержание лигнина и пектина в стеблях лубяной культуры, облегчает отделение костры от волокна, и, соответственно, увеличивает выход волокна. Другим недостатком данного способа является стерилизация путем нанесения на поверхность лент тресты мочевины. В настоящем способе не предусмотрен этап стерилизации мочевиной сырья растительной лубяной культуры, поскольку солома не является ферментированной.[0004] Patent SU1748721A1 (publ. 07/23/1992; IPC: A01D 91/04) describes an invention related to agricultural production, which can be used in hemp farms when harvesting hemp by aging it in a trust in the field. EFFECT: technical result is to ensure the preservation of the quality of the fibrous part of the hemp straw with forcedly extended harvesting periods. The method uses harvesting of bast crops, including cutting the stems with spreading them into strips on the field and aging in the trust, sterilizing it with a solution that destroys pectin-decomposing microorganisms, lifting the trust from the tapes. At the same time, in order to maintain the quality of the fibrous part of the hemp trust with forcedly extended harvesting periods, immediately after the readiness of the hemp trust is established, the latter is sterilized by applying urea to the surface of the hemp trust tapes at a dose of 300-400 kg/ha. The disadvantage and difference of this method is the aging in the trust of bast crops for a long period of time, up to 60 days. This method provides for the stage of harvesting the straw of a plant bast crop, cut before the onset of the process of maturation of the bulk of the seeds, dried to 5-18% moisture and harvested within 1-14 days immediately after mowing, which reduces the content of lignin and pectin in the stems of the bast crop, facilitates the separation of the fire from the fiber, and, accordingly, increases the yield of the fiber. Another disadvantage of this method is sterilization by applying urea to the surface of the ribbons. The present method does not include the step of sterilizing the raw material of the plant bast culture with urea, since the straw is not fermented.
[0005] В патенте ЕР3658704А1 (опубл. 03.06.2020; МПК: D01B 1/14, D01B 1/38, D01B 1/40, D01B 9/00) описано изобретение, которое относится к устройству для первичной обработки лубяных культур и может быть использовано для получения однотипных волокон соломы и костры льна или конопли. Технический результат линии по переработке лубяных культур заключается в получении волокна льна или конопли с низким содержанием костры. Линия по переработке лубяных культур состоит из последовательно установленных намоточной машины, делительно-трепальной машины, разрывной машины, машины для трепания сырых волокон без прессования, трепания и системы транспортировки волоконных отходов, при этом последняя снабжена измельчающим устройством. Делительно-трепальная машина позволяет формировать слой сырья с определенной и оптимальной плотностью для обработки, кардочесать и отделять костру от волокна. Машина для трепания сырых волокон без прессования обеспечивает интенсивное отделение костры от волокон, значительно облегчает дальнейшее отделение костры в буксирном смесителе. Дробильное устройство повышает надежность системы транспортировки древесноволокнистых отходов. Главным отличием и недостатком аналога является то, что здесь предусмотрен только этап декортикации и не раскрывается дальнейшая обработка волокна растительной лубяной культуры. В настоящем способе описывают все этапы обработки волокна и уборки соломы растительной лубяной культуры для получения котонина.[0005] Patent EP3658704A1 (publ. 06/03/2020; IPC: D01B 1/14, D01B 1/38, D01B 1/40, D01B 9/00) describes an invention that relates to a device for the primary processing of bast crops and can be used to obtain the same type of fibers of straw and fires of flax or hemp. The technical result of the line for the processing of bast crops is to obtain flax or hemp fiber with a low content of fire. The bast crop processing line consists of winding machine, scutching machine, tensile machine, raw fiber scutching machine without pressing, scutching and waste fiber conveying system, the latter equipped with a shredding device. The dividing-scutching machine allows forming a layer of raw materials with a certain and optimal density for processing, carding and separating the fire from the fiber. The raw fiber scutching machine without pressing ensures intensive separation of the shives from the fibers, greatly facilitating the further separation of the shives in the towing mixer. The crusher improves the reliability of the wood fiber waste transport system. The main difference and disadvantage of the analogue is that only the stage of decortication is provided here and further processing of the fiber of the plant bast culture is not disclosed. In the present method, all stages of processing the fiber and harvesting the straw of a plant bast crop to obtain cottonin are described.
[0006] В патенте CN110552071А (опубл. 10.12.2019; МПК: D01C 1/00) описано изобретение, относящееся к области способов дегуммирования, в частности, к способу дегуммирования волокон конопли. Технический результат заключается в химико-биологическом энзимном дегуммировании, что позволяет снизить количество химических реагентов, выброс загрязняющих веществ, уменьшить повреждение волокон конопли и улучшить прочность конопляных волокон. Способ дегуммирования волокна конопли, который включает стадии процесса щелочного и ферментативного дегуммирования, где в качестве ферментов выступают пектиназа, гемицеллюлаза и лигниназа, количество пектиназы составляет 0,05-0,2% мае, количество гемицеллюлазы составляет 0,05-0,2% мае, количество лигниназы 0,1-0,3% мае, температура обработки составляет 50-60°С, а время обработки составляет 2,5-3,5 часа. Недостатком и отличием данного способа является применение последовательно химического и биологического дегуммирования волокон конопли для удаления пектина и лигнина, содержащихся в волокнах. Недостатком и отличием данного способа является промывка и отбеливание как после химического, так и после биологического дегуммирования. В настоящем способе применяют только химическое дегуммирование волокон растительной лубяной культуры, поскольку этого этапа достаточно для удаления пектина и лигнина из неферментированной соломы растительной лубяной культуры 5-18%-ой влажности. К тому же в настоящем способе достаточно один раз провести отбеливание волокна после промывки химически дегуммированных волокон. Главным отличием и недостатком аналога является то, что здесь предусмотрен только этап дегуммирования и не раскрывается дальнейшая обработка волокна растительной лубяной культуры. В настоящем способе описывают все этапы уборки соломы и обработки волокна растительной лубяной культуры для получения котонина.[0006] Patent CN110552071A (publ. 12/10/2019; IPC: D01C 1/00) describes an invention related to the field of degumming methods, in particular, to a method for degumming hemp fibers. The technical result consists in chemical-biological enzymatic degumming, which allows to reduce the amount of chemical reagents, the emission of pollutants, reduce damage to hemp fibers and improve the strength of hemp fibers. A method for degumming hemp fiber, which includes the stages of the process of alkaline and enzymatic degumming, where pectinase, hemicellulase and ligninase act as enzymes, the amount of pectinase is 0.05-0.2% by weight, the amount of hemicellulase is 0.05-0.2% by weight , the amount of ligninase is 0.1-0.3% by weight, the processing temperature is 50-60°C, and the processing time is 2.5-3.5 hours. The disadvantage and difference of this method is the use of sequential chemical and biological degumming of hemp fibers to remove pectin and lignin contained in the fibers. The disadvantage and difference of this method is washing and bleaching after both chemical and biological degumming. In the present method, only chemical degumming of bast plant fibers is used, since this stage is sufficient to remove pectin and lignin from unfermented bast plant straw with a moisture content of 5-18%. In addition, in the present method, it is sufficient to bleach the fiber once after washing the chemically degummed fibers. The main difference and disadvantage of the analog is that only the degumming stage is provided here and further processing of the vegetable bast fiber is not disclosed. The present method describes all the steps of harvesting straw and processing fiber from a plant bast culture to obtain cottonin.
[0007] В патенте CN113026119А (опубл. 25.06.2021; МПК: D01C 1/02, D10B 2201/01) описано изобретение, относящееся к области обработки текстиля и, в частности, относится к высокоэффективному экологически безопасному способу дегуммирования волокон конопли. Технический результат заключается в способе дегуммирования в условиях слабой кислоты, что лучше защищает компоненты целлюлозы в конопле, улучшает качество волокна и сокращает период дегуммирования. Способ дегуммирования волокна конопли, который включает стадии: 1) проведение предварительной щелочной обработки конопли и промывку водой; 2) в условиях слабой кислоты добавление безводного сульфата железа в качестве катализатора перекиси водорода; 3) проведение глубокого дегуммирования и отбеливания волокна конопли щелочно-кислородным однокомпонентным методом, промывка и сушка. Недостатком и отличием данного способа является проведение предварительной щелочной обработки конопляного волокна. В настоящем способе применяют один этап дегуммирования, который заключается в щелочной обработке волокна растительной лубяной культуры, поскольку одного этапа дегуммирования достаточно для удаления пектина и лигнина из неферментированной соломы растительной лубяной культуры 5-18%-ой влажности, так как при уборке соломы до наступления процесса созревания основной массы семян между волокном и содержащимися в нем лигнином и пектином более слабые связи по сравнению с растительной лубяной культурой, скошенной после созревания основной массы семян. Главным отличием и недостатком аналога является то, что здесь предусмотрен только этап дегуммирования и не раскрывается дальнейшая обработка волокна растительной лубяной культуры. В настоящем способе описывают все этапы уборки соломы и обработки волокна растительной лубяной культуры для получения котонина.[0007] Patent CN113026119A (publ. 06/25/2021; IPC: D01C 1/02, D10B 2201/01) describes an invention related to the field of textile processing and, in particular, relates to a highly efficient environmentally friendly method for degumming hemp fibers. EFFECT: method of degumming under weak acid conditions, which better protects the cellulose components in hemp, improves fiber quality and reduces the degumming period. A method for degumming hemp fiber, which includes the steps: 1) carrying out a preliminary alkaline treatment of hemp and washing with water; 2) under weak acid conditions, adding anhydrous ferrous sulfate as a hydrogen peroxide catalyst; 3) carrying out deep degumming and bleaching of hemp fiber by an alkaline-oxygen one-component method, washing and drying. The disadvantage and difference of this method is the preliminary alkaline treatment of hemp fiber. In the present method, one stage of degumming is used, which consists in alkaline treatment of the fiber of the plant bast culture, since one stage of degumming is sufficient to remove pectin and lignin from the unfermented straw of the plant bast culture of 5-18% moisture, since when harvesting straw before the onset of the process the maturation of the main mass of seeds between the fiber and the lignin and pectin contained in it, there are weaker bonds compared with the plant bast culture, mowed after the maturation of the bulk of the seeds. The main difference and disadvantage of the analog is that only the degumming stage is provided here and further processing of the vegetable bast fiber is not disclosed. The present method describes all the steps of harvesting straw and processing fiber from a plant bast culture to obtain cottonin.
[0008] Наиболее близким аналогом является патент US4617383 (опубл. 14.10.1986; МПК: C13L 1/00, D21C 3/00, D01С 1/04), в котором описано изобретение, относящееся к способу дегуммирования и отбеливания лубяного волокна, прошедшего этап декортикации, для удаления из него материала, содержащего пектин и красящих смол, и, в частности, к способу дегуммирования очищенного растительного лубяного волокна такого, как рами, лен или конопля для удаления пектинсодержащего материала и других смол, содержащихся в лубяных волокнах. Техническим результатом является повышение эффективности химического процесса дегуммирования лубяного волокна за существенно короткий период времени. Способ заключается в желательной первоначальной промывке растительного лубяного волокна после декортикации моющим раствором, содержащим поверхностно-активный агент, для проникновения в растительное лубяное волокно и удаления из него водорастворимого материала и других остатков. Затем промытые лубяные волокна ополаскивают. Промытые растительные лубяные волокна обрабатывают водным кислотным раствором грибковой пектиназы в течение периода времени от 10 до 30 минут для удаления пектина из растительных волокон. Раствор для кислотной обработки поддерживается при повышенной температуре в диапазоне от 60°С до 70°С и имеет рН примерно от 2,0 до 3,5. После этого растительные лубяные волокна, с удаленным из них пектином, извлекают из раствора для обработки кислотой и добавляют к нему достаточное количество NaOH для повышения рН раствора для обработки примерно до 11,0. Растительное лубяное волокно, с удаленным из него пектином, затем дополнительно обрабатывают в основном растворе в течение периода времени от примерно 15 до 60 минут для удаления красящей камеди, приставшей к волокну из растительного луба. Растительное лубяное волокно, с удаленными как пектином, так и красящей камедью, затем промывается для удаления из него обрабатывающего раствора. Недостатком и отличием данного способа является обработка грибковой пектиназой для удаления пектина из растительных волокон. В настоящем способе этап обработки грибковой пектиназой отсутствует.[0008] The closest analogue is the patent US4617383 (publ. 10/14/1986; IPC: C13L 1/00, D21C 3/00, D01C 1/04), which describes an invention related to a method for degumming and bleaching bast fiber that has passed the stage decortication, to remove material containing pectin and coloring resins from it, and, in particular, to a method for degumming purified vegetable bast fiber such as ramie, flax or hemp to remove pectin-containing material and other resins contained in bast fibers. The technical result is to increase the efficiency of the chemical process of bast fiber degumming in a significantly short period of time. The method consists in desirably initially washing the plant bast fiber after decortication with a cleaning solution containing a surface active agent to penetrate the plant bast fiber and remove water-soluble material and other residues from it. Then the washed bast fibers are rinsed. The washed plant bast fibers are treated with an aqueous acidic solution of fungal pectinase for a period of 10 to 30 minutes to remove pectin from the plant fibers. The acid treatment solution is maintained at an elevated temperature in the range of 60°C to 70°C and has a pH of about 2.0 to 3.5. Thereafter, the vegetable bast fibers, with the pectin removed from them, are removed from the acid treatment solution and sufficient NaOH is added to it to raise the pH of the treatment solution to about 11.0. The vegetable bast fiber, with the pectin removed from it, is then further treated in the stock solution for a period of about 15 to 60 minutes to remove the coloring gum adhering to the fiber from the vegetable bast. The vegetable bast fiber, with both pectin and coloring gum removed, is then washed to remove the processing solution from it. The disadvantage and difference of this method is the treatment with fungal pectinase to remove pectin from plant fibers. In the present method, there is no fungal pectinase treatment step.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
[0009] Задачей настоящего изобретения является разработка способа обработки растительной лубяной культуры, обеспечивающего стабильность процессов переработки сырья, стандартизацию качества получаемой продукции, автоматизацию сырьевой части проекта и возможности быстрого масштабирования.[0009] The objective of the present invention is to develop a method for processing a plant bast crop that ensures the stability of the processing of raw materials, the standardization of the quality of the products obtained, the automation of the raw part of the project and the possibility of rapid scaling.
[0010] Указанная задача достигается благодаря такому техническому результату, как обеспечение стабильности процессов переработки сырья, стандартизации качества получаемой продукции благодаря современным технологиям переработки, автоматизации сырьевой части проекта и возможности быстрого масштабирования благодаря переносу всех этапов переработки из поля в производственную цепочку завода. Указанная задача достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря:[0010] This task is achieved due to such a technical result as ensuring the stability of the processing of raw materials, standardization of the quality of the resulting products due to modern processing technologies, automation of the raw part of the project and the possibility of rapid scaling due to the transfer of all stages of processing from the field to the production chain of the plant. This objective is achieved, among other things, but not limited to:
• использованию в переработке соломы растительной лубяной культуры, скошенной до наступления процесса созревания основной массы семян и высушенной сразу после кошения;• use in the processing of straw plant bast crops, mown before the onset of the process of maturation of the bulk of the seeds and dried immediately after mowing;
• использованию в качестве обрабатываемого сырья неферментированной соломы растительной лубяной культуры;• use of non-fermented straw of vegetable bast culture as a processed raw material;
• использованию прессования соломы растительной лубяной культуры в круглые тюки;• the use of pressing the straw of vegetable bast culture into round bales;
• наличию в способе обработки растительной лубяной культуры этапа дегуммирования и отбеливания в химической технологии.• the presence in the method of processing plant bast culture of the stage of degumming and bleaching in chemical technology.
[0011] Более полно, технический результат достигается описанным способом обработки растительной лубяной культуры, включающим этапы: декортикации соломы растительной лубяной культуры; химического дегуммирования волокон растительной лубяной культуры; промывки растительных лубяных волокон; отбеливания промытых растительных лубяных волокон; промывки отбеленных растительных лубяных волокон; просушивания промытых растительных лубяных волокон; котонизации просушенных растительных лубяных волокон. При этом в качестве обрабатываемого сырья растительной лубяной культуры используют неферментированную солому.[0011] More fully, the technical result is achieved by the described method of processing a plant bast culture, including the steps: decortication of the straw of a plant bast culture; chemical degumming of bast plant fibers; washing vegetable bast fibers; bleaching of washed vegetable bast fibers; washing bleached vegetable bast fibers; drying washed vegetable bast fibers; cottonization of dried plant bast fibers. At the same time, unfermented straw is used as the processed raw material of the plant bast culture.
[0012] При этом декортикацию соломы растительной лубяной культуры используют для разделения соломы на волокна и костру. Химическое дегуммирование волокон растительной лубяной культуры используют для удаления из волокон пектина и лигнина. Промывку химически дегуммированных растительных волокон применяют для удаления химических компонентов, чтобы в дальнейшем они не вступили в реакцию с химическими компонентами, применяемыми для отбеливания. Отбеливание растительных лубяных волокон используют для удаления красящего материала, содержащегося в волокнах. Промывку отбеленных растительных лубяных волокон применяют для удаления химических компонентов; просушивание отбеленных волокон растительных лубяных волокон для удаления растворов, применяемых для промывки. Котонизацию просушенных растительных лубяных волокон применяют для расщепления длинных растительных лубяных волокон на отдельные и комплексные волокна. При этом уборка соломы технической конопли до наступления процесса созревания основной массы семян позволяет облегчить отделение костры и увеличить выход волокна после декортикации, поскольку в стеблях соломы растительной лубяной культуры содержится меньше лигнина и пектина.[0012] In this case, the decortication of bast plant straw is used to separate the straw into fibers and shives. Chemical degumming of bast plant fibers is used to remove pectin and lignin from the fibers. Washing chemically degummed plant fibers is used to remove chemical components so that they do not later react with the chemical components used for bleaching. Bleaching of vegetable bast fibers is used to remove the coloring material contained in the fibers. Washing of bleached vegetable bast fibers is used to remove chemical components; drying bleached vegetable bast fibers to remove solutions used for washing. Cottonization of dried plant bast fibers is used to split long plant bast fibers into separate and complex fibers. At the same time, harvesting the straw of technical hemp before the onset of the process of maturation of the bulk of the seeds makes it easier to separate the fire and increase the yield of fiber after decortication, since the straw stalks of the plant bast crop contain less lignin and pectin.
[0013] В качестве неферментированной соломы могут использовать техническую коноплю. При этом использование соломы технической конопли может позволить производить уборку с поля до наступления процесса мацерации.[0013] Industrial hemp can be used as non-fermented straw. At the same time, the use of technical hemp straw can allow harvesting from the field before the onset of the maceration process.
[0014] В качестве обрабатываемого сырья растительной лубяной культуры могут использовать неферментированную солому 5-18%-ой влажности. При этом использование неферментированной соломы может облегчить разделение костры и волокна на этапе декортикации, а также облегчить удаление пектина и лигнина из волокон растительной лубяной культуры. К тому же использование в качестве обрабатываемого сырья соломы 5-18%-ой влажности может позволить не проводить просушивание сырья перед декортикацией.[0014] Unfermented straw of 5-18% moisture content can be used as a raw material for bast plant culture. At the same time, the use of non-fermented straw can facilitate the separation of fires and fibers at the stage of decortication, as well as facilitate the removal of pectin and lignin from the fibers of the plant bast culture. In addition, the use of straw with 5-18% moisture content as a processed raw material can make it possible not to dry the raw material before decortication.
[0015] После этапа декортикации могут дополнительно производить промывку волокон растительной лубяной культуры водой или водным раствором для удаления остатков мелкой фракции (пыли) и костры.[0015] After the decortication step, the fibers of the plant bast culture can additionally be washed with water or an aqueous solution to remove the remnants of the fine fraction (dust) and fires.
[0016] Химическое дегуммирование растительных лубяных волокон могут производить с использованием щелочных соединений для удаления пектина и лигнина, содержащихся в растительном лубяном волокне.[0016] Chemical degumming of vegetable bast fibers can be performed using alkaline compounds to remove pectin and lignin contained in vegetable bast fiber.
[0017] Промывку химически дегуммированных растительных лубяных волокон могут производить водой или водным раствором для удаления химических компонентов после дегуммирования для того, чтобы избежать их реакции с химическими компонентами, применяемыми для отбеливания.[0017] Washing chemically degummed vegetable bast fibers can be done with water or an aqueous solution to remove chemical components after degumming in order to avoid their reaction with the chemical components used for bleaching.
[0018] Промывку растительных лубяных волокон после этапа отбеливания могут производить водой или водным раствором для удаления химических компонентов.[0018] The washing of vegetable bast fibers after the bleaching step can be done with water or an aqueous solution to remove chemical components.
[0019] Просушивание промытых растительных лубяных волокон могут производить последовательно в 2 этапа: первоначально могут отжимать в центрифуге волокно, а затем могут подействовать на волокно горячим воздухом для удаления растворов, применяемых для промывки волокон растительной лубяной культуры.[0019] Drying of the washed plant bast fibers can be carried out sequentially in 2 stages: initially, the fiber can be spun in a centrifuge, and then hot air can be applied to the fiber to remove the solutions used to wash the plant bast fibers.
[0020] Котонизацию растительных лубяных волокон могут производить механическим способом. Механическую котонизацию просушенных растительных лубяных волокон могут производить путем расчесывания и распушивания растительных лубяных волокон на отдельные элементарные и комплексные волокна.[0020] Cottonization of vegetable bast fibers can be performed mechanically. Mechanical cottonization of dried plant bast fibers can be performed by combing and fluffing plant bast fibers into separate elementary and complex fibers.
[0021] Перед декортикацией соломы растительной лубяной культуры обрабатываемое сырье могут убирать с поля путем срезания стеблей до наступления процесса созревания основной массы семян растительной лубяной культуры для получения соломы. При этом можно достичь стандартного качества сырья для дальнейшей переработки, таким образом упрощая процесс заготовки сырья в поле, можно достичь ускорения процесса освобождения поля осенью.[0021] Prior to decorticating the bast crop straw, the processed raw material may be removed from the field by cutting the stems before the bulk of the bast crop seed has matured to produce straw. At the same time, it is possible to achieve the standard quality of raw materials for further processing, thus simplifying the process of harvesting raw materials in the field, it is possible to achieve an acceleration of the process of clearing the field in the fall.
[0022] Уборку с поля соломы растительной лубяной культуры могут производить в течение 1-14 дней до наступления процесса ферментации. Это позволяет добиться стабильности механических и химических процессов, используемых для обработки растительной лубяной культуры.[0022] Harvesting from the straw plant bast crop field can be done within 1-14 days before the onset of the fermentation process. This makes it possible to achieve the stability of the mechanical and chemical processes used to process the plant bast crop.
[0023] При уборке могут производить срезание стеблей растительной лубяной культуры на один срез. Это позволяет производить уборку обычной косилкой вместо дорогостоящих специализированных комбайнов. Для последующего разрезания стеблей перед переработкой используются гильотины на входе в конвейер переработки.[0023] When harvesting, the stems of the plant bast crop can be cut into one cut. This allows you to harvest with a conventional mower instead of expensive specialized combines. For the subsequent cutting of the stems before processing, guillotines are used at the entrance to the processing conveyor.
[0024] При уборке могут производить рекондиционирование соломы растительной лубяной культуры, при этом солому равномерно распределяют широкими рядами на поле. Это позволяет обеспечить равномерную просушку всей соломы.[0024] When harvesting, the straw of the bast plant crop can be reconditioned, while the straw is evenly distributed in wide rows on the field. This ensures uniform drying of all straw.
[0025] После уборки могут производить упаковку соломы растительной лубяной культуры путем прессования в тюки посредством пресса-подборщика. Это позволяет облегчить транспортировку обрабатываемого сырья для дальнейшей обработки и получения котонизированного материала.[0025] After harvesting, the bast plant straw can be packaged by pressing into bales by means of a baler. This makes it possible to facilitate the transportation of processed raw materials for further processing and obtaining cottonized material.
[0026] Спрессовывать солому растительной лубяной культуры могут в круглые тюки. Это позволяет использовать более дешевые пресс-сборщики.[0026] The bast vegetable straw can be pressed into round bales. This allows the use of cheaper press assemblers.
[0027] После прессования солому растительной лубяной культуры могут хранить в спрессованных круглых тюках на открытых площадках растениеводческого хозяйства. Тюки укладывают в блоки, сложенные в форме длиной (до 24 м) пирамиды под укрытием специального мембранного материала, не позволяющего проникать осадкам и влаге снаружи при хорошем проветривании внутри под покровом материала. Хранение около мест выращивания позволяет производить перевозку сырья соломы к месту переработки в любой момент после уборки. Это дает возможность значительно расширить ареал выращивания сырья до 100 км удаления от завода, поскольку круглогодичная доставка сырья на завод собственным заводским транспортом значительно дешевле и выгодней одновременного вывоза всего урожая сырья на завод во время уборки наемным автотранспортом.[0027] After pressing, the bast plant straw can be stored in compressed round bales in open areas of the crop farm. The bales are placed in blocks folded in the shape of a pyramid (up to 24 m) long under the shelter of a special membrane material that does not allow precipitation and moisture to penetrate from the outside with good ventilation inside under the cover of the material. Storage near the cultivation sites allows the transportation of raw straw to the processing site at any time after harvesting. This makes it possible to significantly expand the growing area of raw materials up to 100 km away from the plant, since year-round delivery of raw materials to the plant by own factory transport is much cheaper and more profitable than the simultaneous export of the entire crop of raw materials to the plant during harvesting by hired vehicles.
[0028] Хранение соломы растительной лубяной культуры могут производить на открытых площадках под укрывным материалом. Это позволяет вместо специализированных амбаров или навесов для хранения применять открытые площадки, что значительно уменьшает затраты на хранение соломы.[0028] The storage of bast plant straw can be carried out in open areas under covering material. This allows you to use open areas instead of specialized barns or sheds for storage, which significantly reduces the cost of straw storage.
[0029] Описанный способ позволяет обеспечивать завод по переработке технической конопли сырьем, выращенным на подряде сторонними организациями. Это становится возможным за счет максимального упрощения процесса выращивания и заготовки соломы (отсутствия необходимости проведения мацерации в поле), простой механизации процесса выращивания (отсутствие необходимости приобретения дорогостоящих специализированных комбайнов), стандартизации качества сырья на момент его передачи в переработку (отсутствие ферментации соломы в поле) и низкозатратной системе хранения.[0029] The described method makes it possible to provide a plant for the processing of industrial hemp with raw materials grown on a contract by third parties. This becomes possible due to the maximum simplification of the process of growing and harvesting straw (no need for maceration in the field), simple mechanization of the growing process (no need to purchase expensive specialized combines), standardization of the quality of raw materials at the time of its transfer to processing (no fermentation of straw in the field) and low cost storage.
Описание чертежейDescription of drawings
[0030] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:[0030] The subject matter of the present application is described point by point and clearly stated in the claims. The objects, features and advantages of the invention mentioned above will be apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which show:
[0031] На Фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая способ обработки растительной лубяной культуры.[0031] In FIG. 1 is a flow chart illustrating a method for processing a plant bast crop.
[0032] На Фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая способ уборки обрабатываемого сырья, предшествующий обработке растительной лубяной культуры.[0032] In FIG. 2 is a flow chart illustrating a process for harvesting processed raw materials prior to processing a bast crop.
[0033] На Фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая способ уборки и обработки растительной лубяной культуры со всеми дополнительными этапами.[0033] In FIG. 3 is a flow chart illustrating a method for harvesting and processing a bast crop with all additional steps.
Подробное описаниеDetailed description
[0034] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях, хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишнее понимание особенностей настоящего изобретения.[0034] In the following detailed description of an implementation of the invention, numerous implementation details are provided to provide a clear understanding of the present invention. However, it will be obvious to one skilled in the art how the present invention can be used, both with and without these implementation details. In other cases, well-known methods, procedures and components are not described in detail so as not to obscure the features of the present invention.
[0035] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.[0035] In addition, from the foregoing it is clear that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, alterations, variations, and substitutions that retain the spirit and form of the present invention will be apparent to those skilled in the art.
[0036] На Фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая способ обработки растительной лубяной культуры, который включает этапы декортикации 101 соломы растительной лубяной культуры, химического дегуммирования 102 волокон растительной лубяной культуры, промывки 103 растительных лубяных волокон, отбеливания 104 промытых волокон, повторной промывки 105 отбеленных волокон, просушивания 106 промытых растительных лубяных волокон и котонизации 107 просушенных растительных лубяных волокон, при этом в качестве обрабатываемого сырья растительной лубяной культуры используют неферментированную солому.[0036] In FIG. 1 is a flow chart illustrating a method for processing bast crop, which includes the steps of decorticating 101 bast crop straw, chemically degumming 102 bast crop fibers, washing 103 bast fibers, bleaching washed 104 fibers, rewashing bleached fibers 105, drying 106 washed vegetable bast fibers and cottonization of 107 dried vegetable bast fibers, while unfermented straw is used as the processed raw material of vegetable bast culture.
[0037] Декортикацию 101 соломы растительной лубяной культуры применяют для механического разделения соломы на волокна и костру без использования мочки. В результате декортикации 101 получают следующие продукты: мелкую фракцию (пыль), костру и волокно. Технологическая линия может работать следующим образом: предварительно сформированную кипу соломы растительной лубяной культуры помещают в делительно-трепательную машину, где происходит интенсивное измельчение, вытяжка, истирание и утончение. Измельченное и частично отделенное от костры сырье поступает в машину для трепания сырья. Затем смесь сырья, частично отделенного от костры, поступает в аппарат, представляющий собой устройство для встряхивания сырья, где происходит окончательное разделение сырья на волокна и костру. Пыль, образующуюся во время перемотки, формирования волоконного слоя, трепания, чесания и разрывания, собирают и удаляют с помощью аспирации на всех этапах процесса. Производительность линии декортикации 101 может достигать до 5 т/час по входящему сырью. В результате может быть получено волокно в количестве 25-30% от массы входящего сырья со следующими характеристиками:[0037] Decortication 101 of bast plant straw is used to mechanically separate the straw into fibers and shives without using a lobe. As a result of
• закостренность - 3-5%;• stiffness - 3-5%;
• средняя длина волокна 10-15 см;• average fiber length 10-15 cm;
• цвет светло-коричневый.• light brown color.
Декортикацию 101 соломы растительной лубяной культуры может обеспечить, например, оборудование от компании Laroche.
[0038] Химическое дегуммирование 102 волокон растительной лубяной культуры позволяет полностью удалить компоненты, которые склеивают волокна и не позволяют при традиционной механической котонизации достичь таких параметров волокна, как тонкость, длина, прочность, белизна, чистота и впитываемость. Химическое дегуммирование 102 волокон растительной лубяной культуры может происходить в автоклаве, в который помещают кассеты высокой плотности, в которые упаковывают волокна. В автоклав подают химические соединения, которыми могут быть щелочные растворы, активизируемые паром. Химические соединения, активизированные паром, позволяют очистить волокно от лигнина, пектина и остатков костры. Данный этап в обработке растительной лубяной культуры делает волокна менее грубыми и придает исходному волокну гидрофильность и упрощает окрашивание при необходимости.[0038] Chemical degumming of 102 bast plant fibers completely removes the components that bind the fibers and do not allow traditional mechanical cottonization to achieve fiber parameters such as fineness, length, strength, whiteness, cleanliness and absorbency. The
[0039] Промывка 103 растительных лубяных волокон для удаления химических компонентов после этапа дегуммирования 102 волокон растительной лубяной культуры. Для промывки 103 дегуммированных волокон растительной лубяной культуры могут применять растворы, содержащие поверхностно-активные вещества, водные растворы или воду. Предпочтительно, чтобы поверхностно-активные вещества были неионными и не прикреплялись к волокнам. Для промывки 103 также можно использовать воду как холодную, так и теплую.[0039] Washing 103 vegetable bast fibers to remove chemical components after the step of
[0040] Отбеливание 104 промытых волокон растительной лубяной культуры для удаления красящих компонентов, содержащихся в волокнах. Отбеливание 104 можно производить при использовании перекиси водорода или раствора, содержащего NaOCl, в автоклавах, в которых производят химическое дегуммирование волокон растительной лубяной культуры. К тому же дополнительно могут использовать в качестве катализатора перекиси водорода в условиях слабой кислоты безводный сульфат двухвалентного железа.[0040] Bleaching of 104 washed bast plant fibers to remove coloring components contained in the fibers. Bleaching 104 can be carried out using hydrogen peroxide or a solution containing NaOCl in autoclaves in which bast fibers are chemically degummed. In addition, anhydrous ferrous sulfate can be additionally used as a catalyst for hydrogen peroxide under weak acid conditions.
[0041] Промывка 105 растительных лубяных волокон для удаления химических компонентов после этапа отбеливания 104 волокон растительной лубяной культуры. Для промывки 105 отбеленных волокон растительной лубяной культуры могут применять растворы, содержащие поверхностно-активные вещества, водные растворы или воду. Предпочтительно, чтобы поверхностно-активные вещества были неионными и не прикреплялись к волокнам. Для промывки также можно использовать воду как холодную, так и теплую.[0041] Washing 105 vegetable bast fibers to remove chemical components after the bleaching step 104 vegetable bast fibers. Solutions containing surfactants, aqueous solutions, or water can be used to wash the 105 bleached bast plant fibers. Preferably, the surfactants are non-ionic and do not attach to the fibres. For washing, you can also use water, both cold and warm.
[0042] Просушивание 106 промытых растительных лубяных волокон производят для удаления растворов, применяемых для промывки 105 отбеленных волокон растительной лубяной культуры. Просушивание 106 волокон может осуществляться в сушильных машинах различных видов таких как одно- и многоярусные ленточные, а также барабанные сушилки, либо могут применять прессование волокон. Предпочтительнее производить просушивание 106 в 2 этапа: отжать волокна в центрифуге, а затем произвести сушку под воздействием горячего воздуха.[0042] Drying of the 106 washed plant bast fibers is performed to remove the solutions used to wash the 105 bleached plant bast fibers. Drying 106 of the fibers can be carried out in various types of dryers such as single and multi-layer belt dryers, as well as drum dryers, or they can use compression of the fibers. It is preferable to dry 106 in 2 stages: spin the fibers in a centrifuge, and then dry with hot air.
[0043] Котонизация 107 просушенных волокон растительной лубяной культуры может представлять собой механическую обработку растительных лубяных волокон или механическую обработку с последующим аэродинамическим фракционированием, причем в качестве стабилизатора могут применять сульфид или сульфит натрия. Также могут применять технологию котонизации, основанную на ферментативной обработке волокон растительной лубяной культуры Предпочтительнее котонизацию производить механическим способом для разделения волокон после дегуммирования и отбеливания на отдельные элементарные и комплексные волокна.[0043] The cottonization of 107 dried bast fibers can be mechanical processing of bast fibers or mechanical processing followed by aerodynamic fractionation, and sodium sulfide or sulfite can be used as a stabilizer. It is also possible to use cottonization technology based on the enzymatic treatment of bast plant fibers. It is preferable to produce cottonization mechanically to separate the fibers after degumming and bleaching into separate elementary and complex fibers.
[0044] Применение в качестве обрабатываемого сырья неферментированной соломы растительной лубяной культуры облегчает последующий процесс разделения сырья на волокно и костру, к тому же облегчает химический процесс дегуммирования 102 растительной лубяной культуры для удаления пектина и лигнина. А также использование в качестве обрабатываемого сырья неферментированной соломы позволяет исключить дополнительное химическое воздействие на волокна растительной лубяной культуры, в качестве которого может быть промывка 103, 105 волокна веществами, содержащими поверхностно-активные вещества, либо предварительное дополнительное химическое дегуммирование волокна.[0044] The use of non-fermented bast plant straw as a processed raw material facilitates the subsequent process of separating the raw material into fiber and brome, and also facilitates the chemical process of
[0045] Способ обработки растительной лубяной культуры 100, показанный на Фиг. 1, осуществляется следующим образом. Неферментированную солому растительной лубяной культуры декортицируют 101. В результате декортикации 101 получают мелкую фракцию (пыль), костру и волокно. Полученные волокна химически дегуммируют 102 для удаления из них пектина и лигнина. Далее, растительные лубяные волокна, не содержащие пектина и лигнина, промывают 103 для удаления химических компонентов, применяемых при химическом дегуммировании 102. После этого промытые волокна отбеливают 104 для удаления из них красящего материала, содержащегося в волокнах. Отбеленные растительные лубяные волокна повторно промывают 105 для удаления химических компонентов, применяемых при отбеливании 104 волокон. На следующем этапе промытые отбеленные волокна просушивают 106. После просушивания 106 волокна котонизируют 107 для расщепления длинных растительных лубяных волокон на отдельные и комплексные волокна. В результате обработки 100 растительной лубяной культуры получают отдельные комплексные волокна, не содержащие красящего материала, пектина и лигнина, а также химических веществ, применяемых в процессе обработки 100.[0045] The bast
[0046] В качестве неферментированной соломы могут использовать техническую коноплю, джут, лен-долгунец, рами, кенаф. Предпочтительнее использовать в качестве неферментированной соломы техническую коноплю.[0046] Technical hemp, jute, fiber flax, ramie, kenaf can be used as non-fermented straw. It is preferable to use technical hemp as unfermented straw.
[0047] В качестве обрабатываемого сырья растительной лубяной культуры могут использовать ферментированную солому (тресту) или неферментированную солому 5-18%-ой влажности. Предпочтительнее использовать неферментированную солому 5-18%-ой влажности, поскольку в таком виде сырье обладает характеристиками высокой степени однородности сырья. При влажности неферментированной соломы меньше 5% во время декортикации происходит ее сильное травмирование, а значит прочность волокна ухудшается. При влажности соломы больше 18% во время этапа декортикации разделение на волокно и костру ухудшается, то есть закостренность волокна увеличивается, что также негативно влияет на качество волокна, поэтому при влажности неферментированной соломы больше 18% необходимо дополнительно просушивать перед этапом декортикации обрабатываемое сырье. Влажность соломы растительной лубяной культуры определяют влагомером, к тому же для выравнивания влажности всего сырья, которое обрабатывают, его помещают в склад цеха за 24 часа до обработки. Таким образом, например, в результате декортикации различных партий волокна неферментированной соломы однородность сырья для дегуммирования больше, чем после декортикации отферментированной в поле тресты при использовании одного и того же оборудования.[0047] Fermented straw (Trest) or non-fermented straw with 5-18% moisture content can be used as the processed raw material of bast plant culture. It is preferable to use non-fermented straw with 5-18% moisture, since in this form the raw material has the characteristics of a high degree of uniformity of the raw material. When the moisture content of non-fermented straw is less than 5% during decortication, it is severely injured, which means that the strength of the fiber deteriorates. If the moisture content of the straw is more than 18% during the decortication stage, the separation into fiber and the fire deteriorates, that is, the fiber stiffness increases, which also negatively affects the quality of the fiber, therefore, if the moisture content of unfermented straw is more than 18%, it is necessary to additionally dry the processed raw material before the decortication stage. The moisture content of the straw of the plant bast crop is determined by a moisture meter, in addition, to equalize the moisture content of all raw materials that are processed, they are placed in the warehouse of the workshop 24 hours before processing. Thus, for example, as a result of decortication of different batches of unfermented straw fiber, the homogeneity of the raw material for degumming is greater than after decortication of field-fermented straw using the same equipment.
[0048] После этапа декортикации 101 могут дополнительно производить промывку волокон растительной лубяной культуры для удаления остатков мелкой фракции (пыли) и костры водой или водным раствором. Могут производить промывку после этапа декортикации также и с дополнительным химическим воздействием, однако в этом случае химические реагенты, используемые при промывке после этапа декортикации, могут вступить в реакцию с реагентами, применяемыми при дегуммировании 102.[0048] After the
[0049] Дегуммирование 102 волокон растительной лубяной культуры может быть следующих видов: химическое, биологическое, химико-биологическое, соответственно, его могут производить с использованием разнообразных химических реагентов, ферментов, проникающих в волокно лубяной культуры. В качестве ферментов могут использовать пектиназу, гемицеллюлазу и лигниназу. Предпочтительно использовать химические реагенты, в качестве которых могут выступать растворы щелочи, содержащие каустическую соду, сульфат натрия, триполифосфат натрия. Предварительно перед химическим дегуммированием 102 волокна, его могут помещать под пресс высокого давления для формирования специальных кип (кейков), данная упаковка материала позволяет равномерно воздействовать на каждый участок волокна во время химического дегуммирования 102 и отбеливания, затем кипы могут помещать в автоклавы, например фирмы Rousselet Robatel®, в которых создают повышенное давление и проводят химическое дегуммирование 102.[0049]
[0050] Промывку 103 растительных лубяных волокон производят непосредственно после этапа химического дегуммирования 102 водой или водным раствором для удаления химических компонентов, оставшихся после химического дегуммирования 102 волокна растительной лубяной культуры, чтобы в дальнейшем химические реагенты не вступили в реакцию с реагентами, применяемыми в дальнейшем для отбеливания 104 волокна. Могут производить промывку 103 также и с дополнительным химическим воздействием, однако в этом случае химические реагенты, используемые при промывке 102 могут вступить в реакцию с реагентами, применяемыми при отбеливании 104.[0050] Washing 103 of vegetable bast fibers is carried out immediately after the stage of
[0051] Промывку 103 химически дегуммированных растительных лубяных волокон могут производить водой, водным раствором, моющими средствами, содержащими поверхностно-активные вещества. Предпочтительно использовать воду горячую или холодную для промывки 103 волокна.[0051] Washing 103 chemically degummed vegetable bast fibers can be done with water, an aqueous solution, detergents containing surfactants. It is preferable to use hot or cold water to wash 103 fibers.
[0052] Отбеливание 104 промытых волокон растительной лубяной культуры для удаления красящих компонентов, содержащихся в волокнах, могут производить в тех же автоклавах, что и химическое дегуммирование 102, например в автоклавах фирмы Rousselet Robatel®. Отбеливание 104 можно производить при использовании перекиси водорода или раствора, содержащего NaOCl. К тому же дополнительно могут использовать в качестве катализатора перекиси водорода в условиях слабой кислоты безводный сульфат двухвалентного железа.[0052] The bleaching of the washed bast fibers 104 to remove coloring components contained in the fibers can be carried out in the same autoclaves as the
[0053] Промывку 105 растительных лубяных волокон могут производить непосредственно после отбеливания 104 без дополнительного химического воздействия для удаления химических компонентов, применяемых на этом этапе. Промывку 105 отбеленных растительных лубяных волокон могут производить водой, водным раствором, моющими средствами, содержащими поверхностно-активные вещества. Предпочтительно использовать воду горячую или холодную для промывки 103 волокна.[0053] Washing 105 vegetable bast fibers can be performed immediately after bleaching 104 without additional chemical treatment to remove the chemical components used in this step. Washing 105 bleached vegetable bast fibers can be done with water, an aqueous solution, detergents containing surfactants. It is preferable to use hot or cold water to wash 103 fibers.
[0054] Просушивание 106 промытых волокон растительной лубяной культуры производят для удаления растворов, применяемых для промывки 105 отбеленных волокон растительной лубяной культуры. Просушивание 106 волокон может осуществляться в сушильных машинах различных видов таких как одно- и многоярусные ленточные, а также барабанные сушилки, либо могут применять прессование волокон. Предпочтительнее производить просушивание 106 при использовании отжима в центрифуге с последующей сушкой под воздействием потоков горячего воздуха. Центрифуга может обладать следующими характеристиками: скорость вращения центрифуги от 500 до 850 об/мин, при этом производительность может достигать 800 кг/час. Такими характеристиками может обладать центрифуга фирмы Rousselet Robatel®.[0054] Drying of the 106 washed bast plant fibers is performed to remove the solutions used to wash the 105 bleached bast plant fibers. Drying 106 of the fibers can be carried out in various types of dryers such as single and multi-layer belt dryers, as well as drum dryers, or they can use compression of the fibers. It is preferable to dry 106 using a centrifuge, followed by hot air drying. The centrifuge can have the following characteristics: centrifuge rotation speed from 500 to 850 rpm, while the productivity can reach 800 kg/hour. Such characteristics can be provided by a Rousselet Robatel® centrifuge.
[0055] Предпочтительно использовать механическую котонизацию 107 волокон растительной лубяной культуры. Механическую котонизацию 107 просушенных волокон растительной лубяной культуры проводят путем неоднократного расчесывания и распушивания растительных лубяных волокон на отдельные элементарные и комплексные волокна. Конечный продукт котонин имеет следующие характеристики:[0055] It is preferable to use
• закостренность - 0.5-1%;• stiffness - 0.5-1%;
• средняя длина волокна - 20-25 мм;• average fiber length - 20-25 mm;
• цвет белый;• White color;
• свойства антибактериальные и влагопоглощающие.• antibacterial and moisture absorbing properties.
[0056] На Фиг. 2 изображена блок-схема, иллюстрирующая способ уборки обрабатываемого сырья 200. Перед декортикацией соломы растительной лубяной культуры обрабатываемое сырье могут убирать 201 с поля путем срезания стеблей до наступления процесса созревания основной массы семян или после выработки семечки растительной лубяной культуры для получения соломы. Предпочтительно обрабатываемое сырье убирать 201 с поля до наступления процесса выработки семечки, на этом этапе в стеблях меньше лигнина и пектина, что увеличивает однородность сырья и выход волокна.[0056] In FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of harvesting the
[0057] Уборку 201 с поля соломы растительной лубяной культуры могут производить в любой временной диапазон до наступления процесса ферментации либо после наступления процесса ферментации. Предпочтительно уборку 201 с поля соломы растительной лубяной культуры производить в течение 1-14 дней до наступления ферментации. Это позволяет обеспечить стандартность сырья для дальнейшей переработки.[0057] Harvesting 201 from the bast plant straw field can be performed in any time range before the onset of the fermentation process or after the onset of the fermentation process. Preferably, harvesting 201 from the bast plant straw field is carried out within 1-14 days before fermentation occurs. This ensures the standardization of raw materials for further processing.
[0058] Во время уборки 201 срезание стеблей могут производить на один срез либо разрезать растение на короткие сегменты. Предпочтительно производить срезание на один срез, это позволяет производить уборку обычной косилкой вместо дорогостоящих специализированных комбайнов. В этом случае нарезку соломы производят специальной гильотиной на входе в конвейер переработки в заводе.[0058] During harvesting 201, stem cutting may be performed in a single cut, or the plant may be cut into short segments. It is preferable to cut in one cut, this allows harvesting with a conventional mower instead of expensive specialized combines. In this case, the straw is cut with a special guillotine at the entrance to the processing conveyor in the plant.
[0059] Во время уборки 201 могут производить рекондиционирование 202 растительной лубяной культуры перед прессованием соломы в тюки или производить дополнительное просушивание непосредственно перед этапом декортикации. Предпочтительно производить рекондиционирование 202 растительной лубяной культуры перед прессованием соломы для увеличения плотности тюков соломы с помощью устройства рекондиционера, например, фирмы Tubeline. Данное устройство пропускает через себя массу соломы под высоким механическим давлением, что уменьшает уровень влажности соломы и повышает плотность тюка при последующем прессовании в тюки.[0059] During harvesting 201, the
[0060] После рекондиционирования 202 могут производить упаковку 203 соломы растительной лубяной культуры путем прессования. При этом прессование может быть в квадратные или круглые тюки. Предпочтительно производить прессование соломы в круглые тюки. Это позволяет организовывать долгосрочное хранение при сохранении стандартного качества сырья на открытых площадках под укрывным материалом. Такие тюки соломы представляют собой круглые кассеты высокой плотности, вес кассеты варьируется в диапазоне 300-350 кг.[0060] After the
[0061] Хранение 204 соломы растительной лубяной культуры могут производить на открытых площадках под укрывным материалом либо в специальных складах. Предпочтительно хранить 204 солому растительной лубяной культуры на открытых площадках под укрывным материалом, это позволяет выращивать сырье на удалении без дополнительной стройки складов.[0061]
[0062] Способ уборки растительной лубяной культуры 200, показанный на Фиг. 2, осуществляется следующий образом. Растительную лубяную культуру убирают 201 с поля до наступления процесса созревания основной массы семян. После уборки 201 солому пропускают через рекондиционер 202, после чего упаковывают 203 путем прессования, например, в круглые тюки. Спрессованную солому хранят 204 до ее транспортировки и переработки. Хранить 204 упакованную солому могут, например, на открытых площадках под укрывным материалом.[0062] The method of harvesting
[0063] На Фиг. 3 изображена блок-схема, иллюстрирующая способы уборки и обработки растительной лубяной культуры согласно настоящему изобретению с дополнительными элементами. Согласно ему растительную лубяную культуру убирают 201 с поля до наступления созревания основной массы семян в течение 1-14 дней. После уборки 201 рекондиционируют 202 растительную лубяную культуру, в результате получают солому растительной лубяной культуры. После рекондиционирования 202 солому упаковывают 203 путем прессования, например, в круглые тюки. Спрессованную солому хранят 204 до ее транспортировки и обработки. Хранить 204 упакованную солому могут, например, на открытых площадках под укрывным материалом. В результате получают неферментированную солому растительной лубяной культуры. Неферментированную солому растительной лубяной культуры декортицируют 101. После декортикации 101 получают мелкую фракцию (пыль), костру и волокно. Полученные волокна химически дегуммируют 102 для удаления из них пектина и лигнина. Далее, растительные лубяные волокна, не содержащие пектина и лигнина, промывают 103 для удаления химических компонентов, применяемых при химическом дегуммировании 102. После этого промытые волокна отбеливают 104 для удаления из них красящего материала, содержащегося в волокнах. Отбеленные растительные лубяные волокна повторно промывают 105 для удаления химических компонентов, применяемых при отбеливании 104 волокон. На следующем этапе промытые отбеленные волокна просушивают 106. После просушивания 106 волокна котонизируют 107 для расщепления длинных растительных лубяных волокон на отдельные и комплексные волокна. В результате обработки 100 растительной лубяной культуры получают отдельные комплексные волокна, не содержащие красящего материала, пектина и лигнина, а также химических веществ, применяемых в процессе обработки 100.[0063] In FIG. 3 is a block diagram illustrating methods for harvesting and processing a plant bast crop according to the present invention with additional elements. According to it, the vegetable bast culture is harvested 201 from the field before the onset of maturation of the bulk of the seeds within 1-14 days. After harvesting 201, the plant bast culture is reconditioned 202, as a result, straw of the plant bast culture is obtained. After reconditioning 202, the straw is packed 203 by pressing, for example, into round bales. The compressed straw is stored 204 until it is transported and processed. The packaged straw can be stored 204, for example, in open areas under covering material. As a result, unfermented bast plant straw is obtained. The non-fermented straw of the plant bast culture is decorticated 101. After
[0064] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.[0064] The present application materials provide a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution, which should not be used as limiting other, private embodiments of its implementation, which do not go beyond the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.
Claims (28)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/050405 WO2023121518A1 (en) | 2021-12-22 | 2022-12-20 | Method for treating a plant fibre crop |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784552C1 true RU2784552C1 (en) | 2022-11-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2814080C1 (en) * | 2023-08-30 | 2024-02-21 | Роман Борисович Шубин | Industrial hemp processing line |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4617383A (en) * | 1983-11-22 | 1986-10-14 | Helmic, Inc. | Method for degumming and bleaching decorticated plant bast fiber |
| RU2461670C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Method of producing bast fibers |
| CN110359312A (en) * | 2014-05-20 | 2019-10-22 | Gpcp知识产权控股有限责任公司 | The bleaching and clast reduction method of non-wood-fiber |
| US10519579B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-12-31 | Gpcp Ip Holdings Llc | Nonwoven fabrics of short individualized bast fibers and products made therefrom |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4617383A (en) * | 1983-11-22 | 1986-10-14 | Helmic, Inc. | Method for degumming and bleaching decorticated plant bast fiber |
| RU2461670C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Method of producing bast fibers |
| US10519579B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-12-31 | Gpcp Ip Holdings Llc | Nonwoven fabrics of short individualized bast fibers and products made therefrom |
| CN110359312A (en) * | 2014-05-20 | 2019-10-22 | Gpcp知识产权控股有限责任公司 | The bleaching and clast reduction method of non-wood-fiber |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2814080C1 (en) * | 2023-08-30 | 2024-02-21 | Роман Борисович Шубин | Industrial hemp processing line |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Horne | Bast fibres: hemp cultivation and production | |
| US4617383A (en) | Method for degumming and bleaching decorticated plant bast fiber | |
| Das et al. | Machinery for extraction and traditional spinning of plant fibres | |
| KR100754315B1 (en) | Manufacturing method of bamboo chip for manufacturing a natural fiber and bamboo fiber using thereof | |
| US8603802B2 (en) | Enzymatic preparation of plant fibers | |
| CA1209071A (en) | Method for degumming decorticated plant bast fiber | |
| Batra et al. | Other long vegetable fibers: abaca, banana, sisal, henequen, flax, ramie, hemp, sunn, and coir | |
| US4481355A (en) | Method for degumming decorticated plant bast fiber | |
| US20060180285A1 (en) | High quality and long natural cellulose fibers from rice straw and method of producing rice straw fibers | |
| Dhanalaxmi et al. | Influence of retting methods on quality of mesta fibres | |
| RU2784552C1 (en) | Method for processing plant bast culture | |
| Sponner et al. | Hemp | |
| WO2023121518A1 (en) | Method for treating a plant fibre crop | |
| EP4097292B1 (en) | Method for obtaining a cellulosic pulp based on hemp, cellulosic pulp obtained from the method and products obtained from said cellulosic pulp | |
| US2741894A (en) | Process of preparing yarns | |
| Easson et al. | Retting—a key process in the production of high value fibre from flax | |
| RU2343241C1 (en) | Method of production of pulp | |
| DE102017011741A1 (en) | Process for an enzymatic-surfactant fiber pulping of bast strips | |
| US4359859A (en) | Twine formed of corn husks and leaves | |
| US3351519A (en) | Preparation of purified vegetable fibers | |
| WO2001075198A1 (en) | Processing fibre crops | |
| Bright et al. | Mildew in cotton goods | |
| Okoli | Pineapple Waste 2: Extraction of Fiber and Other Leaf Products | |
| BORA et al. | DEVELOPMENT OF CALOTROPIS/COTTON BLENDED YARN AND ITS PROPERTIES | |
| FR2534282A1 (en) | PROCESS FOR TREATING FLAX, HEMP AND OTHER SIMILAR PLANTS |