ТЕПЛОВАЯ МОЧКА
Тепловая мочка льна проводится в воде, подогретой до 36—38°. При такой температуре, как показали опыты, мочка проходит наиболее быстро (3—5-суток). Для ее проведения строят специальные железобетонные баки. В баки загружают снопами льняную солому, а затем ее заливают теплой водой. Такая мочка в сравнении с расстилом, а также холодноводной мочкой имеет ряд преимуществ. Она почти не зависит от условий погоды, для проведения ее не требуется стлищ, длительность процесса получения тресты сокращается в 4—6 раз, она обеспечивает получение лучших технологических показателей (табл. 107).
Таблица 107
Результаты опытов приготовления тресты различными способами
По сравнению с другими способами тепловая мочка наиболее изучена, особенно в биологическом отношении. В 1895 г. В. А. Фрибес и С. Н. Виноградский впервые, на основании своих исследований, описали подлинную картину мочки, как процесс пектинового брожения, в результате которого лубяные пучки льна освобождаются от окружающих тканей. Они выделили, изучили и описали анаэробного возбудителя этого процесса, назвав его Plectridium.
В настоящее время считается окончательно выясненным, что основными возбудителями тепловой мочки льна являются два микроба: Clostridium felsineum и Clostridium pectinovorum. Изучение их жизнедеятельности показало, что Clostridium pectinovorum развивается больше в первые двое суток мочки. К концу вторых суток большинство палочек этого микроба исчезает, оставив только споры, тогда как количество палочек, типичных для Clostridium felsineum, значительно увеличивается, они глубже проникают в ткани льна и, выделяя ферменты, доводят процесс брожения пектиновых веществ до такой степени, когда лубяные пучки освобождаются от окружающих тканей. При тепловой мочке льна в жидкости и стеблях можно обнаружить и много других микроорганизмов, но они не играют решающей роли.
В процессе тепловой мочки различают три фазы. Первая фаза — физическая, продолжающаяся 7—9 часов от начала мочки. В этот период погруженные в воду стебли набухают, происходит экстрагирование водорастворимых веществ, главным образом углеводов, азотсодержащих, различных красящих веществ, минеральных солей. Мочильная жидкость окрашивается в красно-бурый цвет.
Через 7—9 часов начинается вторая фаза мочки-— брожение растворенных в воде веществ. В это время в жидкости развивается большое количество бактерий, главным образом кокков. Они сбраживают растворенные вещества, выделяя газы и органические кислоты. Пузырьки газов вспенивают жидкость, на поверхности образуется большое количество пены. Жидкость становится кислой. В этот период каких-либо структурных изменений в тканях стеблей льна не наблюдается.
Третья фаза — брожение пектиновых веществ — начинается к концу первых и началу вторых суток, когда брожение экстрактивных веществ в основном закончится. Выделение пузырьков газа вновь усиливается, но не достигает такой величины, как во второй фазе. В жидкости продолжают накапливаться органические кислоты, причем ясно ощущается характерный запах масляной кислоты. В результате сбраживания пектиновых веществ происходят структурные изменения в тканях стебля, соединительная ткань распадается, а лубяные лучки освобождаются. По окончании третьей фазы мочки, когда лубяные пучки полностью освободятся от окружающих тканей, полученную тресту выгружают.
Типовые проекты для тепловой мочки льна. Для осуществления процесса тепловой мочки в условиях колхозов и совхозов в настоящее время разработано два типовых проекта: проект № 115 Литовского проектного института «Литгипросельстрой» и проект № 14—109 проектного института «Гипросельхоз» Госстроя СССР. По проекту № 115 установка для тепловой мочки льна состоит из 12 мочильных баков, изготовленных из монолитного железобетона. Длина каждого бака 5 м, ширина 4 и высота 1,8 м. Баки размещены в два ряда. Установка имеет котельную, оборудованную двумя паровыми котлами типа «Универсал» общей площадью нагрева 36,2 кв. м. В той же котельной над котлами устанавливаются два металлических бака, каждый объемом 20 куб. м, один — для холодной воды, другой (со змеевиками внутри) — для горячей. Оба бака соединены со смесителем водопроводной системой. Из смесителя вода необходимой температуры поступает по трубам в мобильные баки, расположенные в мочильном помещении. На дне каждого бака укреплена труба с отверстиями для заливки бака теплой или горячей водой. В одном из углов дна есть отверстие, закрываемое пробкой для спуска мочильной жидкости.
Использовать для подогрева воды можно любое топливо — уголь, торф, дрова и костру. Суточный расход его от 2 до 2,5 т, в зависимости от вида топлива.
Воду для производственных целей подают из естественного водоема (реки, озера) центробежным насосом в два бака, расположенных в верху котельной.
Мочильная жидкость в очистные сооружения спускается через сливное отверстие по бетонной канавке самотеком или перекачкой, в зависимости от рельефа местности. Механические примеси из мочильной жидкости удаляют в специальном отстойнике, который имеет размеры: длину 6 м, ширину 3 и высоту 2 м.
После удаления механических примесей сточная вода очищается биологическим путем в серийных прудах или на полях фильтрации. Общая площадь первых должна быть около 1 га, а вторых 1,3 га. Строительство установки для тепловой мочки льна должно вестись в таком месте, где была бы свободная площадь не менее 4 га. На ней сушат мокрую тресту путем постановки ее в конуса.
Второй типовой проект № 14—109 производительностью 800 т соломы за сезон имеет цех мочки и цех переработки как моченцовой, так и стланцевой тресты. Основное сооружение мочильного цеха — шесть железо-бетонных баков. Они наземные с герметическими стальными дверями, имеющими размер 1х1,8 м, через которые загружается и выгружается треста. Каждый бак имеет объем 40 куб. м. В него вмещается 3 т льняной соломы.
На дне бака устанавливается решетчатый деревянный пол, возвышающийся над железобетонным дном на 150 мм. Вода при заливке бака подается под решетку.
Для нагрева воды строится котельная, в которой устанавливаются два паровых вертикальноцилиндрических котла системы ММ3-МОЦКТИ—0,7/8, производительностью пара по 0,7 т/час каждый, с расчетным давлением 8 атмосфер. Топливом для котельной служит костра, которая сжигается в выносных шахтных топках, устраиваемых под котлами.
Водоисточником для производственного водоснабжения служит естественный водоем (река, озеро и т. д.). Для подачи речной воды предусматриваются водозабор и насосная станция, оборудованные центробежными насосами. От нее вода подается на производственные нужды по водопроводным трубам диаметром 100 мм. Суточная потребность в воде 37 куб. м.
Согласно технологическому режиму, мочильную жидкость через 6, 12 и 24 часа в количестве 30—50% от ее объема в баке спускают в сборный резервуар для восстановления ее качества аэрированием.
Движение жидкости при водно-воздушной мочке может проходить по трем контурам: 1) мочильный бак—сборный резервуар — центробежный насос — эжектор № 2 — мочильный бак; 2) сборный резервуар — центробежный насос — эжектор № 1 — сборный резервуар; 3) сборный резервуар — центробежный насос — мочильный бак.
Сборный резервуар. Это резервуар железобетонной конструкции емкостью 150 куб. м, в котором 102 куб. м заполняется жидкостью и 20 куб. м пеной. Он оборудуется трубопроводами: а) всасывающими диаметром 100мм от насоса марки 11/2 НФ; б) напорным диаметром 125 мм; в) самотечным диаметром 150 мм от мочильных баков; г) пенопроводом диаметром 500 мм.
Свежей водой резервуар пополняется от наружного водопровода.
Пеносборник. Пеносборник представляет собой земляную яму с размерами: длина 3 м, ширина 2 и глубина не менее 2,5 м. В нем при высоте слоя пены около 2 м будет образовываться жидкость, при ежедневной мочке 6 т льносоломы — около 3 куб. м. Емкость пеносборника 15 куб. м.
Насосная станция. Насосная станция оборудуется одним насосом типа 2 1/2 НФ, подающим 36 куб. м воды в час. Этот насос служит для перекачки жидкости по одному из трех описанных выше контуров. Насос устанавливается под залив.
Трубопроводы, обслуживающие насос, оборудуют двумя эжекторами, которые устанавливают в насосной станции: эжектор № 1 — для регенерации жидкости в сборном резервуаре, эжектор № 2 — для регенерации жидкости в мочильных баках. Для удобства обслуживания возле эжекторов предусматривается устройство помоста. Производительность эжектора 80 куб. м/час. Схема мочильного цеха по проекту № 14—109 показана на рисунке 83.
Рис. 83. Схема мочильного цеха:
1— мочильные баки; 2 — насосная; 3 — сборный резервуар; 4 — пеносборник;
5 — навес для соломы; 6 — место для отжимно-промывной машины;
7 — комната мастера и лаборанта;
8 — решетчатый пол; 9 — утрамбованный грунт.
Движение жидкости по первому контуру, то есть непосредственная подача водно-воздушной эмульсии в мочильный бак от эжектора № 2 осуществляется в начале пуска цеха мочки, а затем, в условиях баков закрытого типа, является основным контуром, по которому движется жидкость в процессе мочки. Второй контур (сборный резервуар — центробежный насос — мочильный бак) служит для аэрации мочильной жидкости. По этому контуру жидкость перекачивается в течение нескольких
часов, насыщается воздухом в эжекторе № 1, образуя
водно-воздушную смесь, аэрируется до нейтральной реакции. Когда жидкость станет нейтральной, ее подают по третьему контуру насосом в мочильный бак.
Техника проведения мочки. Подготовленную к мочке солому подвозят к мочильным бакам в снопах. Перед загрузкой мочильный бак промывают холодной водой, проверяют исправность спускного устройства, кладут на дно решетку и приступают к загрузке. Снопы в баки загружают вертикально, один ряд комлем вниз, другой — вверх, как можно плотнее и равномернее. Обычно вручную удается загрузить до 80 кг льносоломы и 1 куб. м объема мочильного бака. Отсюда можно рассчитать общую производительность установки.
В дальнейшем в установках, построенных по типовому проекту № 115, мочка проводится следующим образом. В баки сверху загруженной соломы кладут решетки. Их прижимают брусьями, концы которых вводят под верхние выступы стенок бака. После укрепления решеток заливают баки теплой водой (температура 37—38°), которую готовят в смесителе, куда по трубам из металлических баков, расположенных в котельной, поступает горячая и холодная вода. Регулируя кранами количество той и другой воды, добиваются требуемой температуры. После отдачи части тепла стенкам бака и льносоломе вода в баке приобретает температуру 32—34°. Слой воды над загруженной льносоломой должен быть 10—15 см.
Сверху бак закрывают щитами для сохранения тепла. Через 20—24 часа от начала заливки соломы водой 1/3 мочильной жидкости сливают и добавляют горячую воду с температурой 60—70° с таким расчетом, чтобы поднять температуру мочильной жидкости до 35—37°.
В дальнейшем мочка льносоломы проводится при указанной температуре до конца процесса. Если она начинает падать, то часть жидкости сливают и добавляют горячую воду, пока температура не станет снова 35— 37°. Необходимо следить, чтобы не было резких колебаний в температуре, так как от этого продолжительность мочки увеличивается. Кроме того, требуется контролировать кислотность мочильной жидкости. В результате брожения пектиновых и других веществ в жидкости накапливаются органические кислоты. Эти кислоты настолько повышают кислотность мочильной жидкости, что жизнедеятельность бактерий начинает угнетаться, процесс брожения затухает. Чтобы создать нормальные условия для развития бактерий, необходимо поддерживать кислотность мочильной жидкости на уровне расхода 2,5 куб. см 0,1 н. раствора щелочи NaOH на 10 куб. см жидкости.
Кислотность определяют следующим образом: берут пипеткой 10 куб. см жидкости, выливают в фарфоровую чашечку, добавляют 2—3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором NaOH до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 3—5 минут. Если на нейтрализацию 10 куб. см мочильной жидкости пошло больше 2,5 куб. см 0,1 н. раствора щелочи, то жидкость очень кислая. Кислотность снижают путем слива части мочильной жидкости и добавления свежей воды.
На третьи сутки от начала мочки начинают брать пробы, чтобы определить готовность тресты к выгрузке. Для этого из разных мест бака набирают горстями тресту, составляют из нее сноп. Его быстро высушивают, выдерживают в прохладном месте 1—1,5 часа, а затем обрабатывают. Если волокно получается лентистое, мягкое, костра удаляется легко и полностью, то, значит, треста готова к выгрузке. Если древесина после трепания остается на волокне, если оно грубое, мочку продолжают. На четвертые сутки пробы берут 3 раза — через 8 часов, определяя каждый раз готовность тресты, я так каждые сутки до конца мочки. В зависимости от
свойств льносоломы мочка может продолжаться от 3 до 6 суток, но большей частью 4—5 суток. Установив, что треста готова, мочильную жидкость сливают, а тресту выгружают.
Выгруженную тресту отвозят на поля сушки и ставят в конуса (рис. 84).
Поля сушки устраивают в непосредственной близости от мочильного пункта. Все поле, предназначенное для сушки тресты, разбивают на прямоугольники, размер которых должен быть такой, чтобы на нем можно было поставить тресту для сушки из целого бака. При вместимости мочильного бака 2 т соломы достаточно иметь площадь прямоугольника 0,15 га. По углам каждого прямоугольника вкапывают столбики и ставят этикетку с указанием номера поля. Между прямоугольниками оставляют двухметровый проезд. Общее число полей должно быть такое, чтобы можно было расставить до 60 т тресты, что примерно составит 4,5 га.
В период сушки необходимо следить, чтобы треста не лежала на земле. Все упавшие конуса поднимают и вновь ставят. Через 6—7 дней, по мере высыхания верхнего слоя тресты, ее переставляют внутренней стороной наружу. Как только она высохнет, ее связывают в снопы диаметром около 20 см. Дальнейшее складирование и переработка моченцовой тресты проводится так же, как и стланцевой.
В установках, построенных по типовому проекту № 14—109, принят метод тепловой мочки соломы с регенерацией мочильной жидкости путем применения водно-воздушной эмульсии.
Снопы в баки загружают через герметическую дверь, причем их ставят вертикально, попеременно один комлем вниз, другой вверх. В каждый бак закладывают солому одного сорта. Плотность загрузки 80 кг на 1 куб. м емкости бака. После загрузки бака двери закрывают и в бак заливают мочильную жидкость доверху. Полноту залива определяют по стоку жидкости из переливной контрольной трубы.
Температура жидкости поддерживается на уровне 36°, для чего подается пар от котельной. Выделение в процессе мочки биологического тепла уменьшает затраты пара.
Реакция мочильной жидкости должна поддерживаться в пределах нейтральной. При увеличении кислотности жидкости в баке часть ее выпускают в резервуар, откуда добавляют аэрированную жидкость.
Аэрация мочильной жидкости достигается установкой эжекторов, засасывающих воздух, вследствие чего образуется водно-воздушная эмульсия, способствующая нормальному процессу мочки.
Образующаяся в резервуаре флотационная пена, плавающая сверху мочильной жидкости, сбрасывается по трубе в пеносборник.
Количество образующейся пены 0,5 куб. м на 1 т вымоченной соломы. Конденсат пены используют на удобрение. В течение всего периода мочки жидкость не спускают в канализацию. Ввиду потерь жидкости в процессе мочки в резервуар добавляют свежую воду.
Для нормального режима мочки необходимо предварительно подготовить мочильную жидкость. Для этого заполняют два бака льняной соломой на 2/3 высоты. Ее заливают водой из резервуара. После заливки вода медленно сливается в резервуар, а затем через эжектор снова подается в оба бака. Период аэрации длится 3 часа, после чего делают перерыв на 5—6 часов, и цикл повто ряется.
Через 3—4 цикла образуется полноценная эмульсия и можно включать два новых бака в мочку. Ввиду недостающего объема водно-воздушной эмульсии в пусковой период баки заполняют на 50% объема эмульсией и на 60% водой, которые также аэрируются.
Каждые сутки включают по два бака. По заполнении всех баков они эксплуатируются по установленному режиму. Процесс мочки контролируется лаборантом и мастером. Тресту, полученную в результате мочки соломы, выгружают через двери. Снопы укладывают на транспортер, который подает их в кузов автомашины. Можно складывать непосредственно на транспортер для отправки на поля сушки. Там тресту ставят в конуса для просушки, высохшую вяжут в снопы и отправляют на хранение или переработку.
Опыт применения тепловой мочки льна. Колхоз «Авангард» Чкаловского района Горьковской области с 1958 г. применяет для получения тресты тепловую мочку льна. Это было вызвано тем, что после создания Горьковокого водохранилища в колхозе резко сократилась площадь стлищ. Поэтому возникла необходимость замены расстила льна другим способом получения тресты. Для организации тепловой мочки были установлены два металлических бака емкостью по 3,5 т каждый. В них мочку проводили при температуре 36—38°. Для подогрева роды использовали локомобиль. Первые опыты показали целесообразность применения этого способа приготовления тресты (табл. 108).
Таблица 108
Эффективность тепловой мочки в колхозе «Аванград» Горьковской области
На основании полученных данных был сделан вывод, что если вымочить лен с площади 100 га, то можно получить дополнительный доход 40—50 тыс. руб. Это окупает все затраты на строительство цеха мочки. Поэтому колхоз решил в 1959 г. построить более совершенную установку для мочки по типовому проекту № 115 «Лит-гипросельстроя», устройство которой описано выше. Типовая установка для мочки льна рассчитана на то, чтобы за 75 рабочих дней вымочить до 300 т соломы.
Опыт применения тепловой мочки льна в колхозе показал, что благодаря сокращению сроков приготовления тресты колхоз может раньше приступить к сдаче продукции, резко уменьшается потребность в стлищах. При переработке моченцовой тресты увеличивается выход длинного волокна. Однако затраты труда меньше при расстиле. На получение тресты из 1 т соломы способом тепловой мочки колхоз затрачивал 9,68 человеко-дня и
2,95 коне-дня, при расстиле соответственно 7,39 и 0,93. Это подтверждают и данные таблицы 108, когда при урожае соломы 40 ц с 1 га колхоз затрачивал на 1 га 51 человеко-день при мочке и только 33 человеко-дня при получении тресты расстилом. На единицу продукции тепловая мочка по затратам с учетом качества оказалась выгоднее. Все это позволило прийти к выводу, что в колхозах, особенно удаленных от льнозаводов, не имеющих достаточного количества стлищ, целесообразно строить типовые установки для мочки льна.