Способ установления режима варки коконов Советский патент 1992 года по МПК D01B7/04 

Изобретение относится к шелковой промышленности и может быть использовано при установлении режима варки коконов в коконозапарочных машинах с двумя паровыми камерами.

Известен способ установления режима варки коконов, по которому первоначально устанавливается базисный режим, где температура технологической среды по секциям машины задается нормативно. При этом контроль оптимального базисного режима и его корректировка с целью оптимизации осуществляются по таким показателям, как выход коконов с концами нитей и степень их погруженности в воде.

Однако используемые в нем технологические показатели несостоятельны. Так, коэффициенты парной корреляции между выходом коконов с концами, степенью погруженности их в воде (заполняемость коконов водой) с одной стороны и выходом шелка- сырца, характеризующим технологическое качество варенных коконов (качество процесса варки, обусловленное температурным режимом) с другой стороны равны 0,065 и 0,465 соответственно.

Данные показатели не характеризуют степень запаренности коконной оболочки, так как выход коконов с концами нитей не зависит от характеристик оболочки (толщина, плотность) и определяется лишь степенью размягчения серицина верхнего слоя, а внутренние слои, составляющие 3/4 толщины оболочки, могут иметь серицин о

5

ел

(альхай

таком состоянии,, что их рациональная размотка невозможна; заполнить коконы до требуемого положения их в воде можно и холодной водой и при этом никакой запорки (варки) не произойдет.

Таким образом, перечисленные показатели не характеризуют процесс варки нов и, следовательно, известный способ установления режима варки коконов столь же несовершенен, сколь и сами технологические показатели. Другим недостатком известного способа является его трудоемкость и неконкретность.

Известен способ по установлению режима варки коконов на основании параметров технологической среды, создающейся при этом процессе. В этом способе также первоначально устанавливается базисный режим, а контроль оптимальности базисного режима и его корректировка с целью оптимизации осуществляются по таким показателям, как изменение жесткости и щелочности технологической среды (воды) в процессе варки коконов.

Известный способ недостаточно эффективен. Изменение жесткости и щелочности технологической среды в результате варки коконов обусловлено взаимным обменом минеральными веществами, растворенными в воде и находящимися в коконах (растворение, сорбция). Поскольку этот обмен связан в основном с верхним слоем коконной оболочки, то в лучшем случае он характеризует запаренность этого слоя, а судить о запаренности внутренних слоев можно лишь приблизительно. Кроме того, указанный обмен неоднозначен: жесткость и щелочность технологической среды независимо от режима варки коконов может вырасти или уменьшиться в зависимости от того, какими были первоначальные (до варки коконов) их значения. Если, например, используемая для варки коконов вода первоначально была мягкой, то в процессе варки ее жесткость возрастает за счет растворения минеральных веществ коконов (растворимость превосходит адсорбцию). В случае использования жесткой воды ее жесткость уменьшится за счет адсорбции из воды минеральных веществ коконами (адсорбция превосходит растворение), Учитывая, что шелкомотальные фабрики в зависимости от места расположения используют воду, жесткость которой меняется от 2 до 20 мг-экв/л, указанное обстоятельство либо существенно усложняет способ, либо его применение неоправдано. Аналогично обстоит дело и с щелочностью среды. Регулирование процессом по нескольким параметрам приводит к существенным затруднениям в сравнении с однопараметри- ческим управлением. Данный способ ограничен в применении,

Цель изобретения - повышение качества отваренных коконов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе установления режима варки коконов, включающем загрузку коконов в кассеты конвейера, их последовательную

обработку в первой паровой камере, секции пропитки, второй паровой камере, секции первой варки, секции водорегулирующего душа с переводом коконов во вторую варочную секцию, обработка в которой производится при контроле параметров технологического раствора и его температуры, контроль параметров технологического раствора включает определение его оптической плотности при длине волны Я 280 нм

и концентрацию раствора, причем корректировку температуры во второй варочной секции производят до получения соотношения оптической плотности и однопроцентной массовой концентрации в 10-12 Бел.

Суть предложения основана на следующем.

В процессе варки коконов происходит растворение в воде веществ куколки, которые посредством диффузии через все слои

коконной оболочки оказываются в технологической среде, окружающей коконы. При данном температурном режиме варки коконов скорость диффузии веществ куколки через оболочку (а следовательно, и их

концентрация в технологической среде) зависит от ее толщины и структуры (пористости). От этих же показателей зависит и степень запаренности коконов при данном температурном режиме. Для получения определенной степени запаренности тонкостенных коконов потребузтся, естественно, меньшая температура, чем в случае толстостенных. При этом концентрация веществ куколки в технологической среде должна

быть примерно равной для обоих случаев. Таким образом, должны существовать определенные предельные значения концентрации растворенных веществ куколки в технологической среде, при которых температурный режим варки коконов оптимален.

Для подтверждения данных положений (сформулированных впервые) и реализации их в предлагаемом способе требовалось разработать метод определения концентрации веществ куколки в технологической среде варки коконов и определить предельные значения концентрации этих веществ, соответствующие оптимальному температурному режиму рассматриваемого процесса.

Определение концентрации веществ куколки в технологической среде варки коконов затруднено тем, что ойи находятся в смеси с растворенными веществами коконной оболочки и в основной своей массе по природе (белки) тождественны последним. Использование в данном случае таких известных физико-химических методов, как экстракция, сорбция, осаждение, электрохимические методы нецелесообразно.

Нами экспериментально установлено, что оптическая плотность растворов, полученных при отварке в воде коконной оболочки и куколки резко различаются (при равных или нормированных концентрациях), если ее определять в ультрафиолетовой области спектра, а именно, при длине волны Я 280нм.

Эти эксперименты заключались в следующем. Из образца коконов путем их взрез- ки приготавливались навески куколки и навески оболочки массой 15 г каждая. Эти навески независимо друг от друга отваривались в воде в течение 5 мин при различной температуре. Полученные растворы исследовались на концентрацию С всех органических веществ и оптическую плотность Д на спектрофотометре типа СФ при Я 280 нм. С целью исключения влияния концентрации растворов на оптическую плотность последняя нормировалась по концентрации, т.е. в конечном счете рассматривалась величина Д/С. (Оптическую плотность растворов измеряли в общепринятых единицах - Беллах, концентрацию - в процентах, т.е. величина Д/С характеризовала оптическую плотность раствора однопроцентной концентрации). Параллельно таким же образом отваривались и навески коконов, растворы которых так же исследовались на Д и С.

В табл. 1 приведены характерные результаты (из большой серии экспериментов) экспериментальных исследований.

Результаты экспериментов показывают, что во всех трех вариантах (по образцам, навескам) по мере роста температуры воды при отварке образцов возрастает концентрация и оптическая плотность получаемых растворов. Если сопоставлять значения оптической плотности растворов куколки и оболочки, то первые по этому показателю превосходят вторые в несколько раз; растворы коконов имеют некоторое промежуточное положение.

Существенно следующее. По мере роста температуры при отварке образцов и естественного при этом увеличении концентрации (и, как следствие, оптической плотности) получаемых растворов величина Д/С

в случаях: оболочки не изменяются; куколки быстро возрастают и существенно превосходит соответствующие значения для случая оболочки; коконов возрастает, но 5 существенно ниже соответствующих значений для случая куколки.

Эти обстоятельства свидетельствуют о следующем: вещества- оболочки (серицин) однородны по рассматриваемому при0 знаку; б) в куколке содержатся вещества, характеризующиеся повышенной поглощающей способностью при А 280 нм; по мере роста температуры при отварке коконов вещества куколки диффундируют через обо5 лочку, повышая величину Д/С, а меньшее значение этой величины относительно растворов куколки обусловлено сопротивлением оболочки диффузии веществам куколки. Различие в оптической плотности меж0 ду растворами веществ оболочки и куколки коконов при нм объясняется тем, что последние содержат окрашенные органические соединения небелкового происхождения (пигменты), которые придают цветной

5 оттенок растворам куколки (растворы веществ оболочки относительно бесцветны), что повышает их оптическую плотность. Кроме того, содержащиеся в куколке полициклические пигменты, в молеку0 лах которых имеются конденсированные

ароматические кольца, характеризуются ре зонансным поглощением при Я 280 нм.

Таким образом, исследуя технологическую

среду варки коконов на показатель Д/С при

5 Я 280 нм, мы тем самым оцениваем концентрацию небелковых органических веществ куколки в этой среде; белковые вещества куколки и оболочки коконов (неразличимые по данному показателю при любой длине

0 волны Я) вносят при этом незначительный эффект и его можно рассматривать как некоторый фон, на котором резко проявляется требуемая величина.

С целью определения оптимальных пре5 дельных значений показателя Д/С в производственных условиях были выполнены следующие эксперименты. В конвейерной коконозапарочной машине устанавливался базисный режим варки коконов. Поданному

0 режиму осуществлялась варка определенной партии коконов, а затем и их размотка. По результатам размотки коконов определялся выход В шелка-сырца, который служил критерием эффективности (опти5 мальности) процесса (температурного режима) варки коконов. При этом анализировались пробы растворов из второй варочной секции машины на показатель Д/С. Затем изменяли температуру среды во второй варочной секции машины и при новом режиме проводили варку коконов с последующей их размоткой, определяя при этом показатель Д/С и выход шелка-сырца (табл.

2).

Эксперименты выполнены на коконах трех партий, различающихся структурой оболочки (толщина, плотность): коконы партии 1 имели наиболее плотную оболочку, коконы партии 3 - наименее плотную оболочку, коконы партии 2 занимают промежуточное положение по этому признаку.

Результаты экспериментов однозначно показывают, что оптимальное значение Д/С находится в пределах 10-12, т.е. 10 Д/С 12.

П р и м е р 1. По базисному режиму в конвейерной коконозапарочной машине осуществляется варка коконов. Из второй варочной секции машины, где базисная температура среды 89°С, берется проба раствора и анализируется на Д при А 280 нм и С. Результаты анализа: Д 0,44 Бел, С 0,026% иД/С 16,9, что превосходит оптимальное значение,

Снижаем по одному-два градуса температуру во второй варочной секции машины и каждый раз анализируем пробы раствора из этой секции на Д и С до получения оптимального значения Д/С. В данном случае температура была снижена до 85°С и при этом Д 0,26 Бел, С - 0,024% и Д/С - 10,8, что соответствует оптимальному режиму варки коконов.

Пример2. По базисному режиму в конвейерной коконозапарочной машине осуществляется варка коконов. Из второй варочной секции машины, где базисная температура 89°С, берется проба раствора и анализируется на Д при А - 280 нм и С. Результаты анализа: Д 0,18 Бел, С 0,02% и Д/С 9,0.

Повышаем по одному-два градуса температуру во второй варочной секции маши- 1 ны и каждый раз анализируем пробы

раствора из этой секции на Д и С. В данном случае температура была повышена до 94°С и при этом Д 0,28 Б, С 0,025% и Д/С 11,2, что соответствует оптимальному режиму варки коконов.

П р и м е р 3. По базисному режиму в конвейерной коконозапарочной машине осуществляется варка коконов. Из второй варочной секции машины, где базисная температура 89°С, берется проба раствора и анализируется на Д при А 280 нм и С. Результаты анализа Д 0,30 Б, С 0,028% и Д/С 10,7, что соответствует оптимальному режиму варки коконов и его корректировка не требуется.

Полученные результаты при апробации предлагаемого способа показали, что его использование в промышленности позволит существенно увеличить выход шелкасырца (за счет оптимизации процессов варки коконов) и предельно упростить установление оптимального режима варки коконов. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит 2,5-3,0

руб. на 1 кг вырабатываемого шелка-сырца. Формуяа изобретения Способ установления режима варки коконов, включающий загрузку коконов в кассеты конвейера, их последовательную

обработку в первой паровой камере, секции пропитки, второй паровой камере, секции первой варки, секции водорегулирующего душа, с переводом коконов во вторую варочную секцию, обработка в которой производится при контроле параметров технологического раствора и его температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отваренных коконов, контроль параметров технологического раствора включает определение его оптической плотности при длине волны А 280 нм и концентрацию раствора, причем корректировку температуры во второй варочной секции производят до получения соотношения

оптической плотности к однопроцентной массовой концентрации в 10-12 Бел.

Таблица 1

Изобретение относится к шелковой промышленности и может быть использовано при установлении режима варки коконов в коконозапарочных машинах. Цель изобретения - повышение эффективности и упрощение способа установления режима варки коконов. Цель достигается тем, что в известном способе установления режима варки коконов, включающем установление базисного режима, контролирование технологических показателей, по которым изменяют базисные режимные параметры, определяют оптическую плотность и концетрацию органических веществ пробы растоора из варочной секции машины и в качестве технологического показателя используют отношение оптической плотности к концентрации, а за режимный параметр принимают температуру раствора в варочной секции машины, которую изменяют до достижения указанного отношения в пределах 10-12 Бел в расчете на единичную (однопроцентную) концентрацию; оптическую плотность проб раствора определяют при длине волны А 280 им. 2 табл. 1,53-1 г (U.

Зависимость абсолютной (Д), нормированной по центрации (Д/С)

оптической плотности (при А 280 нм) растворов навесок оболочки,

куколки и коконов от температуры воды при отварке

Результаты определения оптимальных предельных значений Д/С по трем различным партиям коконов

Таблица 2