автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Разработка технологии щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты

ИИ4686815

На правах рукописи

ДАНЫШЕВА НАТАЛЬЯ СЕМЕНОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЩЕЛОЧНОЙ ВАРКИ ЛЬНЯНОГО ВОЛОКНА В СВЧ-ПОЛЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВАТЫ

Специальность 05.20.02- электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ИЖЕВСК 2010

004606815

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Бадретдинова Ирина Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Кондратьева Надежда Петровна

кандидат технических наук, доцент

Федосова Наталья Михайловна

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт

механизации льноводства (ГНУ ВНИПТИМЛ Россельхозакадемии)

Защита состоится «21» мая 2010 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета КМ 220.030.02 в ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д.11, ауд.2.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, с авторефератом на сайте www.izgsha.ru

Автореферат разослан «20» апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

гЮ. Литвинюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Годовая потребность в вате в России составляет до 78 тысяч тонн, из них 33% ввозится из-за границы, а 67% - производится в нашей стране из импортируемого хлопка.

Исследованиями проведенными в Институте хирургии имени Вишневского РАМН, Институте химии растворов РАН, ВНИИЦЛКА, установлено, что показатели качества ваты из льна превосходят аналогичные показатели хлопковой ваты. Лен - традиционная техническая культура, возделываемая в России еще с древних времен, так как наша страна располагает благоприятными условиями для ее выращивания, и сырьевая база для производства льняной ваты составляет до 84 тысяч тонн в год льняного волокна. Имея значительные объемы натурального ежегодно воспроизводимого сырья, лен, в противовес импортируемому хлопку, может стать стратегически важным материалом не только для текстильной промышленности, но и для производств материалов медицинского назначения. В соответствии с Целевой Программой ведомства «Развитие льняного комплекса России на 2008 - 2010 годы» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации и Республиканской Целевой Программой «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010 - 2014 годы» для динамичного развития отрасли предусмотрено освоение инновационных технологий переработки льна, в том числе и медицинской льняной ваты.

В настоящее время при производстве льняной ваты используется традиционное оборудование для изготовления хлопковой ваты. Для жидкостной обработки применяются аппараты с конвективным энергоподводом типа АКДУ, АКДН, АКДС. Учитывая особенности строения льняного волокна и отличие его от хлопка, для достижения высокого качества продукта необходим длительный процесс щелочной варки или двукратный цикл. Все это ведет к увеличению расходов реагентов, ухудшению качественных характеристик ваты и высоким энергозатратам.

Большой вклад в области технологий производства льняной ваты, сделан учеными Осиповой H.H., Рыжовым А.И., Марыгановым А.П., Губиной С.М., Стокозенко В.Г. и другими, исследования которых направлены на сокращение продолжительности варки и повышение качества ваты. Поэтому важной и актуальной проблемой является исследование процесса щелочной варки, как наиболее сложной технологической операции, определяющей качество ваты.

Предложенная в работе модель технологии щелочной варки позволяет интенсифицировать процесс за счет СВЧ-энергии, сократить длительное тепловое воздействие на волокно, способствующее его разрушению.

Цель настоящей работы состоит в научном обосновании и разработке модели технологии щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющей сократить продолжительность процесса.

Для достижения поставленной цели в работе требовалось решить следующие основные задачи:

• исследовать процессы разрушения нецеллюлозных комплексов льняного волокна при щелочной варке в СВЧ-поле и определить факторы, влияющие на эффективность щелочной варки в СВЧ-поле;

• исследовать диэлектрические характеристики льняного волокна, щелочного раствора и двухкомпонентной системы волокно-раствор;

• разработать математическую модель процесса щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющую оценить продолжительность варки;

• разработать лабораторную установку для исследования кинетики процесса щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле;

• обосновать экономическую эффективность применения щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты.

Объект исследования - процесс щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле.

Предмет исследования - влияние СВЧ-поля на продолжительность щелочной варки льняного волокна.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. Для решения поставленных задач использовались базовые положения теории электромагнитного поля, традиционные методы интегрального и дифференциального исчислений, компьютерные средства решения дифференциальных уравнений с использованием математического пакета Maple 9.0. Обработка экспериментальных данных проведена с использованием электронных таблиц Excel 2000.

Достоверность и обоснованность подтверждается апробацией работы на научно-практических конференциях, испытанием результатов исследования в производственных условиях. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласуются с теоретическими. Достоверность экспериментальных исследований обеспечены проведением их в аккредитованных лабораториях с использованием аттестованных средств измерения. Проделанные в работе расчеты осуществлялись корректным применением теории высшей математики и статистического анализа.

Научную новизну работы составляют:

• применение энергии СВЧ-поля при щелочной варке льняного волокна в производстве ваты;

• кинетические закономерности процессов разрушения нецеллюлозных комплексов льняного волокна при щелочной варке в СВЧ-поле;

• математическая модель, позволяющая определить закономерности изменения концентрации щелочи в процессе варки льняного волокна в СВЧ-поле и оценить продолжительность варки.

Практическая значимость работы определяется следующими основными результатами:

• разработан математический аппарат, позволяющий оценить продолжительность варки по используемому в промышленности критерию завершенности процесса;

• разработан и испытан образец лабораторной установки периодического действия для щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле УВ-СВЧ -04JI,

производительностью 4 кг/ч, на основе которой может быть создан опытный образец установки.

Реализация результатов исследований:

• технология щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты (подтверждена положительным решением о выдачи патента России по заявке № 2008121784/12 (025855) от 30.05.2008 года);

• разработанная технология испытана на ООО «Агрокомплекс «Мичуринский» Кизнерского района, на ОАО «Можгинский льнозавод» Можгинского района Удмуртской республики и передана к внедрению на ОАО «Можгинский льнозавод».

На защиту вынесены следующие положения:

• технология щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющая сократить продолжительность процесса в 2,5 раза;

• математическое описание щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющее оценить продолжительность варки по изменению концентрации щелочи в растворе;

• результаты экспериментальных исследований щелочной варки льняного волокна в поле СВЧ-энергии на лабораторной установке УВ-СВЧ-04Л с оценкой экономической эффективности предлагаемой технологии.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных статьях и обсуждены на конференциях: Всероссийская научно-практическая конференция «Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве» (Ижевск, 2006), Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы» (Ижевск, 2007), Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 450-летию вхождения Удмуртии в состав России «Научный потенциал аграрному производству» (Ижевск, 2008), Региональная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы растениеводства и кормопроизводства» (Пермь, 2008), Международная научно-практическая конференция «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона. Лен - 2008» (Кострома, 2008), Всероссийская научно-практическая конференция «Научный потенциал современному АПК» (Ижевск, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе -2 в изданиях, указанных в перечне ВАК; имеется положительное решение о выдачи патента России по заявке № 2008121784/12(025855).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и 5 приложений, содержит 31 рисунков, 13 таблиц. Общий объем работы 133 страница. Библиографический список включает 148 источников, в том числе 12 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований, положения, выносимые за защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Основные предпосылки и задачи исследования»

проведен анализ технологий производства льняной ваты, выявлены наиболее сложные, энергоемкие операции.

Технологическая цепочка производства ваты состоит из трех основных этапов: механическая подготовительная обработка волокна, жидкостная обработка волокна, механическая заключительная обработка волокна.

Жидкостная обработка включает варку в щелочных растворах, кисловку и отбелку. Щелочная варка, как определяющая стадия, направлена на очищение целлюлозы от сопровождающих ее компонентов, лигнина, пектиновых и воскообразных веществ и других, с целью химического облагораживания волокна и увеличения его сорбционных способностей. Особенность химического состава льна такова, что разрушительному воздействию щелочных растворов при определенных температурно-влажностных режимах подвергаются нецеллюлозные составляющие, сохраняя при этом целостность самой целлюлозы. Этот принцип используется при варке.

Патентный поиск и анализ существующих способов варки волокнистых материалов и оборудования для реализации данного процесса показал, что необходимая степень очистки волокна достигается при жестких температурно-временных режимах, что негативно сказывается на качестве ваты. Традиционная варка осуществляется в варочных котлах с конвективным энергоподводом при 135°С в течение 2,5 часов. Известно, что при температуре свыше 130 °С, давлении 3...4 атм. и продолжительности варки более 2,5 часов создаются благоприятные условия для деструкции целлюлозы: происходит обезжиривание волокна, повышается его жесткость, электризуемость, что отрицательно сказывается при последующей механической обработке, способствует дроблению и образованию волокон-пуха менее 5 мм.

В большинстве случаев интенсивность варки определяется не только скоростью тепловых процессов, но и характером протекания химических реакций. В процессе варки волокна сначала происходит поглощение щелочи группами молекул лигнина, затем наступает химическая реакция между лигнином и щелочью, далее осуществляется гидролиз лигнина. Исследования Утехина В.Д., Бахира В.М., Курика М.М. и других показали, что повышенной реакционной способностью обладают активированные водные среды. В работе, для интенсификации процесса варки предлагается использовать энергию электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

Проведенный обзор литературных источников позволил установить:

• целесообразность разработки новой технологии щечной варки, ориентированной на снижение температурно-временных режимов;

• возможность интенсификации процесса щелочной варки путем использования СВЧ-энергии;

• цель и задачи исследования.

Во второй главе «Исследование физических основ варки волокна в поле СВЧ-энергии» рассмотрена сущность процесса варки и кинетика тепло-массообменных процессов, выявлены факторы, влияющие на эффективность варки в поле СВЧ-энергии, исследованы диэлектрические характеристики льняного волокна, щелочного раствора и двухкомпонентной системы.

Механизм диэлектрического нагрева материалов СВЧ-энергией основан на возникающих токах проводимости и смещения, которые обеспечивают нагрев материала во всем объеме. Кроме эффекта, связанного прямо с температурными факторами, наблюдается ряд явлений, которые обусловлены воздействием электромагнитного поля на объекты, проявляющиеся на клеточном уровне и ведущие к изменению межмолекулярных связей. При наличии электромагнитного поля генерируются валентно-ненасыщенные радикалы, имеющие повышенную электрохимическую активность, которые участвуют в разрушении труднорастворимых органических соединений, ускоряя процессы расщепления лигнина. На рисунке 1 представлены факторы определяющие эффективность варки в СВЧ-поле.

Рисунок 1 - Факторы, влияющие на эффективность варки в СВЧ-поле

Нагрев диэлектрических материалов в электромагнитном поле сверхвысоких частот количественно определяется диэлектрическими свойствами материала и параметрами электромагнитного поля. Объект обработки представляет собой неоднородную среду, состоящую из водного раствора щелочи и льняного волокна, и имеет неравномерно распределенные электрические свойства. Для определения диэлектрических характеристик двухкомпонентной среды, необходимо исследовать диэлектрические свойства как каждой составляющей отдельно, волокна и раствора, так и системы в целом.

Исследования диэлектрических свойств льняного волокна в области сверхвысоких частот проводились методом объемного резонатора (рисунок 2). В результате проведенных исследований установлена зависимость диэлектрической проницаемости волокна от его влажности.

О -------,-,---,-,-

О 10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 100

влажность волокна W, %

Рисунок 2 - Зависимость диэлектрической проницаемости волокна от его влажности

при температуре 22°С

Волокно в сухом виде ^<12%) является диэлектриком, при увлажнении оно становиться полупроводником, так как удельное сопротивление его уменьшается. Это объясняет, то, что при увеличении влажности увеличивается диэлектрическая проницаемость волокна. Неоднородность диэлектрика при наличии в нем влаги сказывается не только на увеличение проводимости, но и на качественные особенности проводимости. При этом характер зависимости удельной электропроводности материала от содержания влаги определяется распределением влаги в нем, зависящим в свою очередь от пористой структуры материала. Поэтому для дальнейших расчетов, с учетом того, что волокно обрабатывается в жидкой среде, используется установленное значение диэлектрической проницаемости мокрого волокна (относительная влажность \У=100%) £„=24,2.

Для определения диэлектрических характеристик щелочного раствора применялся метод измерения физических свойств жидкости, заключающийся в измерении добротности СВЧ-резонатора.

85

60 -,-,-,-,-,-

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3

концентрация щелочи С, %

Рисунок 3 - Зависимость диэлектрической проницаемости раствора от концентрации едкого натра при температуре 22°С

Результаты проведенных исследований, представленные на рисунке 3, позволили установить зависимость диэлектрической проницаемости раствора от концентрации едкого натра, которая показывает, что при увеличении содержания щелочи в растворе уменьшается его проницаемость. Для дальнейших расчетов используется установленное значение &ж=72 при концентрации едкого натра в растворе 2%.

Согласно работам Коробейникова С.М., при обработке сложных гетерогенных систем необходимо учитывать, что диэлектрическая проницаемость двухкомпонентных сред пропорциональна диэлектрической проницаемости жидкости и зависит от объемной доли твердых веществ.

е = Леж\е,;Уш\А) (1)

где ев - диэлектрическая проницаемость волокна; Еж - диэлектрическая проницаемость раствора; Ув - объемная доля волокна;

А - коэффициент, характеризующий форму частиц твердой фазы.

Введенная зависимость (1) позволяет определить диэлектрическую проницаемость системы (е=64,8), а также оценить рациональное соотношение волокна и раствора, которое обеспечит достаточную мощность диэлектрических потерь и наиболее полное растворение в водной среде продуктов распада реакций гидролиза лигнина, не допуская оседания их на волокно. С учетом проведенных расчетов, модуль обработки составляет 1:4.

Оценка влияния фактора продолжительности воздействия СВЧ-энергии ограничивается интервалом: с одной стороны, минимальное значение определяется необходимостью наиболее полного разрушения нецеллюлозных компонентов, с другой стороны - максимальное значение ограничивается возможностью разрушения капиллярно-пористого каркаса волокна льна. Для определения максимально разрешенного воздействия СВЧ-поля воспользуемся интегралом летальности, который характеризует устойчивость к разрушению.

Ь = }ехр(Я-/(г)- А)с1т =. 1 , (2)

о

где А и В - коэффициенты резистентности, тк - конечное время обработки (с).

Решение уравнения (2) для выбранных констант показывает, что деструкция материала в процессе обработки под действием температуры наступает при обработке свыше 97 минут (ттах - 97 минут). Следовательно, фактическое время варки должно быть меньше.

В результате проведенных исследований установлены численные значения диэлектрических проницаемостей мокрого волокна, 2-х% раствора едкого натра и системы в целом. Установлены факторы, влияющие на эффективность варки в СВЧ-поле, на основе которых предложен способ щелочной варки с использованием СВЧ-энергии при следующих режимах:

• давление, обеспечивающее необходимые температурные режимы - 105 Па;

• температура среды обработки, определенная условиями химических реакций гидролиза лигнина — 100 °С;

• концентрация раствора едкого натра ЫаОН, обеспечивающая наиболее полное расщепление нецеллюлозных компонентов - 2%;

• время обработки, определенное максимально разрешенным воздействием СВЧ-поля - до 97 минут;

• модуль обработки, обусловленный диэлектрическими свойствами объекта обработки и рациональным соотношением волокна и раствора - М 1:4.

В третьей главе «Теоретическое обоснование продолжительности варки в поле СВЧ-энергии» представлено математическое описание процесса щелочной варки в электромагнитном поле сверхвысоких частот.

Процесс управления щелочной варкой волокна в значительной степени опирается на определение критерия, позволяющего оценить степень завершенности процесса. В промышленности продолжительность варки оценивается по остаточному содержанию щелочи в растворе, если концентрация щелочи в растворе уменьшилась на 45...50%, то процесс завершен.

Очищение льняного волокна при щелочной варки от нецеллюлозных компонентов происходит за счет диффузии щелочи (едкого натра) в волокно (рисунок 4).

^ напрввл**«« аиффутоидоо потока

Рисунок 4 - Направление диффузионного потока в единичном волокне

Для определения содержания щелочи в растворе в процессе варки в поле СВЧ-энергии воспользуемся законом Фурье - Фика, описывающий процесс диффузии щелочи в волокно:

дС =[)дгС дт~ дх2 '

(3)

где С - концентрация щелочи в растворе; О - коэффициент диффузии щелочи,

т - время, (с);

Граничные условия третьего рода:

дС „

— = 0 при х=0 (4)

Начальные условия:

С=0 при х=И (5)

С=Со при т=0 (6)

На рисунке 5 показан процесс передачи тепла д от источника на глубину обрабатываемого объекта (гетерогенной системы волокно-раствор) А, с учетом того, что энергия полностью поглощается; задано направление координатной оси х.

СВЧ-излучение

Рисунок 5 - Схема нагрева объекта обработки

Решение уравнения (3) с учетом начальных и граничных условий при постоянном объеме получено методом разделения переменных и имеет вид:

-1 ( 2л-1

* Вг

С =-> соби----■-—---еч ' п)

к % 2Л рЯ2 2л-1 •

где Со - начальная концентрация щелочи;

р - плотность объекта обработки в камере обработки, ^;

Л - радиус камеры обработки, (м); ш - масса объекта обработки, (кг);

Б - коэффициент диффузии, 1;

Н - высота слоя волокна, (м); т - время обработки (с).

Коэффициент диффузии определим из уравнения Аррениуса:

£> = £>0ехр*г, (8)

V

с

где Во-предэкспонентциальный множитель (коэффициент самодиффузии),

Еа - энергия активации диффузии, (Дж);

к - постоянная Больцмана, (¿^);

I "С)

Т - температура в камере обработки при установившемся режиме, (°С).

Энергия активации молекул определяет скорость диффузионных потоков, и, следовательно, осуществление химических превращений. При варке в СВЧ-поле кроме термоактивной диффузии, возникают диффузионные процессы, стимулируемые электромагнитным полем. В этом случае энергию активации, необходимую для образования вакансий и перемещения атомов, можно представить в виде энергии СВЧ-поля. Тогда выразим энергию активации

молекул Еа, как мощность СВЧ-поля (2У, поглощаемую технологической средой объемом К за время, необходимое для химических превращений т.

С учетом вышеизложенного, коэффициент диффузии Э примет вид:

в, Ут

£> = £>„ ехр""7". (9)

^ (Вт\

где - мощность диэлектрических потерь, —

V - объем обрабатываемого объекта, (м3);

Зная коэффициент диффузии, определим изменение концентрации щелочи в любой момент времени.

АС ^ »=1

2п-\

т

(-1)" 1

2 • (10)

2И рГ

Процесс моделирования проведен в водной среде 2-х% раствора едкого натра при температуре 100°С.

Графический вид уравнения (9) представлен на рисунке 6 в виде кривой изменения концентрации щелочи в процессе варки в зависимости от продолжительности обработки при заданной массе обрабатываемой среды.

0.2 I 0.15

I"

0.05

X 45 < время, иш

Рисунок 6 - Кривая изменения концентрации щелочи в процессе варки волокна

В результате математического описания процесса варки льняного волокна в электромагнитном поле сверхвысоких частот получено аналитическое решение, позволяющее:

• описывать процессы диффузии щелочи из раствора в волокно;

• строить кривые изменения концентрации щелочи раствора в процессе варки;

• оценивать продолжительность варки при заданных условиях с учетом внутреннего источника тепла.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования процесса щелочной варки в поле СВЧ-энергии» представлены результаты экспериментальных исследований процесса щелочной варки льняного волокна.

Для исследования щелочной варки волокна в поле СВЧ-энергии разработана лабораторная установка УВ-СВЧ-04Л (рисунок 7,8).

Камера установки снабжена внутренним корпусом (2) для предотвращения перегрева внешнего корпуса камеры (1) за счет теплопроводности материала. В дно камеры встроен прямоугольный волновод,

предназначенный для передачи энергии от магнетрона (5) к нагрузке. Отверстие волновода закрыто диэлектрической панелью (3). Магнетрон охлаждается вентилятором (6). Управление лабораторной установкой осуществляется с панели управления.

1-внешний корпус камеры; 2- внутренний корпус камеры; 3- панель; 4- волновод; 5-магнетрон; 6-вентилятор; 7 - клапан; 8 - манометр

Рисунок 7 - Лабораторная установка УВ-СВЧ-04Л

380 V

Рисунок 8 - Принципиальная электрическая схема лабораторной установки

Источник СВЧ-излучения выбирался из условия наилучшего прохождения электромагнитной волны в обрабатываемый материал, находящийся в зоне воздействия СВЧ-энергии, а также с учетом диэлектрических характеристик волокна и раствора, найденных во второй главе. Для того чтобы энергия электромагнитного поля полностью трансформировалась в технологической среде во внутреннюю энергию вещества, необходимо чтобы высота слоя диэлектрика была больше глубины проникновения электромагнитных волн в данное вещество. СВЧ-генератор выбран расчетным путем, его мощность составляет 5 кВт, частота излучения 2450 МГц.

Эксперимент проводился в следующей последовательности. Приготавливался 2-х% раствор едкого натра в количестве 16 литров. Раствор заливался в рабочую камеру, в которую, затем помещалось короткое льняное

волокно 4 кг в соотношении с раствором 1:4. Крышка камеры закрывалась, на панели управления устанавливалось время обработки, и включался магнетрон. Время варки изменялось от 15 до 90 минут с интервалом в 15 минут. После окончания обработки отключалась установка, волокно извлекалось, рабочий раствор сливался в емкость для определения кислотности. Обработанное волокно промывалось водой температурой 18°С до нейтральной среды и исследовалось на убыль массы, поглотительную способность, капиллярность.

На рисунке 9 представлены кривые кинетики варки волокна.

8 10 11 14 16 18 20 22 24 26 21 время, мин

30

время, мин

а б

а - кривая нагрева среды обработки; б - кривая убыли массы волокна.

1 - СВЧ-варка; 2 - традиционная варка Рисунок 9 - Кривые кинетики щелочной варки волокна:

При СВЧ-нагреве среда обработки в исследуемом объеме нагревается на 12 минут быстрее, чем при конвективном нагреве. Следовательно, интенсивней протекают химические реакции, которые сопровождаются убылью массы волокна. Это связано с тем, что кроме теплового фактора стимулирующего массоперенос, оказывает воздействие энергия СВЧ-поля.

Об окончании варки судят по тому, насколько снизилась общая щелочность рабочего раствора, при сокращении концентрации щелочи в растворе на 45...50%, что связано, с диффузионным равновесием, процесс считается завершенным (рисунок 10).

2.5

а 1.

I

—г

> ——$—

30 45 60

время, мин

1 - традиционная варка; 2 -СВЧ-варка Рисунок 10 - Зависимость изменения концентрации раствора от времени обработки

Проанализировав кривую изменения концентрации щелочи в растворе видно, что при варке в поле СВЧ-энергии после 60 минут концентрация уменьшилась на 50%, при традиционной варке - лишь на 35%. Таким образом, при наличии электромагнитного поля сверхвысоких частот продолжительность варки сокращается в 2,5 раза.

Основными показателями качества медицинской ваты является ее поглотительная способность и капиллярность. Данные показатели характеризуют степень чистоты целлюлозы и определяют способность ваты впитывать жидкие среды (рисунок 11).

50

8 40 о.

| 30 | 20 10 О

1

1 1 !'л * " !

1 ^ Г'

-«—2 Т"

1

1 1

16

14 12 *»

«И

8 II

. ч О

6 II

4 с ° 2 0

время, мин

I - капиллярность при СВЧ-варке; 2 - капиллярность при традиционной варке;

3 - поглотительная способность при СВЧ-варке;

4 -.поглотительная способность при традиционной варке Рисунок 11 - Кривые изменения поглотительной способности и капиллярности волокна в процессе варки

Результаты исследования качественных характеристик волокна после варки, представленные на рисунке 10, свидетельствуют о том, что СВЧ-энергия способствует повышению поглотительной способности на 25 мм, а капиллярности на 4,8 г/г.

На рисунке 11 представлены теоретические и экспериментальные кривые щелочной варки волокна в электромагнитном поле сверхвысоких частот.

1 - теоретические данные; 2 - экспериментальные данные Рисунок 12 - Кривые изменения концентрации щелочи в процессе варки

В результате сравнения расчетных данных с экспериментальными по критерию Фишера, теоретическая модель адекватна с надежностью 95 %.

В результате экспериментальных исследований щелочной варки волокна в электромагнитном поле сверхвысоких частот:

• разработана и испытана лабораторная установка УВ-СВЧ-04 для щелочной варки волокна в электромагнитном поле сверхвысоких частот, с использованием которой исследовалась кинетика щелочной варки волокна в СВЧ-поле;

• исследовано влияние СВЧ-поля на качественные характеристики волокна, капиллярность и поглотительную способность, в процессе варки;

• исследована зависимость изменения концентрации щелочи в процессе варки, что позволило установить рациональную продолжительность щелочной варки -60 минут;

• определена адекватность, с надежностью 95 %, математической модели, путем сравнения теоретических данных с экспериментальными.

В пятой главе определена экономическая эффективность производства ваты с применением способа щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле на лабораторной установке. Величина чистого дисконтированного дохода за расчетный период три года при объеме производства 8 тонн ваты в год может составить 606 тыс. рублей. Срок окупаемости проекта равен 1 году 15 дней, это краткосрочные вложения.

Таким образом, приведенные показатели эффективности, свидетельствуют об экономической целесообразности внедрения щелочной варки в СВЧ-поле.

В Приложениях изложены результаты экспериментальных исследований, расчет адекватности математической модели, акты о производственных испытаниях.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ технологий щелочной варки; установлено, что жесткие температурно-временные режимы способствуют деструкции целлюлозы, ухудшая качество готового продукта; температурно-временные режимы варки должны соответствовать следующим значениям:

• температура не более Т= 13 0°С;

• давление не более Р=3...4105Па;

• продолжительность не более т=130 минут.

2. Установлено, что активация водных сред энергией СВЧ-поля позволяет интенсифицировать щелочную варку; определены факторы, влияющие на эффективность щелочной варки в СВЧ-поле: химический состав волокна; концентрация щелочи в растворе, температура варки; продолжительность варки; мощность излучения, определяемая частотой излучения, диэлектрическими характеристиками обрабатываемой среды.

3. Исследованы диэлектрические характеристики волокна, щелочного раствора и гетерогенной системы волокно-раствор; установлены следующие значения:

• диэлектрическая проницаемость волокна £„=24,2 при влажности \У=100% и температуре Т=22°С;

• диэлектрическая проницаемость 2-х% раствора едкого натра £ж=72 при температуре Т=22°С;

• диэлектрическая проницаемость гетерогенной системы волокно-раствор £=64,8 при температуре Т=22°С.

4. Разработана математическая модель процесса щелочной варки в СВЧ-поле, которая позволяет:

• адекватно, с надежностью 95%, описывать процессы диффузии щелочи из раствора в волокно;

• строить кривые изменения концентрации щелочи раствора в процессе варки;

• оценивать продолжительность варки при заданных условиях с учетом внутреннего источника тепла.

5. Разработана и испытана лабораторная установка УВ-СВЧ-04Л периодического действия для щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволившая исследовать кинетику процесса варки.

6. Исследовано влияние СВЧ-поля на качественные характеристики льняного волокна (капиллярность, поглотительная способность); установлено, что используемые режимы позволяют увеличить капиллярность на 4,8 г/г, поглотительную способность на 25 мм.

7. Разработана и обоснована модель технологии щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющая сократить продолжительность варки со 130 до 60 минут при следующих режимах:

• температура среды обработки Т=100°С;

• давлении Р=105 Па;

• концентрация раствора едкого натра 2%;

• модуль обработки 1:4 (волокно : раствор);

• частота СВЧ-излучения 2450 МГц.

8. Обоснована экономическая эффективность применения щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты; величина чистого дисконтированного дохода за расчетный период три года при объеме производства 8 тонн ваты в год может составить 606 тыс. рублей; срок окупаемости проекта равен 1,02 лет.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ РАБОТАХ: Издания, указанные в перечне ВАК:

1. Агафонова, Н.М. Применение СВЧ-технологий при производстве льняной ваты / Н.М. Агафонова, Н.С. Данышева // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - № 10(48). - 2008. - С.62 - 66.

2. Данышева Н.С. Математическое описание диффузии щелочи при варке волокнистых материалов / Н.С. Данышева, И.В. Бадретдинова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - № 1. - 2010. - С.59 -61.

3. Касаткин В.В. Способ производства льняной ваты. Положительное решение о выдачи патента России по заявке № 2008121784/12(025855) / В.В. Касаткин, Н.М. Агафонова, Н.С. Данышева, Е.С. Вересова.

Другие публикации

4. Агафонова, Н.М. Длительность и интенсивность действия СВЧ-поля на растительные материалы / Н.М. Агафонова, В.В. Касаткин, И.И. Павлова, Н.С. Данышева // Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. - III Т. - С.З - 6.

5. Агафонова, Н.М. Моделирование процесса СВЧ-обработки растительных материалов / Н.М. Агафонова, И.И. Павлова, Н.С. Данышева, М.В. Кунгурова // Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. - III Т. - С.6 - 11.

6. Агафонова, Н.М. Электротехнические способы предпосевной обработки семян / Н.М. Агафонова, И.И. Павлова, Н.С. Данышева // Молодые ученые в реализации национальных проектов: Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 450—летию вхождения Удмуртии в состав России. 24 - 27 октября 2006 г. — Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. - С. 311 -313.

7. Данышева, Н.С. Влияние СВЧ-энергии на продолжительность щелочной варки льняного волокна / Н.С. Данышева // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона. Лен-2008: сб. трудов Международной научно-технической конференции. - Кострома: Издательство КГТУ, 2008. - С.32 - 34.

8. Данышева Н.С. Совершенствование методов варки волокна при производстве ваты / Н.С. Данышева // Научный потенциал - современному АПК: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Том III. -Ижевск, 2009.-С. 169-174.

9. Данышева Н.С. Повышение экологической безопасности химических процессов в текстильной промышленности при использовании нетрадиционных источников тепла / Н.С. Данышева // Проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 20-21 октября 2009 г. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2009. - С. 211 - 212.

10. Бадретдинова И.В. Критерии управления процессом щелочной варки льняного волокна / И.В. Бадретдинова, Н.С. Данышева // Вестник Ижевской ГСХА. - № 3-4(20-21). - 2009. - С.4 - 6.

11. Данышева Н.С. Способ повышения энергии активации химических реакций очищения целлюлозных волокон / Н.С. Данышева // Вестник Ижевской ГСХА. - № 3(20). - 2009. - С.2 - 4.

Подписано в печать 14.04.2010 г. Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman Формат 60x84" Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 9548

Изд-во ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ направлений использования льняного волокна.

1.2 Характеристика льняного волокна как сырья для производства ваты.у

1.3 Анализ технологических этапов производства льняной ваты.

1.4 Анализ направлений совершенствования производства льняной ваты.

1.4.1 Анализ существующих технологий производства льняной ваты.

1.4.2 Анализ существующего оборудования для производства льняной ваты.

1.5 Интенсификация процесса варки.

Выводы по главе, постановка цели и задач исследования.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ ВАРКИ ВОЛОКНА В СВЧ-ПОЛЕ.

2.1 Сущность процесса варки волокна.

2.2 Исследование факторов, определяющих эффективность варки волокна в поле СВЧ-энергии.

2.3 Исследование диэлектрических свойств материалов.

2.3.1 Исследование диэлектрических свойств льняного волокна

2.3.2 Исследование диэлектрических свойств раствора.

2.3.3 Исследование диэлектрических свойств гетерогенной среды

2.4 Длительность СВЧ-воздействия.

2.5 Гипотеза технологии щелочной варки волокна в СВЧ-поле

Выводы по главе.^

3 ТЕРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЩЕЛОЧНОЙ ВАРКИ ВОЛОКНА В ПОЛЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ.

3.1 Изменение концентрации едкого натра в растворе.

Выводы по главе.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ ВАРКИ ВОЛОКНА В ПОЛЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ.

4.1 Методы и средства исследования.

4.2 Обоснование конструктивных параметров лабораторной установки УВ-СВЧ-04Л.

4.2.1 Оптимизация размеров рабочей камеры.

4.2.2 Обоснование выбора СВЧ-генератора.

4.3 Исследование кинетики щелочной варки.

4.3.1 Исследование скорости нагрева среды обработки.

4.3.3 Исследование убыли массы волокна.

4.4 Исследование качественных характеристик процесса.

4.4.1 Исследование щелочной среды обработки.

4.4.2 Исследование капиллярности и поглотительной способности волокна.

4.5 Аиализ результатов исследования.

Выводы по главе.

5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ВАТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЩЕЛОЧНОЙ ВАРКИ В СВЧ-ПОЛЕ.

5.1 Расчет себестоимости ваты.Ю

5.2 Определение дисконтированного дохода.

5.3 Определение внутренней нормы доходности.

5.4 Определение срока окупаемости.ИЗ

5.5 Анализ чувствительности проекта.

Выводы по главе.

Годовая потребность в вате в России составляет до 78 тысяч тонн, из них 33% ввозится из-за границы, а 67% - производится в нашей стране из импортируемого хлопка.

Исследованиями проведенными в Институте хирургии имени Вишневского РАМН, Институте химии растворов РАН, ВНИИЦЛКА, установлено, что показатели качества ваты из льна превосходят аналогичные показатели хлопковой ваты.

Лен - древнейшая техническая культура, известная человеку более 10 тысяч лет. На протяжении многих столетий Россия являлась крупнейшим производителем льна-долгунца и основным поставщиком льняного полотна в страны Европы и Америки.

Льноводство традиционно занимает одно из ведущих мест в экономике, сельского хозяйства России, в том числе и Удмуртии. Наша страна располагает необходимыми условиями для выращивания льна: умеренный климат, нежирная почва, длинный световой день. В 2008 году лен-долгунец возделывался в 23 регионах России на площади 73,8 тысяч гектар, из них на долю Удмуртии приходится 11,7 тысяч гектар.

В 2008 году 17 льнозаводами Удмуртии произведено 4,76 тысяч тонн льноволокна, в том числе 0,424 тысяч тонн длинного волокна.

О ценности натуральных волокон знали всегда, но после того как традиционные регионы производства хлопка в результате распада СССР оказались на территории других государств, роль льна-долгунца как единственного источника волокнистой продукции, производимой в больших масштабах, значительно возросла.

В соответствии с Федеральной Целевой Программой ведомства «Развитие льняного комплекса России на 2008 - 2010 годы» и Республиканской Целевой Программой «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2007 - 2009 годы», «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010 - 2014 годы» для динамичного развития отрасли предусмотрено освоение инновационных технологий переработки льна. В настоящее время рядом научных организаций разработаны новые виды продуктов из льняного волокна. Имея значительные объемы натурального ежегодно воспроизводимого сырья, лен, в противовес импортируемому хлопку, может стать стратегически важным материалом не только для текстильной промышленности, но и для производств материалов медицинского назначения.

Сегодня волокно льна используется в медицине, в частности, для изготовления тончайших хирургических нитей, отличающихся повышенной совместимостью с тканями живого организма, волокнистых нетканых материалов, среди которых медицинская вата и перевязочные средства превосходят подобные изделия из хлопка.

В настоящее время при производстве льняной ваты используется традиционное оборудование для изготовления хлопковой ваты. Для жидкостной обработки применяются аппараты с конвективным энергоподводом типа АКДУ, АКДН, АКДС. Учитывая особенности строения льняного волокна и отличие его от хлопка, для достижения высокого качества продукта необходим длительный процесс щелочной варки или двукратный цикл. Все это ведет к увеличению расходов реагентов, ухудшению качественных характеристик ваты и высоким энергозатратам.

Большой вклад в области технологий производства льняной ваты, сделан учеными Осиповой Н.Н., Рыжовым А.И., Марыгановым А.П., Губиной С.М., Стокозенко В.Г. и другими, исследования которых направлены на сокращение продолжительности варки и повышение качества ваты. Поэтому важной и актуальной проблемой является исследование процесса щелочной варки, как наиболее сложной технологической операции, определяющей качество ваты.

Цель настоящей работы состоит в научном обосновании и разработке модели технологии щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющей сократить продолжительность процесса.

Объект исследования — процесс щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле.

Предмет исследования - влияние СВЧ-поля на продолжительность щелочной варки льняного волокна.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. Для решения поставленных задач использовались базовые положения теории электромагнитного поля, традиционные методы интегрального и дифференциального исчислений, компьютерные средства решения дифференциальных уравнений с использованием математического пакета Maple 9.0. Обработка экспериментальных данных проведена с использованием электронных таблиц Excel 2000.

Достоверность и обоснованность подтверждается апробацией работы на научно-практических конференциях, испытанием результатов исследования в производственных условиях. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласуются с теоретическими. Достоверность экспериментальных исследований обеспечены проведением их в аккредитованных лабораториях с использованием аттестованных средств измерения. Проделанные в работе расчеты осуществлялись корректным применением теории высшей математики и статистического анализа.

Научную новизну работы составляют:

• применение энергии СВЧ-поля при щелочной варки льняного волокна в производстве ваты;

• кинетические закономерности процессов разрушения нецеллюлозных комплексов льняного волокна при щелочной варке в СВЧ-поле;

• математическая модель, позволяющая определить закономерности изменения концентрации щелочи в процессе варки льняного волокна в СВЧ-поле и оценить продолжительность варки.

Практическая значимость работы определяется следующими основными результатами:

• разработан математический аппарат, позволяющий оценить продолжительность варки по используемому в промышленности критерию завершенности процесса;

• разработан и испытан образец лабораторной установки периодического действия для щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле УВ-СВЧ -04Л, производительностью 4 кг/ч, на основе которой может быть создан опытный образец установки.

Реализация результатов исследований:

• технология щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты (подтверждена положительным решением о выдачи патента России по заявке № 2008121784/12 (025855) от 30.05.2008 года);

• разработанная технология испытана на ООО «Агрокомплекс «Мичуринский» Кизнерского района, на ОАО «Можгинский льнозавод» Можгинского района Удмуртской республики и передана к внедрению на ОАО «Можгинский льнозавод».

На защиту вынесены следующие положения:

• технология щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющая сократить продолжительность процесса в 2,5 раза;

• математическое описание щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющее оценить продолжительность варки по изменению концентрации щелочи в растворе;

• результаты экспериментальных исследований щелочной варки льняного волокна в поле СВЧ-энергии на лабораторной установке УВ-СВЧ-04Л с оценкой экономической эффективности предлагаемой технологии.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных статьях и обсуждены на конференциях: Всероссийская научно-практическая конференция «Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве» (Ижевск, 2006), Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы» (Ижевск, 2007), Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 450-летию вхождения Удмуртии в состав России «Научный потенциал аграрному производству» (Ижевск, 2008), Региональная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы растениеводства и кормопроизводства» (Пермь, 2008), Международная научно-практическая конференция «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона. Лен - 2008» (Кострома, 2008), Всероссийская научно-практическая конференция «Научный потенциал современному АПК» (Ижевск, 2009).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Проведен анализ технологий щелочной варки, установлено, что жесткие температурно-временные режимы способствуют деструкции целлюлозы, ухудшая качество готового продукта; температурно-временные режимы варки должны соответствовать следующим значениям:

• температура не более Т=130°С;

• давление не более Р=3. .4- 105Па;

• продолжительность не более т=130 минут.

2. Установлено, что активация водных сред энергией СВЧ-поля позволяет интенсифицировать щелочную варку; определены факторы, влияющие на эффективность щелочной варки в СВЧ-поле: химический состав волокна; концентрация щелочи в растворе, температура варки; продолжительность варки; мощность излучения, определяемая частотой излучения, диэлектрическими характеристиками обрабатываемой среды.

3. Исследованы диэлектрические характеристики волокна, щелочного раствора и гетерогенной системы волокно-раствор, установлены следующие значения:

• диэлектрическая проницаемость волокна ев=24,2при влажности W=100% и температуре Т=22°С;

• диэлектрическая проницаемость 2-х% раствора едкого натра ^=72 при температуре Т=22°С;

• диэлектрическая проницаемость гетерогенной системы волокно-раствор 8=64,8 при температуре Т=22°С.

4. Разработана математическая модель процесса щелочной варки в СВЧ-поле, которая позволяет:

• адекватно, с надежностью 95%, описывать процессы диффузии щелочи из раствора в волокно;

• строить кривые изменения концентрации щелочи раствора в процессе варки;

• рассчитывать время варки при заданных условиях с учетом внутреннего источника тепла.

5. Разработана лабораторная установка УВ-СВЧ-04Л периодического действия для щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволившая исследовать кинетику процесса варки.

6. Исследовано влияние СВЧ-поля на качественные характеристики льняного волокна (капиллярность, поглотительная способность); установлено, что используемые режимы позволяют увеличить капиллярность на 4,8 г/г, поглотительную способность на 25 мм.

7. Разработана и обоснована модель технологии щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле, позволяющая сократить продолжительность варки со 130 до 60 минут при следующих режимах:

• температура среды обработки 1—100°С;

• давлении Р=105 Па;

• концентрация едкого натра 2%;

• модуль обработки 1:4 (волокно : раствор);

• частота СВЧ-излучения 2450 МГц.

8. Обоснована экономическая эффективность применения щелочной варки льняного волокна в СВЧ-поле при производстве ваты; величина чистого дисконтированного дохода за расчетный период три года при объеме производства 8 тонн ваты в год может составить 606 тыс. рублей; срок окупаемости проекта равен 1,02 лет.

1. ГОСТ 9394-76 «Волокно льняное короткое». М.: Издательство стандартов, 1977 - 6с.

2. ГОСТ 25133-82 « Волокна лубяные. Метод определения влажности» -М.: Издательство стандартов, 1982 4с.

3. ГОСТ 5556-81 «Вата медицинская гигроскопическая». М.: Издательство стандартов, 1993 -33с.

4. ГОСТ 8.623-2006 «Относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков. Методики выполнения измерений в диапазоне сверхвысоких частот» М.: Издательство стандартов, 2008 - 25с.

5. Патент Р.Ф. МПК D21F11/14. Способ производства ваты / Н.Н. Осипова, А.И. Рыжов, В.А. Губанов, С.Н. Коротков, В.В. Живетин № 2104358; Заявлено 1996.04.24; Опубликовано 1998.02.10.

6. Патент 99104687/12 Р.Ф. МПК D21F11/14 Способ получения ваты / А.В. Чешкова, И.Б. Надкова, Б.Н. Мельникова № 2157434; Заявлено 1999.03.10; Опубликовано 2000.10.10.

7. Патент 2002124736/12 Р.Ф. МПК D04M10/04 Способ электроимпульсной обработки волокнистых материалов / С.В. Симонов, В.Г. Крайнов, Н.А. Платонов и др. № 2216616; Заявлено 2002.09.18; Опубликовано 2003.11.20.

8. Патент 95113289/12 Р.Ф. МПК D04H1/02. Способ изготовления ваты / А.И. Рыжов, В.А. Губанов, С.Н. Коротков, и др. № 2078164; Заявлено 1995.08.03; Опубликовано 1997.04.27.

9. Патент 95113285/12 Р.Ф. МПК D04H1/02. Способ производства ваты / А.И. Рыжов, В.А. Губанов, С.Н. Коротков, и др. № 208163; Заявлено 1995.08.03; Опубликовано 1997.04.27.

10. Патент 2001100547/12 Р.Ф. МПК D21F11/1. Способ производства льняной ваты / С.М. Губина, В.Г. Стокозенко, А.П. Марыганов. № 2175363; Заявлено 2001.01.10; Опубликовано 2001.10.27.

11. Патент 2004110794/04 Р.Ф. МПК D01F11/04. Способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна / О.В. Дубов, П.С. Власов, А.В. Пименов и др. № 22662557; Заявлено 2004.04.08; Опубликовано 2005.10.20.

12. Патент 2005127650/12 Р.Ф. МПК D21C5/00. Способ получения целлюлозы / O.K. Нугманов, Н.П. Григорьева, М.М. Гидиятуллин и др. № 2304647; Заявлено 20051.02.27; Опубликовано 2007.08.20.

13. Агафонова, Н.М., Применение СВЧ-технологий при производстве льняной ваты / Н.М. Агафонова, Н.С. Данышева // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. № 10. - 2008. - С.62 - 66.

14. Агафонова, Н.М., Повышение качества льноволокна путем использования энергосберегающих электротехнологий и оборудования использованием СВЧ, УЗ и тепловой обработки льносоломы: Автореф. дис.канд.тнхн.наук. — Санкт-Петербург, Пушкин. — 2003. 19с.

15. Агафонова, Н.М., Ультразвук и СВЧ в технологии переработки льносоломы / Н.М. Агафонова, В.В. Фокин, В.В. Касаткин, И.В. Кузнецова // Теоретический журнал «Хранение и переработка сельхозсырья». 2003. -№12.

16. Альтгаузен, А.П., Электротермическое оборудование / А.П. Альтгаузен, Н.М. Некрасов. М.: Энергия - 1980. — 468 с.

17. Анненков, Ю.М., Основы электротехнологий / Ю.М. Анненков. -Томск: Издательство ТПУ, 2005. 208с.

18. Архангельский, Ю.С., Свервысокочастотные установки для интенсификации технологических процессов / Ю.С. Архангельский, И.И. Девяткин. Саратов: Издательство Саратовского университета, 1983. - 140с.

19. Бадретдинова, И.В., Критерии управления процессом щелочной варки льняного волокна / И.В. Бадретдинова, Н.С. Данышева // Вестник Ижевской ГСХА. № 3-4(20-21). - 2009. - С.4 - 6.

20. Басов, A.M., Электротехнология / A.M. Басов, В.Г. Быков, А.В. Лаптев, В.Б. Файн. М.: Агропромиздат, 1985 - 468 с.

21. Батунер, Л.М., Математические методы в химической технике / Л.М. Батунер, М.Е. Позин. — Ленинград: «Госхимиздат», 1963. — 640с.

22. Белякова, Н.А., Экономические проблемы производства и переработки льна / Н.А. Белякова, П.М. Советов. Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2005. - 195с.

23. Берберова, Н.Т., Роль неорганических ион-радикалов в органических и неорганических реакциях // Соросовский образовательный журнал. №1. — 1998. - С.28-34.

24. Бигбулатов, И.Х., Гетерогенные каталитические промышленные процессы с использованием электромагнитного излучения СВЧ- диапазона / И.Х. Бигбулатов, P.P. Даминев, Н.С. Шувалов // Нефтяное дело http://www.ogbus.ru

25. Бокштейн, Б.С., Диффузия атомов и ионов в твердых телах / Б.С. Бокштейн, А.Б. Ярославцев. М.: МИСИС, 2005. - 362с.

26. Болотов, А.В., Электротехнологические установки / А.В. Болотов, Г.А. Шепель. -М.: Высшая школа, 1988.-336 с.

27. Большая медицинская энциклопедия. Под ред. М.А. Петровского. 3-е изд. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - Т.4 - 576 с.

28. Бородин, И.Ф., Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве / И.Ф. Бородин, Г.А. Шарков, А.Д. Горин. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - 55с.

29. Бородин, И.Ф., Развитие электротехнологии в сельскохозяйственном производстве / И.Ф. Бородин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. №6 - 1983. С. 27-31.

30. Брандт, А.А., Исследования диэлектриков на сверхвысоких частотах / А.А. Брандт. М.: Физматгиз, 1963. - 404 с.

31. Будников, В.А., Общая технология текстильного производства / В.А. Будникова. М.: Агропромиздат, 1999 - 248 с.

32. Бузов, Б.А., Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (Швейное производство) / Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова. — -М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 448с.

33. Вайнштейн, Г.А., Справочник по ватному производству / Г.А. Вайнштейн. — М.: «Легкая индустрия», 1972. — 325с.

34. Варгафтик, Н.Б., Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. М.: «Наука», 1972. - 720с.

35. Галашина, В.Н., Технологическая схема изготовления медицинской ваты из короткого льноволокна / В.Н. Галашина, А.П. Марыганов, А.Р. Данилов // Научный Альманах №4 - 2007 — С. 14-17.

36. Герасимов, В.Г., Использование электрической энергии. Электротехнический справочник. Книга 2 / В.Г. Герасимов, П.Г. Грудинский, В.А. Лабунцов. М.: Энергоатомиздат, 1988. - т.З. - 616 с.

37. Гладкий, B.C., Вероятностные вычислительные модели / B.C. Гладкий. -М.: Наука, 1973.-300с.

38. Гмурман, В.Е., Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В.Е. Гмурман. — М.: Высшая школа, 2002. — 405с.

39. Гурусова, А.А., Строение, состав и свойства целлюлозных волокон / А.А. Гурусова, А.Г. Ивлев, Е.В. Шаповалюк. — Кострома: КГТУ, 2005. — 34с.

40. Данышева, Н.С., Совершенствование методов варки волокна при производстве ваты / Н.С. Данышева // Научный потенциал современному АПК: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Том III.- Ижевск, 2009. С. 169 - 174.

41. Данышева, Н.С., Математическое описание диффузии щелочи при варке волокнистых материалов / Н.С. Данышева, И.В. Бадретдинова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. № 1.-2010.- С.59 61.

42. Данышева, Н.С., Способ повышения энергии активации химических реакций очищения целлюлозных волокон / Н.С. Данышева // Вестник Ижевской ГСХА. № 3(20). - 2009. - С.2 - 4.

43. Драганов, Б.Х., Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве / Б.Х. Драганов, А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. М.: Агропромиздот, 1990. -463 с.

44. Дытнерский, Ю.И., Процессы и аппараты химической технологии. Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты / И.Ю. Дытнерский. — М.: «Химия», 1995. 400с.

45. Ершов, A.M., Радиоволновый резонаторный метод измерения физических свойств жидкостей с диэлектрическими проницаемостями / A.M. Ершов, А.А. Маслов, А.С. Совлуков и др. // Вестник МГТУ, том 11. -№3 -2008.-С.498 -501.

46. Живетин, В.В., Мовлен (модифицированное волокно льна) / В.В. Живетин, А.И. Рыжов, Л.Н. Гинзбург. -М.: РЗИТЛП, 2000 218 с.

47. Живетин, В.В., Лен вчера, сегодня, всегда / В.В. Живетин, Л.Н. Гинзбург, А.И. Рыжов. -М.: ИПО «Полигран», 1995. 120 с.

48. Живописцев, Е.Н., Электротехнология в сельскохозяйственном производстве / Е.Н. Живописцев. М.:. ВНИИТЭИСХ, 1978. - 56с.

49. Жучков, П.А., Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном производстве / П.А. Жучков. — М.: Лесная промышленность, 1978. — 408с.

50. Завьялов, А.С., Исследование колебаний в цилиндрическом резонаторе. Методические указания / А.С. Завьялов. — Томск: Томский Государственный Университет, 2000. 14с.

51. Захаров, В.В., Методические разработки по экономическому анализу хозяйственной деятельности перерабатывающих предприятий /В.В. Захаров. Ижевск:ИжГСХА, 1997. - 22с.

52. Зорин, А.И., Методические указания по сбору исходных материалов для расчета экономической эффективности при выполнении НИОКР. / А.И. Зорин, Л.И. Миронов. Ижевск: ИжСХИ, 1988 - 30с.

53. Исаченко, В.П., Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С Сукомел. -М.: Энергия, 1969 346с.

54. Карасенко, В.А., Электротехнология / В.А. Карасенко, А.Н. Заяц, Е.М. Баран, B.C. Корко. -М.: Колос, 1992 -268с.

55. Карбаинов, Ю.А., Электрохимическая активация водных сред / М.В. Карбаинов // Соросовский образовательный журнал. №10 - 1999 - С. 36-43.

56. Касаткин, В.В., Сублимационная сушка жидких термолабильных продуктов пищевого назначения. Технология и оборудование с комбинированным энергоподводом / В.В. Касаткин, Д.П. Лебедев, В.В.Фокин, Н.Ю.Литвинюк и др. Ижевск: РИО ИжГСХА, 2004. - 307с.

57. Княжевская, Г.С., Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов / Г. С. Княжевская, М.Г. Фирсова, Р.Ш. Килькеев. Л.: Машиностроение, 1989. - 64 с.

58. Коваленко, Н.Я., Экономика сельского хозяйства / Н.Я. Коваленко. -М.: ЭКМОС, 1998.-448с.

59. Коновалова, Н.А., Регистрация феномена безконтактной активации жидкостей методами СВЧ-спекторскопии / Н.А. Коновалова, С.Г. Меньшикова, В.Г. Широносов // Сборник тезисов ВНКСФ-8. Екатеринбург, 2002,- с. 590-592

60. Корн, Г., Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: «Наука», 1973 - 832с.

61. Коробейников, С.М., Исследование диэлектрических сред с повышенной диэлектрической проницаемостью / С.М. Коробейников, Э.В. Яншин,, И.Т. Овчинников, К.В. Яншин и др. http://www.sibdiag.ru

62. Кострубин, М.В., Пектиновые вещества и гемицеллюлозы стеблей льна /М.В. Кострубин М.: Биохимия, 1953 - 178с.

63. Кудрявцев, И.Ф., Электрический нагрев и электротехнология / И.Ф. Кудрявцев, В.А. Карасенко. М.: «Колос», 1975. - 384с.

64. Крутикова, К.Е., О цепном механизме разложения Н202, существовании радикала Н03 и высшей перекиси водорода А. Н. Баха / К.Е. Кругликова, Н.М. Эмануэль // ДАН СССР Вып. 83. - С. 593.

65. Кучер, Р.В., Соокисление органических веществ в жидкой фазе / Р.В. Кучер, И.А. Опейда Киев.: Наукова думка, 1989. - 208 с.

66. Леменовский, Д. А., Структурно нежесткие соединения/ Д. А. Леменовский // Соросовский образовательный журнал. № 10 - 1999. - С. 28 -35.

67. Лифшиц, Е.М., Физическая кинетика / Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. -М.: Наука, 1979.-528 с.

68. Лоенко, В.В., Особенности экономии энергии в процессе СВЧ-сушки шинкованной моркови / В.В. Лоенко // Международная научно-техническая конференция "Энергосбережение в сельском хозяйстве" М.: ВИЭСХ. -1998.-228 с.

69. Лыков, А.В., Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: «Высшая школа», 1967 - 599с.

70. Лыков, А.В., Тепло и массобмен в процессах сушки / А.В. Лыков. -М.: Госэнергоиздат, 1956 — 464с.

71. Лыков, А.В., Тепломассобмен: Справочник / А.В. Лыков. М.: «Энергия», 1971 - 560с.

72. Лыков, А.В., Теория сушки / А.В. Лыков. М.:«Энергия», 1968 - 472с.

73. Мазин, А.Н., Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников / А.Н. Мазин, А.В. Нетушил, Е.П. Паршин. М.: Госэнергоиздат, 1950. - 236с.

74. Марков, В.В., Первичная обработка лубяных волокон / В.В. Марков, Н.Н. Суслов, В.Г. Трифонов, A.M. Ипатов. М.: Легкая индустрия, 1974. -416 с.

75. Мельников, Б.Н., Роль текстильных вспомагательных веществ. Прогресс текстильной химии и технологии / Б.Н. Мельников // Рос. Хим. Об-ва им. Д.И. Менделеева. №1. - 2002. - С.9 - 19.

76. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть 1. — М.: ВИЭСХ, 1998.

77. Милованов, О.С., Собенин Н.П. Техника сверхвысоких частот / О.С. Милованов, Н.П. Собенин. М.: Атомиздат, 1958. - 412 с.

78. Миронов, К.М., Биологическая мочка льна / К.М. Миронов. М.: Гос. научно-техн. издательство легкой промышленности, 1950. — 72с.

79. Михеев, М.А., Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М.Михеева. — М.: «Энергия», 1977. 344с.

80. Москва, В.В., Водородная связь в органической химии / В.В. Москва // Соросовский образовательный журнал. — № 2 — 1999. С. 26 — 32.

81. Мустяца, В.Т., Темпло- и массообмен во влажных материалах в электрических полях высокой частоты / В.Т. Мустяца. — Кишинев: Штиинца, 1985.-63с.

82. Нейман, J1.P., Теоретические основы электротехники Том 1 / JI.P. Нейман, К.С. Демирчан. Ленинград.: Энергия, 1975. - 524 с.

83. Новиков, Э.В., Углубленная переработка волокна на льно,-пепькозаводах / Э.В. Новиков. Кострома: КГТУ, 1999. - 88с.

84. Окресс, Э., СВВ-энергетика. II том Применение энергии сверхвысоких частот в промышленности / Э. Окресс. М.: «Мир», 1971. — 272с.

85. Остапенков, A.M., Применение СВЧ-техники в пищевой промышленности / A.M. Остапенков, B.C. Носиков // Зарубежная радиоэлектроника, №7. - 1979. - С. 94.

86. Паулинг, Л., Природа химической связи / Л. Паулинг. М.: Госхимиздат, 1947. - 235 с.

87. Персов, Б.З., Расчет и проектирование экспериментальных установок / Б.З. Персов. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулировка и хаотическая динамика»; «Институт компьютерных исследований», 2006. — 348с.

88. Першанов, Н.А., Конвективно высокочастотная сушка древесины / Н.А. Першанов. — М.: Гослесбумиздат, 1963. - 85 с.

89. Правила устройства электроустановок. СПб.: ДЕАН, 2001. - 928.

90. Пфанцагль, И., Теория измерений/ И. Пфанцгаль. М.: Мир, 1976. -248с.

91. Рогов, И.А., Электрофизические методы обработки пищевых продуктов / И.А. Рогов. М.: ВО «Агропромиздат», 1988. - 272с.

92. Рогов, И.А., Техника СВЧ нагрева пищевых продуктов / И.А. Рогов, С.В. Некрутман-М.: Легкая промышленность, 1981 — 199 с.

93. Севостьянов, В.Г., Механическая технология текстильных материалов / А.Г. Севостьянов, Н.А. Осьмин, В.П. Щербаков. М.: Легпромиздат, 1989. -512 с.

94. Семенов, А.А., Теория электромагнитных волн / А.А. Семенов М.: Издательство Московского университета, 1962. — 256с.

95. Сергеев, И.В., Экономика предприятия / И.В. Сергеев. М.: Финансы и статистика, 2001.-3 00с.

96. Сивцов, А.Н., Первичная обработка льна / А.Н. Сивцов, С.Е. Чесноков. Кострома.: Кн. Издательство. - 1954.

97. Соболев, М.А., Химия льна и лубоволокнистых материалов / М.А. Соболев. -М.: Гизлегпром, 1963. 143 с.

98. Справочник по заводской первичной обработке льна. /Под ред. Разуевой А.А. М., Государственное научно-техническое издательство министерства промышленных товаров широкого потребления СССР», 1954 -495 с.

99. Стокозенко, В., Рациональная технология выработки льноваты / В. Стокозенко, С. Губина. // Текстиль. №5 — 2003. - С.9 — 12.

100. Суметов В.А., Сушка и увлажнение лубоволокнистых материалов / В.А. Суметов — М.: Легкая индустрия, 1980. — 336 с.

101. Суслов, Н.Н., Проектирование предприятий первичной обработки лубяных волокон / Н.Н. Суслов М.: Легкая индустрия, 1973. - 546 с.

102. Техническая энциклопедия. Под ред. Л.К. М.: Т.З - 1937

103. Фатыхов, И.Ш., Производство льна-долгунца в Среднем Предуралье / И.Ш. Фатыхов, С.М. Молокотина, Л.А. Толканова и др. Ижевск: РИО ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2004. - 148 с.

104. Франк-Каменецкий, Д.А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. М.: - Наука, 1987. - 502 с.

105. Харьков, А.В., Интенсификация процессов СВЧ-обработки сельскохозяйственных материалов. Дисс. канд. техн. наук. / А.В. Харьков -М.: МГАУ, 1995.-239с.

106. Чубинский, П., Отчет о льноводстве, льняном производстве и льняной торговле в северном районе / П. Чубинский. — Санкт-Петербург: Типография «Общественная польза». 1869. - 73 с.

107. Цепалов, В.Ф., Кинетика цепного превращения многокомпонентных систем / В.Ф. Цепалов // Журнал физической химии. № 7. - 1961. - 35, - С. 1443-1452.

108. ЦНИИЛВ Научно-исследовательские труды. Вып.17/Под ред. Гинзбурга Л.Н. М.: Легкая индустрия. - 1963. - Вып. 17.

109. ЩШИЛВ Научно-исследовательские труды. Вып. 19 / Под ред. Гинзбурга Л.Н. М.: Легкая индустрия. - 1963. - Вып. 19.

110. Шайтан К.В. Диффузия лигандов в белках / К.В. Шайтан. 2000. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/l 029.html

111. Шарков, Г.А., Исследования диэлектрических свойств почвы и семян на сверхвысоких частотах / Г.А. Шарков // Рациональная электрификация сельского хозяйства: Сб. научн. трудов МИИСП. М.: МИИСП, 1984 - С.30-32.

112. Швандар, В.А., Экономика предприятия / В.А. Швандар, Л.Я. Аврашков. М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2002. - 240с.

113. Шевельков, В.Л., Теплофизические характеристики изоляционных материалов / В.Л. Шевельков. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958. - 96 с.

114. Шемякин, М.М., Окислительно-гидролитическое расщепление -С С — связей / М.М. Шемякин, Л.А. Щукина // Успехи химии. - т. 26. № 5 - 1975., с. 528-553.

115. Шехонина, Г.Л., К вопросу о химизме процесса пропаривания стеблей льна, конопли и других лубяных растений / Г.Л. Шехонина // Сборник трудов ЦНИИВ. М.: Гизлегпром, 1954. - 298 с.

116. Шишканова, С.И., О критерии управления процессом щелочной варки древесины / С.И. Шишканова, C.JI. Карпенко, В.Р. Пен // Химия растительного сырья. №2. - 2008. - С.143-145.

117. Электротермическое оборудование: СПК / Альтгаузен АП., Некрасов Н.М. М.: Энергия, 1980.-468 с.

118. Эммануэль, Н.М., Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе / Н.М. Эмануэль, Е.Т. Денисов, З.К. Майзус. М.: Наука, 1965. - 367 с.

119. Юдаев, Б.Н. Теплопередача / Б.Н. Юдаев. М.: Высш. школа , 1981. -319с.

120. Brown, R.H., Microwave-vacuum grain drying system demonstrated / R.H. Brown // Freed stuffs. 1978Г — v.50. - N38. - P. 1068.

121. Carlton, J., The Complete Microwave Oven service. Handbook 2007 / J. Carlton // Copyright. 2008.

122. Colubrander, V. P., Holler G. H., Johnson K. D., Rhykord C. L. Us of microwave drying to determine moisture (dry matter) in forage / V.P. Colubrander, G.H. Holler, K.D. Johnson, C.L. Rhykord // Forage and seed facts. 1986. - v. 11 -N. 2.-P. 5-6.

123. Eskelinen, H., Eskelinen P. Microwave component mechanicics / H. Eskelinen, P. Eskelinen // Book News. 2003. - 304 P.

124. Flax production in the seventeenth Century. Histories Jamestowne. http://www.nps.gov/iame/historyculture

125. Hatcher, J.D., An experimental study of moisture and temperature distributions during freeze-drying / J.D Hatcher, D.W Lyons, J.E. Sunderland // J. of Food Science. 1971. - v.36. - N1. - P. 33-35.

126. Nelson, S.O., Microwave Dielectric Properties of Grain and Seed / S.O. Nelson // Transactions of the ASAE. 1973. - p. 902 - 905.

127. Nelson, S.O., Long-term effects of RF dielectric Reacting on germination of Alfa seeds / S.O. Nelson, L.E. Stetson, W.W. Wolf// Trans of the AS AT. 1984. -V.27.-N1.-P. 225-258.

128. New microwave food treatment // Milling. 1985. - v. 168. - N. 9. - P. 42.

129. Producers of flax and hemp cooperate to develop technical markets // Technical Textiles International: TTI. Jun, 2004.

130. Reichenberg, L., Microwave grain drying / L. Reichenberg // Successful Farming. 1982. - v.80. - N9. - P.16 - 17.

131. Syben dryer uses microwave concept // Farm Industry News Midwest. -1981.-v.15. -N18.-P.14.

132. Материалы сайта http://www.drevesina.com/materials.htm/a8/b57/