Перспективные технологии переработки конопляной тресты

На вебинаре, организованном  выставочной компанией Techtextil Russia, посвященного оборудованию для производства технического текстиля, Галина Ельчанинова, директор компании Smart-A Consult (Представительство европейских компаний в России и СНГ LAROCHE, SCHOTT & MEISSNER, CLEXTRAL, SPOOLEX-EUROPLASMA),  Вице-Президент АТР (Ассоциация Текстильщиков России) рассказала об оборудовании фирмы «Laroche», новой перспективной технологии первичной переработки конопляной тресты, технологии котонизации и прядения конопляного волокна. Это не первая презентация данной технологии.

 

 

Впервые технология и некоторые машины были представлены в сентябре 2019 года  на выставке SMARTEX в Барселоне. Чтобы читателю было понятнее, в чем суть новой технологии, ее преимущества, в данной статье использованы иллюстрации двух мероприятий

Франция никогда не прекращала выращивать коноплю. Поэтому смогла добиться высоких результатов в производстве оборудования для ее переработки и готовых изделий из конопли. Даже при условии, что по площади посева промышленной конопли Францию (8 тыс. га) обошли Канада, Китай  (по неофициальным источникам  100 тыс. га), возможно, и Россия (около 10 тыс га), страна сохраняет лидерство в инженерной и технологической сфере.  И даже в условиях всемирной пандемии, вызванной коронавирусом Ковид 19, лучшие технологи французской компании LAROCHE проводили испытания переработки французского и российского конопляного сырья на новом оборудовании с целью извлечения без применения химических веществ лучшего волокна для использования в текстильной промышленности.

 

Выращивание конопли исторически является традиционным для России, а по агротехническим условиям обеспечивает определенные преимущества в севооборотах с массовыми товарными культурами в рамках сельского хозяйства черноземной и нечерноземной зоны. Конопляное волокно (пенька) относится к классу лубяных волокон совместно с льняным волокном, и проблематика технологии переработки данных волокон в прядении схожа.

 

 

Производство конопляного, как и льняного волокна начинается с декортикации тресты, в результате чего образуется конопляная костра и конопляное волокно. Процесс  производства конопляного волокна представлен на следующей схеме:

 

 

Начинается процесс с грубой очистки от больших камней и металлических предметов, а затем -  от среднего размера и мелких камней  

 

   

 

После чего начинается собственно процесс декортикации тресты. До осени прошлого года компания Ларош предлагала классическую схему декортикации пеньковолокна

 

Сейчас разработана новая схема. 

 

При этом представитель компании Ларош отметила, что  для правильного выбора оборудования и типа использования конопли очень важна мацерация (степень отделяемости костры).  Котонина.  50% успеха в производстве котонина и ткани – лежит в поле. Это самое выгодное производство. Но специалистами Ларош совместно с российскими заказчиками установлено, что качество осенней и весенней (криомацерация) тресты различается.

 

Поэтому очень важен контакт с агрономом, который будет следить за тем, какие сорта сеет, с какой плотностью, чем подкармливает, на какой почве, после какого предшественника, как и когда убирает…  В зависимости от качества тресты из конопли можно производить волокно для производства бумаги с закостренностью на уровне 25% либо нетканых материалов (закостренность 5-7%). Если треста не прошла качественную мацерацию, плохо просохла, то волокно будет грубым и ломким.  Оно не пригодно для производства котонина, но из него выйдет хороший матрасный наполнитель  или теплоизоляция. Одного оборудования компании Ларош для производства котонина недостаточно - обязательно нужны испытания качества полученной тресты.

 

Технологическая цепочка котонизации Laroche является продолжением линии производства волокна из соломы или тресты, основанной на технологии декортикации, обеспыливания, очистки и утончении волокна. Линия коттонизации Laroche состоит из технологических модулей: нарезки волокна, очистки, коттонизации (разволокнения на элементарные волокна и снижения линейной плотности волокон), второй очистки и кипования.

 

Костра подается в виде тюков или рулонов в кипоразборщик, а из него в двойной котонизатор EXEL c  рабочей шириной 2 м

 

 

Далее действуют фидер ОВТ, разрыхлитель  PICKER , пошаговый очиститель  NB6T

 

  

  

 

Следующий важный этап – утончение и дальнейшая очистка на чесальных барабанах с выходом конопляной массы с закостренностью не более 1%. Принцип данного этапа котонизации - расщепление волокна на микроволокна  с помощью пильчатой гарнитуры в системе  двойной котонизации пошагового очистителя тресты  NB6T №6. Для получения качественного волокна из сырья необходимы  правильный процесс мацерации и достаточная прочность на разрыв исходного сырья. При этом технологическим ядром линии котонизации выступает модуль  EXEL с двумя двухбарабанными котонизаторами (всего 4 разволокняющих барабана диаметром 600 мм).

 

Оборудование с двумя котонизаторами EXEL, в составе которого 4 разволокняющих барабана

 

  

 

Главный элемент разволокняющего барабана -  вращающийся цилиндр с разрыхляющими колковыми планками. Принцип котонизации показан на следующей схеме:

 

   

 

Полученная масса собирается в Большом двойном Смесителе-накопителе. Так выглядит линия Очистки и котонизации Laroche  в США в собранном виде 

 

 

 

Новая технология более сложная и длительная, но она позволяет полностью исключить химическую обработку сырья, не требует замачивания и сушки, что снижает себестоимость продукции и не наносит урон окружающей среде.  Кроме того, данная технология дает возможность получать не только технический текстиль, но делать смесовую пряжу по технологии шерсти и хлопка для традиционных текстильных изделий. Это важно, так как конопляную пряжу делали исключительно на мокропрядильных линиях, которых сейчас не осталось и не выпускают.  По новой технологии также можно котонизировать и лён.

 

В частности,  успехом увенчалась попытка производства шести номенклатур  ткани для обивки мебели  (30% конопли/70% хлопка) натуральной окраски и зеленого цвета.  Использовались технологии декортикации тресты, а затем утончения и котонизации волокна на оборудовании Ларош. Прядение и ткачество производилось партнерами в Европе.

 

 

Новая технология дает следующие преимущества при переработке конопли:

 

 

 

В рамках презентации Г. Ельчанинова представила другие направления использования котонизированного волокна и оборудование Ларош

 

 

1. Производство объемного холста (мата) на триплексе

Перед прессованием и термоформовкой пласта на комплексе подготовительно-смесительной линии Ларош .волокно конопли смешивают с другими компонентами, в том числе для термоскрепления и льном.  

 

 

на выходе  из установки  FLEХILOFT получается изоляционный холст состоящий на 70% из конопляного волокна и 25% бикомпонента, который поступает в термопечь,  станок с иглопробивным оборудованием или формуется  на оборудовании  SCHOTT & MESS//// для уплотнения холста.

 

 

 

Поскольку конопляное волокно обладают  хорошей упругостью  и минимальной усадкой, композит из 80% конопли и 20% бикомпонента,  плотностью  2800 г/кв м и толщиной 70 мм пригодно для замены кокосового слоя  в ортопедических матрасах.

 

Следующее направление глубокой переработки конопляной пеньки  основано на прочностных и сорбционных свойствах конопляного волокна. Конопляное волокно намного превосходит хлопок, джут и лен, и хорошо впитывает влагу.

 

 

 

Гидравлический, бумагоделательный способ формирования холста (wetlaid) заимствован из бумажной индустрии. Особенностью данного способа холстоформирования является то, что изготовление нетканых полотен, происходит путем отлива водной суспензии, на сеточную часть бумагоделательной машины.

 

 

Следующее направление производства технического текстиля - нетканые теплоизоляционные материалы из конопли и льна для строительства и автомобильной промышленности. Преимущество этих материалов не только в прочности и биоразлагаемости. Но и в том, что они безвредны для работников этих производств, а также обладают свойством бактерицидности. Например, компания Ларош разработала специально для Японии технологию и станки с термоформовочным прессованием для производства строительных плит из конопляного волокна с антисейсмическим эффектом для обшивки стен внутри здания.

 

Также был представлен строительный триплекс  -   конопляный пласт облицованный с двух сторон льняными пластами, полученный  на аэродинамических линиях Ларош  и в печах  термоскрепления SCHOTT & MAISSNER. Ламинаторы этой же компании применяется для уплотнения конопляного холста  и для скрепления нескольких холстов при производстве композитных материалов  для автопрома, авиапромышленности, судостроения и других высокотехнологичных производств.

 

Галина также сообщила о первых успешных испытаниях производства биоплимера из конопли на оборудовании  компании Cextral. в которых смешивали коноплю, гранулы полимера и изготавливали любую форму..

 

   

 

Испытания с конопляной соломы и тресты с целью добиться еще большего утончением волокна и, соответственно, ткани, а  увеличить процентное содержание конопляного котонина в смесовой пряже с хлопком или шерстью (50/50) продолжаются. Все образцы можно увидеть и потрогать в испытательном центре Ларош во Франции в г.Кур-ля-Виль.