Ударно-волновые технологии для целей устойчивого развития

 

 

I Всероссийская научная конференция «Ударно-волновые технологии для целей устойчивого развития» впервые обобщила и представила практические решения и области применения ультразвуковых волн. Конференция проводилась при поддержке Московского университета имени С.Ю. Витте, Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук и АО Научно-Производственного Объединения «Ударно-волновые Технологии».

 

 

Мероприятие, которое включало пленарное заседание в гибридном формате и дискуссию в оф-лайн режиме Public Talk, открыл ректор Московского Университета имени С.Ю.Витте, доктор экономических наук, профессор А.В. Семенов. В своем выступлении  Александр Вячеславович отметил, что наша страна была пионером и лидером в разработке ударно-звуковых технологий. Созданная в советское время техника исправно работает до сих пор. Она надежная, эффективная, имеет более широкий функционал, легче ремонтируется и менее энергоемкая, чем западные аналоги.

 

К сожалению, большинство российских специалистов не знает о существовании такого оборудования. Сейчас Россия оказалась в невыгодной ситуации как по углеродному следу, устойчивому развитию, что отражается на стратегической безопасности государства. В сложившихся обстоятельствах пришло время вернуться к своему опыту, своим разработкам и продолжить их развитие. Также необходима просветительская работа на понятном языке  о преимуществах отечественной техники  перед импортной.

 

 

В рамках конференции преимущественно рассматривались две области применения ударно-волновых технологий: в медицине и переработке сырья (экологически ответственное производство). Второе направление  - природосберегающие аспекты УВТ  - представил, к.т.н., Генеральный директор НПО "УВТ" Огневский Алексей Андреевич. В частности спикер сообщил об оборудовании для:

 

 * очистки стоков животноводческих комплексов (переработка куриного помета, свиного и коровьего навоза), в том числе с возможностью производства электроэнергии. Установка работает «на разрыв» жидкости, в результате которого гибнут все микроорганизмы, а стоки всего за несколько часов превращаются в ценное удобрение (без компостирования и вылежки) 

* очистки воды в системах водозабора и канализационных стоков.

* котонизации лубоволокнистых материалов и производства целлюлозосодержащего сырья льна и конопли - поточном комплексе "Поток" и его мини-вариант — комплекс "Цикл". Комплекс  работает по принципу ударной волны: при электрическом разряде в воде на короткое время образуется плазменный шар, который  действует, сначала создавая эффект ударно-волновых возмущений, а затем  - при схлопывании. В итоге после обработки получается максимально тонкое волокно, которое легко расчесывать и прясть.

 

 

 

Представитель МСХ Республики Удмуртии, Николай Владимирович Овсянников, отметил, что Удмуртия -  лидер 2021 года по посевной площади долгунца. К сожалению, в прошлом сезоне подвела погода и ряд предприятий оказались в простое из-за дефицита сырья. В нынешнем году помимо льна Республика планируется посеять тысячу гектаров технической конопли.

 

 

 

Котонизация вновь стала актуальной. Котонин - это уход от «химии», гигантских предприятий и ЦБК – возможность создать небольшие производства во всех регионах страны. Россия могла бы сегодня сеять до 400 тыс. га льна, что эквивалентно 350 тыс. тонн целлюлозы из котонизированного льноволокна.

 

«Мы вновь вернулись к этой теме и можем полностью заменить хлопок.  Удмуртия уже произвела первую отгрузку в Китай котонизированного волокна… но  больно за предприятия, отказывающиеся от отечественного сырья» Сейчас, с горечью сказал докладчик,  у льна тяжелое время: всего было выпущено 26 тыс тонн котонизированного льна.

 

 

Е.П. Лавреньтева  - д.т.н, директор НИИ текстильных и композиционных материалов ФГБОУ ВО РГУ им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство) представила опыт модифицирования льняных волокон с помощью ударно-волновой технологии, которую Екатерина Петровна тестирует с 2003 года. Более активное сотрудничество с разработчиками УВТ- началось в рамках программы «Лён» в 2011 году (подготовка льняных волокон для прядения), когда нужно было приблизить льняной котонин к параметрам хлопкового волокна.

 

 

Е. Лаврентьева обратила внимание на то, что даже самое плохое  растительное волокно содержит целлюлозу, а котонизация - это возможность производства сырья экономичнее и быстрее, чем  химическая варка. Исследования позволили разработать технологию, при которой длина, засоренность и линейная плотность были приняты за основу требований требованиях к модифицированному льняному волокну. Спикер представила несколько характеристик, которые позволяют оценить качество волокна.

 

 

Было установлено, что короткое льняное волокно №3  наиболее подходит для работы на оборудовании для хлопка.  При дальнейшей обработке волокна на установке УВТ линейная плотность уменьшается (волокно утончилось),  но уже не годится для работы на хлопчатобумажном оборудовании.

 

Поэтому, чтобы котонин можно было использовать на оборудовании  для прядения хлопка, волокно после УВТ обработали на трепальном агрегате и чесальном оборудовании, чтобы получить длину волокна 36 – 38 мм. Также использовались биопрепараты, благодаря чему, параметры волокна удалось на 50% приблизить к хлопковому типу и выпустить  пряжу № 34 с содержанием льняного котонина до 20%. Хороший результат был получен при введении пектинолитических препаратов (снижение линейной плотности на 16%). Котонизированное УВТ-волокно после применения энзимов и чесальной машины дает наибольшие результаты – снижает линейную плотность до 26%. То есть, УВТ – это элемент линии для котонизации льняного волокна, а цель уменьшения линейной плотности – остается актуальной. Сейчас проходит испытания опытная установка котонизации лубоволокнистых культур с производительностью до 500 кг/час. Для развития этой технологии необходимо внедрять промышленный вариант.

 

Екатерина Петровна также обратила внимание на то, что зарубежные компании кооперируются с фирмами-производителями хлопчатобумажного производства. Огорчает, что Россия упускает такие возможности. Спикер также указала на важность мер поддержки промышленных партнеров  для продолжения НИОКР для создания линии котонизации для прядения, а также котонизации пеньковолокна для производства нетканых материалов. Котонин снижает зависимость от хлопка, но у всех  разное волокно. Поэтому нужны новые исследования с учетом модификации оборудования УВТ, а также с требований китайских текстильных предприятий

 

 

Плеханов Александр Федорович, проф, д.т.н, зав кафедрой Текстильные технологии, Текстильного института РГУ им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство) рассказал об опыте производства смесовой пряжи из котонина с хлопком. Спикер отметил проблемы при прядении на оборудовании швейцарской фирмы Rieter:

 

* рассортировка волокон на игольчатых решетах - дрейф по содержанию льняного волокна в ленте

* проблемы формирования прочеса (более жесткое волокно льна остается на поверхности, а хлопок – внизу)

* высокий уровень обрыва

 

Александр Федорович также констатировал, что волокно льна принципиально отличается от хлопкового по прядомой способности, но есть положительные результаты прядения смесовой пряжи пневмомеханическим методом с эмульсией.

Спикер также подтвердил, что есть экономические условия и предпосылки применения УВТ, но есть еще много вопросов, например, можно ли использовать УВТ для умягчения тканей, заменив тем самым химические способы

 

 

А.В. Силаков, д.э.н.,  проф., проректор по науке РГУ им. А.Н. Косыгина дал анализ ситуации на рынке текстильного сырья и прогноз развития рынка лубяного сырья в России. В частности, спикер обратил внимание на то, что  посевы хлопчатника сокращаются, так как они ресурсоемкие по воде и средствам химизации АПК. Растет потребность в посевной площади для производства продовольствия, значительно ограниченные ресурсы воды. Кроме того, в СССР исходили из среднего качества волокна. Узбекистан -  самый высокий северный, с коротким периодом вегетации регион возделывания хлопка, из-за чего здесь волокно не лучшего качества. Поэтому Узбекистан сокращает производство хлопкового волокна.

 

Сравнив агроклиматические условия для производства льна в России и странах ЕС (Франция, Бельгия),

Алексей Викторович заключил, что чем севернее растет лён, тем у него более грубым получается волокно: "Короткий период вегетации у льна – какое качество волокна в итоге можно получить в России и что можно с этим волокном можно сделать?"

 

 

Чем севернее территория, чем ниже среднегодовая  температура, тем выше издержки производства. Сегодня же доминирует спрос на качественное волокно, позволяющее  получать качественную продукцию. В таких условиях УВТ- технологии могут быть применимы.

 

 

А. В. Кучинский, директор ООО «Мордовские пенькозаводы» (МПЗ) кратко рассказал о предприятии и выпускаемом ассортименте продукции (смена конопли для производства растительного масла, пищевой продукции и кормов,  волокно пеньковое короткое для канатно-веревочных изделий, волокно пеньковое модифицированное для производства композитных материалов, теплоизоляционных и строительных изделий, медицинской ваты и целлюлозы, костра конопляная  для производства упаковочной бумаги, строительства и в качестве садового мульчирующего материала и подстилки для животных).

 

 

 

В докладе «Конопля – источник альтернативной целлюлозы» Александр Викторович представил результаты опытного производства из костры – транспортные и строительные евро-поддоны, композитную гранулу со вторичным полипропиленом для производства предметов повседневного спроса, крафт-бумаги и упаковки.

 

 

 

Из перспективных направлений МПЗ планирует развивать производство отбеленного котонина для изготовления пряжи. По данному направлению работа идет 4 год. А. Кучинский отметил, что УВТ позволяют снизить количество лигнина без «химии», повысить впитываемость (сорбцию) обработанного конопляного волокна, удешевить процесс получения целлюлозосодержащих материалов.

 

 

Проблемы и возможности переработки льна и конопли обсудили во второй части мероприятия. В прениях выступили представители предприятий "Гусинская крутильная фабрика" (Смоленская область),  "Дмитровская пенька" (Орловская область) ,  а также депутат ГД  РФ Кузнецов Дмитрий Вадимович и Игорь Юрьевич Ларин, к.т.н,  доцент кафедры технологии и проектирования текстильных изделий ИВГПУ, который указал, что нужно стремиться к лучшему соотношению длины и прядильной плотности волокна, характерному для тонкого египетского хлопка (в самом тонком волокне содержится 7 элементарных волокон). Поэтому помимо ударно-волновой  технологии  нужно использовать элементаризацию и  термоскрепление волокна.