PL214918B1

PL214918B1 - Method of the cereal straw fibrization

Info

Publication number: PL214918B1
Application number: PL386697A
Authority: PL
Inventors: Zdzislaw Czaplicki; Ryszard Kozłowski; Kazimierz Ruszkowski
Original assignee: Inst Wlokien Naturalnych
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2013-09-30
Also published as: PL386697A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób uwłókniania słomy zbożowej.The present invention relates to a method of fiberising cereal straw.

Tradycyjne wyroby odzieżowe, a także techniczne materiały włókiennicze/dziewiarskie wykonywane są z włókien naturalnych lub chemicznych, albo z mieszanek takich włókien. Surowcem do wytworzenia materiałów tekstylnych są rośliny włókniste oraz związki chemiczne przetworzone na włókna.Traditional garments as well as technical textiles / knitwear are made of natural or chemical fibers or mixtures of such fibers. The raw material for the production of textiles are fiber plants and chemical compounds processed into fibers.

Najpopularniejszymi z nich są, bawełna, len zwyczajny, konopie, juta, sizal. Pozyskiwaniu z nich włókien sprzyja budowa poszczególnych roślin. W wypadku bawełny lub palmy kokosowej włókna otrzymuje się z owoców lub nasion, w wypadku juki lub agawy przerobowi poddawane są liście, a w wypadku na przykład lnu przerobowi poddawane są łodygi.The most popular of them are cotton, linen, hemp, jute and sisal. The structure of individual plants helps to obtain fibers from them. In the case of cotton or coconut, the fibers are obtained from the fruit or seeds, in the case of yucca or agave, the leaves are processed, and in the case of, for example, flax, the stems are processed.

Z uwagi na zbieżność części roślinnych poddawanych operacjom technologicznym w sposobie według wynalazku skupić należy się na ujawnieniach dotyczących przerobu łodyg roślinnych i sposobom otrzymywania z nich włókien.Due to the convergence of the plant parts to be processed, the process of the invention focuses on the disclosures relating to the processing of plant stems and methods for obtaining fibers therefrom.

W najstarszych przekazach dotyczących sposobów otrzymywania włókien z łodyg roślinnych odnaleźć można informację dotyczącą przerobu słomy lnianej. Pierwszym etapem takiego przetwarzania jest słanie lub moczenie, a następnie międlenie. W operacji tej usuwane częściowo są ze słomy paździerze, a włókna oddzielają się od zdrewniałych części łodyg. Operacja ta zasadniczo polega na międleniu słomy rośliny włóknistej. Po międleniu rozgnieciona słoma jest trzepana w celu usunięcia pozostałości paździerzy. Powstałe wówczas włókno długie i tzw. niedotrzep, poddawany jest dalszemu przerobowi. Po międleniu otrzymane włókna poddawane są czesaniu.In the oldest reports on the methods of obtaining fibers from plant stems, information about the processing of flax straw can be found. The first stage of such processing is sowing or soaking, and then staggering. In this operation, the shives are partially removed from the straw and the fibers are separated from the woody parts of the stalks. This operation basically consists of braking the straw of the fibrous plant. After rolling, the crushed straw is shaken to remove shives residues. The resulting long fiber and the so-called non-clot, is subjected to further processing. After grinding, the obtained fibers are combed.

Inny sposób wytwarzania włókien z lnu ujawniono w patencie PL 170471 charakteryzowany jest on jako polegający na przygotowaniu pasma włókien oraz na ich przędzeniu na mokro. Następnie włókna przychodzące z trzepania poddaje się przed etapami przygotowawczymi operacjom: a) obcina się na długość, zawartą w granicach od 150 do 400 mm, b) wstępnie nasyca się wodą, c) oddziaływuje się parą pod ciśnieniem, zawartym w granicach od 10 do 15 barów w ciągu czasu, zawartego w granicach od 20 do 60 sekund, następnie d) rozpręża się do ciśnienia atmosferycznego, i e) płucze się oraz suszy, przy czym etapom przygotowawczym podlega dowolny rodzaj włókna: len, wełna lub bawełna; wreszcie otrzymane pasmo włókien przędzie się w procesach sucho lub mokro przędnych. Otrzymana przędza lniana ma wygląd i strukturę przędzy z lnu roszonego oraz ma podatność, czyniącą ją przydatną do zastosowania w dziewiarstwie (lub innych procesach włókienniczych).Another method of producing flax fibers is disclosed in the patent PL 170471, it is characterized as consisting in the preparation of a fiber web and its wet spinning. Then, before the preparatory stages, the fibers coming from the beating are subjected to the following operations: a) they are cut to length, ranging from 150 to 400 mm, b) are initially saturated with water, c) are exposed to steam under a pressure ranging from 10 to 15 bars during the time ranging from 20 to 60 seconds, then d) expands to atmospheric pressure, and e) rinsing and drying, with the preparatory stages of any type of fiber: linen, wool or cotton; finally, the obtained fiber web is spun by dry or wet textile processes. The resulting flax yarn has the appearance and structure of a pulled flax yarn and has a compliant nature which makes it suitable for use in knitting (or other textile processes).

We wszystkich dotychczas znanych sposobach otrzymywania włókien naturalnych pochodzenia roślinnego warunkiem podstawowym do przeprowadzenia procesu była budowa surowca roślinnego. Wymaganym jest bowiem, aby roślina wykorzystywana w przerobie miała budowę włóknistą. Rośliny takie są docelowo uprawiane z przeznaczeniem dla przemysłu włókienniczego.In all the methods of obtaining natural fibers of plant origin known so far, the basic condition for carrying out the process was the construction of plant material. It is required that the plant used in the processing should have a fibrous structure. Such plants are ultimately grown for the textile industry.

Sposób uwłókniania słomy zbożowej według wynalazku pozwala na wytworzenie włókien z roślin, które nie posiadają budowy włóknistej. Pozwala tym samym zagospodarować nadwyżkę, jaka w ostatnich latach przypada na produkowaną w gospodarstwach rolnych słomę zbożową. Co więcej do przerobu słomy zbożowej sposobem według wynalazku mogą zostać użyte te same urządzenia, jakie w chwili obecnej stosuje się do przerobu roślin włóknistych.The method of fiberising cereal straw according to the invention makes it possible to produce fibers from plants that do not have a fibrous structure. Thus, it enables the use of the surplus that has been allocated to the cereal straw produced in farms in recent years. Moreover, for the processing of cereal straw with the method according to the invention, the same equipment as currently used for processing fiber plants can be used.

W pierwszym etapie sposobu uwłókniania słomy zbożowej, zwłaszcza słomy żytniej według wynalazku przygotowuje się surowiec. W etapie tym słomę pozbawia się kłosów lub ich pozostałości, plew a następnie tnie się słomę na odcinki odpowiadające długości wanny pralniczej. Korzystnie, kiedy wanna taka wyposażona jest w wzbudnik fal ultradźwiękowych, albo myjka ultradźwiękowa spełnia funkcję takiej wanny.In the first step of the method for fiberising cereal straw, in particular rye straw, according to the invention, the raw material is prepared. In this stage, the straw is removed from ears or their remains, chaff and then the straw is cut into sections corresponding to the length of the washing tub. Preferably, such a bath is equipped with an ultrasonic wave inducer, or an ultrasonic cleaner functions as such a bath.

W drugim etapie sposobu według wynalazku, w kąpieli piorącej ze słomy usuwa się pektyny oraz zanieczyszczenia w formie pyłów. Kąpiel ta następuje w roztworze środka powierzchniowo czynnego. Korzystnie, kiedy środkiem takim jest mieszanina mydła oraz węglanu sodu. Korzystnie, kiedy na 1 litr kąpieli w roztworze środka powierzchniowo czynnego przypada co najmniej 5 g mydła oraz 2 g sody. Korzystnie także, kiedy temperatura prania jest niższa od temperatury wrzenia, korzystnie wynosi nie mniej niż 60°C i nie więcej niż 80°C. Korzystnie czas prania wynosi około 30 minut.In the second step of the process according to the invention, pectins and dust impurities are removed in the straw washing bath. This bath takes place in a surfactant solution. Preferably such agent is a mixture of soap and sodium carbonate. Preferably, there are at least 5 g of soap and 2 g of soda per 1 liter of bath in the surfactant solution. Preferably also, when the temperature of the wash is below the boiling point, it is preferably not less than 60 ° C and not more than 80 ° C. Preferably, the washing time is about 30 minutes.

Po kąpieli piorącej materiał wsadowy jest płukany, co najmniej dwukrotnie, przy czym co najmniej pierwsze płukanie następuje w wodzie ciepłej - o temperaturze od 15 do 45°C. Temperatura pierwszego płukania korzystnie odpowiada temperaturze, w jakiej przeprowadzono pranie. Kolejne płukania mogą wykonywane być w wodzie zimnej - o temperaturze niższej od 15°C.After the washing bath, the input material is rinsed at least twice, with at least a first rinsing being carried out in warm water - at a temperature of 15 to 45 ° C. The first rinse temperature preferably corresponds to the temperature at which the washing was carried out. Subsequent rinses can be performed in cold water - at a temperature below 15 ° C.

PL 214 918 B1PL 214 918 B1

Trzeci etap procesu uwłókniania stanowi kalandrowanie słomy. Wyjęty z myjki surowiec poddaje się kalandrowaniu, korzystnie bez suszenia. W tej operacji odciska się nadmiar wilgoci, źdźbła ulegają spłaszczeniu, a występujące w słomie „kolanka są degradowane.The third step in the fiberising process is straw calendering. The raw material taken from the washer is calendered, preferably without drying. In this operation, excess moisture is imprinted, the stalks are flattened, and the 'bends in the straw are degraded.

W czwartym etapie, po kalandrowaniu surowiec kotonizowany jest mechanicznie. Na słomę w tym etapie oddziaływają taśmowe obicia zgrzebne. Następuje wówczas wzdłużne podzielenie źdźbeł słomy.In the fourth stage, after calendering, the raw material is cotonized mechanically. At this stage, the straw is affected by carded tape upholstery. The straw blades are then divided lengthwise.

Etap czwarty może zostać rozszerzony o kotonizację enzymatyczną. Kotoninę wytworzoną w sposób mechaniczny poddaje się oddziaływaniu enzymów. Korzystnie gdy enzymy te dodawane są w postaci roztworu enzymów z grupy pektynaz, korzystnie preparatu o nazwie PEKTOPOL P. Kotonizacja enzymatyczna następuje w kąpieli wodnej zawierającej preparat enzymatyczny. Korzystnie, kiedy zawartość preparatu w litrze kąpieli nie przekracza 2 g. Korzystnie, kiedy temperatura podczas tej operacji utrzymywana jest na stałym poziomie i wynosi 55°C przez około 60 minut.The fourth step may be extended to enzymatic co-ionization. Mechanically produced cotonine is exposed to the action of enzymes. Preferably, these enzymes are added in the form of a solution of enzymes from the pectinase group, preferably a preparation called PEKTOPOL P. Enzymatic conization takes place in a water bath containing the enzyme preparation. Preferably, the content of the formulation per liter of bath does not exceed 2 g. Preferably, the temperature during this operation is kept constant at 55 ° C for about 60 minutes.

Piąty etap procesu stanowi teksturowanie wilgotnej kotoniny. Kotoninę otrzymaną po procesie kotonizacji skręca się w linę, a następnie po wyschnięciu, korzystnie wysuszeniu rozkręca się. Wówczas rozluźniają się zawarte w niej włókna.The fifth step in the process is the texturing of the wet cotonine. The cotonine obtained after the cotonization process is twisted into a rope and then, after drying, preferably drying, it is unscrewed. Then the fibers contained in it loosen.

Ostatni - szósty etap stanowi nawilżanie otrzymanych włókien. Kotoninę natryskuje się środkiem włókienniczym o działaniu zwilżającym i/lub natłuszczającym, korzystnie o technologicznej nazwie „natłustki. Korzystnie natłustkę napyla się w ilości nie przekraczającej 15% masy włókna. Po napyleniu natłustką włókno przechowuje się w szczelnym pojemniku przez co najmniej 24 h.The last - sixth stage is the moistening of the obtained fibers. Cotonine is sprayed with a textile agent with a wetting and / or lubricating effect, preferably with the technological name "grease". Preferably, the lint is sputtered in an amount not exceeding 15% of the weight of the fiber. After spraying with a pad, the fiber is kept in an airtight container for at least 24 hours.

Przebieg procesu według sposobu według wynalazku przedstawiony został za pomocą schematu blokowego na rysunku, na którym fig. 1. obrazuje przebieg całego procesu według wynalazku.The course of the process according to the method according to the invention is illustrated by a block diagram in the drawing, in which Fig. 1 shows the course of the entire process according to the invention.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

W pierwszym etapie sposobu uwłókniania słomy zbożowej, zwłaszcza słomy żytniej według wynalazku przygotowuje się surowiec. W etapie tym słomę pozbawia się kłosów lub ich pozostałości, plew oraz słomę tnie się na odcinki odpowiadające długości wanny pralniczej. Wanna taka wyposażona jest w myjkę, będącą myjką ultradźwiękową.In the first step of the method for fiberising cereal straw, in particular rye straw, according to the invention, the raw material is prepared. At this stage, the straw is removed from ears or their remains, the chaff and straw are cut into sections corresponding to the length of the washing tub. Such a bathtub is equipped with an ultrasonic cleaner.

W drugim etapie - kąpieli piorącej - ze słomy usuwa się pektyny oraz zanieczyszczenia w formie pyłów. Kąpiel ta następuje w roztworze środka powierzchniowo czynnego. Środkiem takim jest mieszanina mydła oraz sody. Na 1 litr kąpieli w roztworze środka powierzchniowo czynnego przypada 5 g mydła oraz 2 g sody. Temperatura prania jest niższa od temperatury wrzenia, korzystnie wynosi nie mniej niż 60°C i nie więcej niż 80°C. Czas prania wynosi około 30 minut.In the second stage - the washing bath - pectin and dust in the form of dust are removed from the straw. This bath takes place in a surfactant solution. Such a measure is a mixture of soap and soda. 5 g of soap and 2 g of soda are used for 1 liter of bath in a surfactant solution. The washing temperature is below the boiling point, preferably not less than 60 ° C and not more than 80 ° C. The washing time is approximately 30 minutes.

Po kąpieli piorącej materiał wsadowy płucze się dwukrotnie, przy czym pierwsze płukanie następuje w wodzie ciepłej, a temperatura pierwszego płukania odpowiada temperaturze, w jakiej przeprowadzono kąpiel piorącą. Kolejne płukanie wykonywane jest w wodzie zimnej o temperaturze nie przekraczającej 15°C.After the washing bath, the batch material is rinsed twice, the first rinsing being carried out with warm water and the temperature of the first rinse corresponding to the temperature at which the washing bath was carried out. Subsequent rinsing is performed in cold water at a temperature not exceeding 15 ° C.

Trzeci etap procesu uwłókniania stanowi kalandrowanie słomy. Wyjęty z myjki surowiec poddaje kalendrowaniu bez suszenia. W tej operacji odciska się nadmiar wilgoci, a źdźbła ulegają spłaszczeniu, jednocześnie degraduje się występujące w słomie „kolanka.The third step in the fiberising process is straw calendering. The raw material taken out of the washer is calendered without being dried. In this operation, excess moisture is imprinted, and the stalks become flattened, at the same time degrading the “bends in the straw.

W czwartym etapie, po kalandrowaniu surowiec kotonizowany jest mechanicznie, na słomę w tym etapie oddziaływają taśmowe obicia zgrzebne. Następuje wówczas wzdłużne podzielenie źdźbeł słomy.In the fourth stage, after calendering, the raw material is cotonized mechanically, the straw is influenced in this stage by a strip carded upholstery. The straw blades are then divided lengthwise.

Ostatni - szósty etap stanowi nawilżanie otrzymanych włókien. Kotoninę natryskuje się środkiem włókienniczym o działaniu zwilżającym i/lub natłuszczającym o technologicznej nazwie „natłustki. Natłustkę napyla się w ilości nie przekraczającej 15% masy włókna. Po napyleniu natłustką włókno przechowuje się w szczelnym pojemniku przez co najmniej 24 h.The last - sixth stage is the moistening of the obtained fibers. Cotonine is sprayed with a textile with a wetting and / or oiling effect, with the technological name "nipples". The lubricant is sputtered in an amount not exceeding 15% of the weight of the fiber. After spraying with a pad, the fiber is kept in an airtight container for at least 24 hours.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Pierwszym etapem sposobu uwłókniania słomy zbożowej, zwłaszcza słomy żytniej według wynalazku przygotowuje się surowiec. W etapie tym słomę pozbawia się kłosów lub ich pozostałości, plew oraz tnie się słomę na odcinki odpowiadające długości wanny pralniczej. Wanna taka wyposażona jest w wzbudnik fal ultradźwiękowych.The raw material is prepared as the first step in the method of fiberising cereal straw, in particular rye straw, according to the invention. At this stage, the straw is removed from ears or their remains, chaff and the straw is cut into sections corresponding to the length of the washing tub. Such a bath is equipped with an ultrasonic wave inducer.

W drugim etapie - kąpieli piorącej - ze słomy usuwa się pektyny oraz zanieczyszczenia w formie pyłów. Kąpiel ta następuje w roztworze środka powierzchniowo czynnego. Środkiem takim jest mieszanina mydła oraz sody. Na 1 litr kąpieli w roztworze środka powierzchniowo czynnego przypada 5 gIn the second stage - the washing bath - pectin and dust in the form of dust are removed from the straw. This bath takes place in a surfactant solution. Such a measure is a mixture of soap and soda. There is 5 g per 1 liter of bath in a surfactant solution

PL 214 918 B1 mydła oraz 2 g sody. Temperatura prania jest niższa od temperatury wrzenia, korzystnie wynosi nie mniej niż 60 °C i nie więcej niż 80 °C. Czas prania wynosi około 30 minut.Of soap and 2 g of soda. The washing temperature is below the boiling point, preferably not less than 60 ° C and not more than 80 ° C. The washing time is approximately 30 minutes.

Po kąpieli piorącej materiał wsadowy płucze się dwukrotnie, przy czym pierwsze płukanie następuje w wodzie ciepłej, a temperatura pierwszego płukania odpowiada temperaturze, w jakiej przeprowadzono pranie. Kolejne płukanie wykonywane jest w wodzie zimnej.After the washing bath, the batch material is rinsed twice, the first rinsing being carried out with warm water, and the temperature of the first rinsing corresponds to the temperature at which the washing was carried out. The next rinsing is performed in cold water.

Trzeci etap procesu uwłókniania stanowi kalandrowanie słomy. Wyjęty z myjki surowiec poddaje się kalandrowaniu bez suszenia. W tej operacji odciska się nadmiar wilgoci, spłaszcza się źdźbła słomy, a także degraduje się występujące w słomie „kolanka.The third step in the fiberising process is straw calendering. The raw material taken out of the washer is calendered without being dried. In this operation, excess moisture is imprinted, the straw stalks are flattened, and the "bends in the straw" are degraded.

W czwartym etapie, po kalandrowaniu surowiec poddaje się kotonizacji mechanicznej, w której słoma poddawana jest oddziaływaniu taśmowych obić zgrzebnych. Następuje wówczas podzielenie źdźbeł słomy.In the fourth stage, after calendering, the raw material is subjected to mechanical cotonization, in which the straw is subjected to the effect of strip carded upholstery. The straw blades are then divided.

Następnie kotoninę wytworzoną w sposób mechaniczny poddaje się oddziaływaniu enzymów. Enzymy te dodawane są w postaci roztworu enzymów z grupy pektynaz - preparatu o nazwie PEKTOPOL P. Kotonizacja enzymatyczna następuje w kąpieli wodnej zawierającej preparat enzymatyczny. Zawartość preparatu w litrze kąpieli nie przekracza 2 g. Temperatura podczas tej operacji utrzymywana jest na stałym poziomie i wynosi 55°C przez około 60 minut.Then, the mechanically produced cotonine is subjected to the action of enzymes. These enzymes are added in the form of a solution of enzymes from the pectinase group - a preparation called PEKTOPOL P. Enzymatic cotonization takes place in a water bath containing the enzyme preparation. The content of the preparation in a liter of bath does not exceed 2 g. The temperature during this operation is kept constant at 55 ° C for about 60 minutes.

Piąty etap procesu stanowi teksturowanie wilgotnej kotoniny. Kotoninę otrzymaną po procesie kotonizacji skręca się w linę, a następnie po wysuszeniu rozkręca się. Wówczas następuje rozluźnienie zawartych w niej włókien.The fifth step in the process is the texturing of the wet cotonine. The cotonine obtained after the cotonization process is twisted into a rope and then, after drying, it is unscrewed. Then the fibers contained in it are loosened.

Sposób uwłókniania słomy zbożowej według wynalazku pozwala na wykorzystanie w procesie włókienniczym do wytworzenia włókien roślin, które nie posiadają budowy włóknistej - słomy zbożowej. Jest to szansą na odejście od konieczności prowadzenia celowych upraw roślin włóknodajnych i zastąpienie ich popularniejszym tańszym surowcem, co daje oczywiste korzyści ekonomiczne, a przy tym nie wymaga przebudowy istniejącego włókienniczego parku maszynowego.The method of fiberising cereal straw according to the invention makes it possible to use in the textile process to produce plant fibers that do not have a fibrous structure - cereal straw. This is an opportunity to move away from the need to purposefully cultivate fiber crops and replace them with a more popular, cheaper raw material, which gives obvious economic benefits, and does not require the reconstruction of the existing textile machinery.

Claims

The method of fiberising cereal straw, characterized in that the straw free of ears and their residues is cut into sections corresponding to the length of the washing tub during a 30-minute washing bath in a surfactant solution in the amount of 5 g of soap and 2 g of soda per liter of bath at a temperature of from 60 to 80 ° C, straw is removed from pectins and impurities in the form of dust, then the input material is rinsed at least twice, and the raw material taken out of the washer is calendered, and then the wet straw is defibrated with carded upholstery, texturized it is twisted into a rope, and then, after drying, it is twisted and sprayed with a textile agent with a wetting and / or oiling effect - a lubricant; after spraying with a lubricant, the fiber is stored in a sealed container for at least 24 hours.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the laundry tub is provided with an ultrasonic wave inducer.

3. The method according to p. The method of claim 1, wherein the ultrasonic cleaner functions as a laundry tub.

4. The method according to p. A method according to any of the preceding claims, characterized in that at least the first rinsing takes place in warm water - at a temperature of 15 to 45 ° C.

5. The method according to p. The process of claim 1 or 4, characterized in that the temperature of the first rinse corresponds to the temperature at which the bath was carried out.

6. The method according to p. The method of claim 1 or 5, characterized in that successive rinses can be performed in cold water at a temperature lower than 15 ° C.

7. The method according to p. The method of any of the preceding claims, characterized in that the raw material removed from the washer is calendered without drying.

The method according to any of the preceding claims, characterized in that the raw material is cotonized mechanically and the straw is influenced by carded scratches.

PL 214 918 B1

9. A method according to any one of claims 1 to 9 A method according to any of the preceding claims, characterized in that the mechanically produced cotonine is treated with enzymes.

10. The method according to p. A process as claimed in claim 9, characterized in that the enzymes are added in the form of a pectin enzyme solution.

11. The method according to p. 10. The method of claim 10, characterized in that the content of the enzyme preparation in a liter of bath does not exceed 2 g.

12. The method according to p. The method of claim 9 or 10 or 11, characterized in that the temperature during the enzymatic co-ionization is kept constant at 55 ° C for about 60 minutes.

13. The method according to any one of claims 1 to 13 The method of any one of claims 1 to 12, characterized in that the twisted cotonine is dried before unscrewing.

14. A method according to any one of the preceding claims. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the coating is sprayed in an amount not exceeding 15% of the weight of the fiber.