Методика оценки качества пуха при вычесывании коз механическими устройствами

Вопрос оценки качества пуха коз после вычесывания остается на сегодняшний день актуальным, сохранение и оценка технологических показателей пуха коз — первостепенные задачи, которые решаются разработанной методикой по определению длины, тонины и прочности пуха. Этому вопросу и наиболее перспективным в данном аспекте направлениям технической реализации методики по определению технологических показателей пуха посвящена статья.

Козоводство — развивающаяся отрасль животноводства. Президентом и правительством России проводятся меры направленные на поддержание роста численности поголовья коз. Основой этой поддержки стала отраслевая целевая программа «Развитие овцеводства и козоводства в Российской Федерации на 2012–2014 гг. и на плановый период до 2020 года» (утв. приказом Минсельхоза РФ от 2 сентября 2011 г. № 294).

Целью Программы является развитие овцеводства и козоводства, возрождение социальной инфраструктуры на селе путем увеличения объема производства высококачественной баранины, козлины, шерсти, пуха, овчин, молока, обеспечивающих минимальные нормы потребления.

Однако существуют проблемы, решение которых является необходимым условием развития козоводства [1]. Среди таких проблем остро стоят проблемы механизации чески пуха, эргономического обоснования рабочего места оператора (чесальщика) с использованием специализированных станков для фиксации коз во время чески и отсутствие единой методики по определению технологических показателей пуха (длина, тонина, прочность).

Вопросами механизации процесса чески пуха коз и эргономическим проектированием рабочего места оператора (чесальщика) в настоящее время исследователи активно занимаются [2]. Однако остро стоит необходимость в разработке методики, которая могла бы позволить объективно провести оценку технологических показателей пуха после вычесывания. Это связано с тем, что при вычесывании механическими устройствами существует риск повреждение пухового волокна, что негативно отразится на его технологических показателях, а это в свою очередь, экономические потери для хозяйства, поскольку некондиция (не соответствующее заготовительным стандартам сырье) низко ценится.

При определении качества вычесанного пуха, особое внимание уделяют отсутствию свойлачиваемости комочков пуха, отсутствием микротрещин и надрывов [3]. Существует несколько способов установить эти повреждения. Длину пухового волокна измеряют, как правило, линейкой, предварительно вытянув волокна, а тонину измеряют при помощи специального оборудования:

-       ланаметра или микроскопа биологического (МИМ-6);

-       прибора Air-Flow;

-       прибора OFDA;

-       прибора LASERSCAN;

-       анализатора качества шерсти «Руно-1».

Крепость пуха измеряют при помощи динамометра. Самым чувствительным и точным методом определения повреждения пухового волокна является диазореакция — микрохимический метод.

Микрохимический метод основан на использовании дизореактива. Погружая в полученный раствор вычесанный пух, следят за изменением окраски пуха. Если волокно не повреждено — пух остается неизменным, если же произошло разрушение пухового волокна, то при взаимодействии с дизореактивом оно окрасится в красный цвет. Это связано с тем, что при повреждении пухового волокна раствор проникает в его глубь, где и взаимодействует с тирозином в корковом слое [4,5]. Таким образом, тирозин выступает в качестве лакмусовой бумажки.

Однако стоимость оборудования и дизореактива для хозяйств делает невозможным их использование. В связи с этим мы предлагаем использовать для определения тонины пуха и его состояния (надрывы, трещины) гравиметрический метод и микроскоп МИМ-6. Этот метод достаточно прост, а микроскоп широко распространен и его стоимость сравнительно невелика.

Гравиметрический метод определения тонины основан на том, что зная длину и массу шерстяного волокна, можно получить приближенное представление об его тонине. Определение тонины этим методом совмещают с измерением длины. Например, при определении длины было измерено 100 волокон пуха. Эти волокна следует взвесить с точностью до 0,1 мг, а затем провести расчеты как указано ниже.

1. Разделить массу волокон на их число для нахождения средней массы одного волокна.

2. Найти средний объем 1 волокна по формуле:

, (1)

где V — объем волокна (см³),

m — масса волокна (г),

1,33 — удельная масса шерстяных волокон (г/см³).

3. Найти площадь сечения 1 волокна по формуле:

, (2)

где S — площадь сечения волокна (см²),

L — длина волокна (см).

4. Перевести площадь сечения шерстяного волокна из см² вмкм², умножив полученный результат на 100000000.

5. Найти средний диаметр шерстяного волокна по формуле:

, (3)

где D — средняя тонина волокна (мкм),

π = 3,14.

Расчет тонины пуховых волокон

Было отобрано 100 волокон с разных участков животного и определена их масса на электронных весах 3 мг или 0,003 г. Масса 1 волокна 0,00003 г, средняя длина 10 см.

Определяем объем и площадь волокна:

V=0,00003/1,33=0,0000225 см³;

S=0,0000225/10=0,00000225 см²;

S=0,00000225 см²·100000000=225 мкм².

Тогда средняя тонина отобранных пуховых волокон составила:

 мкм.

Расчет прочности (разрывная нагрузка) пуховых волокон.

Прочность пуховых (шерстяных) волокон в настоящее время измеряется в соответствии с ГОСТом 20269–93, причем единицей измерения согласно этому стандарту является сантиньютон на текс (сН/текс). Данная единица измерения не является единицей измерения международной системы единиц.

ГОСТ 8.417–2002 «Единицы величин» устанавливает единицы физических величин, применяемые в Российской Федерации, их наименования, обозначения, определения и правила применения. Согласно этому ГОСТу на территории нашей страны подлежат обязательному применению единицы международной системы единиц, а также десятичные кратные и дольные этих единиц.

Единица измерения линейной плотности «текс» (наряду с такими внесистемными единицами как морская миля, карат, узел, галл, оборот в секунду, оборот в минуту, бар) допускается к использованию временно и только в текстильной промышленности.

Нами предлагается методика, согласно которой при определении прочности пуха можно проводить калибровку динамометра не только в сН/текс, но и в МПа, используя расчетный коэффициент. Этот коэффициент следует использовать для составления таблицы при калибровке портативного динамометра с дозирующим зажимом модели 2017Д-0.006.

Измерение прочности шерсти в километрах разрывной длины или сантиньтонах на текс представляет частный случай измерения давления или механического напряжения. В системе СИ для этого существует единица измерения равная силе в 1 ньютон, равномерно распределенной по площади в 1 м², которая носит название паскаля (Па). Производными от паскаля являются килопаскаль (кПа), равный одной тысяче паскалей и мегапаскаль (МПа), равный одному миллиону паскалей.

Для определения прочности в МПа необходимо найти среднюю массу не менее 10 пучков шерсти равной длины (обычно 2,5 см) при их одинаковой толщине. Последнее достигается применением специального дозирующего зажима. Затем определяют среднюю разрывную нагрузку пучка в кгс и его плотность в тексах. Зная длину пучка и его массу, а также удельную массу шерсти, не трудно найти площадь поперечного сечения. Делением разрывной нагрузки (в Н) на площадь поперечного сечения пучка (в м²) находят искомую прочность в МПа.

Нами была исследована прочность 10 образцов пуха коз оренбургской породы по методике ВНИИОК (Инструктивные указания…, 1984) и были получены следующие результаты:

-       средняя масса пучка 9,98 мг;

-       средняя разрывная нагрузка 3,45 кг;

-       прочность (средняя) 8,64 км разрывной длины.

Для определения прочности в сН/текс вначале находили плотность пучка по формуле:

, (4)

где Т — плотность (текс),

m — масса (г),

L — длина (км).

 текс.

Зная соотношение между кгс и сН (981), переводили разрывную нагрузку из кгс в сН:

3,45·981=3385 сН (или 33,85 Н).

Следовательно, относительная прочность пуха равна:

 .

Площадь поперечного сечения пучка определяли по формуле (2):

,

где S — площадь сечения пучка (см²),

V — объем пучка (см³),

L — длина пучка (см).

Для вычисления объема пучка следует знать удельную массу пуховых (шерстяных) волокон. По данным В. И. Сидорцова (1974), шерстяные волокна имеют постоянную удельную массу (1,3 г/см³). Следовательно:

 см².

Площадь сечения пучка равна:

 см² = 0,0000003071 м².

Относительная прочность пучка пуха составляет:

=110224682 =110,2 МПа

Соотношение между сН/текс и МПа:

Таким образом, для перевода прочности пуховых (шерстяных) волокон из сН/текс в МПа можно применять коэффициент 13, не прибегая к сложным расчетам. Однако этот коэффициент следует уточнять в зависимости от удельной массы исследуемых волокон.

Таким образом, предлагаемая нами методика по определению технологических показателей вычесанного пуха позволяет решить ряд задач для хозяйства:

-       отслеживать качество работы и своевременно устранять неполадки механических пуховычесывающих устройств;

-       проводить собственную классификацию вычесанного пуха на соответствие заготовительным стандартам.

Литература:

1.                  Тимошенко Н. К., Абонеев В. В. Рынок шерсти: состояние и перспективы// Овцы, козы, шерстное дело. М. — 2006, № 3. — с. 4.

2.                  Поздняков В. Д., Ротова В. А. Совершенствование технологии и технических средств при ческе пуха коз.// Материалы Всероссийской научно-практической конф. «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» в рамках 17 Международной специализированной выставки «АгроКомплекс — 2007», ч. 2. — Уфа, 2007. — с. 90–92.

3.                  Чикалёв, А. И. Особенности исследования качества пуха у коз /А. И. Чикалёв //Аграрные проблемы Горного Алтая: сб. научн. тр. — Вып. 2. — Новосибирск, 2006. — с. 24–26.

4.                  Мендельсон Д. А. Новые данные в химии белков волоса. — М. — 1964.

5.                  Методы определения аминокислот в кормах животноводческой продукции и продуктах обмена. Дубровицы. — 1967.