Стандартизация продукции прядильных культур

К прядильным культурам относят группу культурных растений, возделываемых для получения волокна. Они представляют различные семейства: просвирниковых (хлопчатник, канатник, кенаф, сида), льновых (лен), коноплевых (конопля), липовых (джут). Прядильные культуры образуют волокно в стеблях (лен, конопля, кенаф), на семенах (хлопчатник), в плодах (тропическое растение сейба), в листьях (агава). Произрастают в тропиках, субтропиках и умеренных поясах. Прядильные культуры выращивают во всех земледельческих районах мира. Наибольшую площадь зани­мают хлопчатник, джут, конопля, лен, кенаф. В России выращивают в основном лен, коноплю. Их называют лубяными культурами.

Лен (Шит usitatissimum L.). Возделывают лен для получения волокна и семян, поэтому его в зависимости от использования относят к масличным или прядильным техническим культурам. В России встречается более 40 видов льна. Наибольшее значение в сельскохозяйственной культуре имеет лен обыкновенный культурный, или посевной - Шит usitatissimum L., который делят на две группы: крупносемян-ный и мелкосемянный. У льна первой группы семена длиной 5-6 мм, масса 1000 се­мян 14,5-15 г; у льна второй группы семена длиной 3,2-5 мм, масса 1000 семян 3,5-5,5 г. В России в посевах распространен мелкосемянный лен. Семена льна плоские, к основанию расширены, кверху сужены, узкий конец немного загнут. Поверхность семян блестящая, цвет коричневый или красно-коричневый.

Глава 11

Мелкосемянный лен в зависимости от высоты стебля, ветвистости и количества коробочек делят на подгруппы, из которых имеют значение три: лен-долгунец, лен-кудряш, лен межеумок.

Лен-долгунец был введен в культуру на территории Грузии в Колхиде, в Древ­нем Египте и др. странах за несколько тысяч лет до н.э. Повсеместно был распро­странен на Руси в X-XIJI вв. Наибольшие посевные площади льна-долгунца сосре­доточены в Северо-Западном, Центральном, Волго-Вятском, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском регионах России. Наиболее распространенные сорта льна-долгунца: А-93, Белочка, Лидер, Мерилин, Прибой, Псковский 359, Синичка, Слав­ный 82, Тверца, Томский 17, Тост 5 и др.

Лен на волокно возделывают также в относительно большом количестве в Бельгии, Голландии, Польше, Чехии, Словакии и других странах.

Лен-кудряш и межеумок выращивают с глубокой древности для получения масла из семян. Они объединяются под общим названием лен масличный. Лен масличный в основном производят в южных, юго-восточных и восточных районах европейской части нашей страны и в Сибири. Наиболее распространенные сорта: ВНИИМК 620, Легур, Ручеек, Северный, Сокол. В мировом земледелии посевы масличного льна сосредоточены в США, Аргентине, Канаде, Индии и других странах Азии.

В стебле льна-долгунца содержится 20-30% луба, у высокопродуктивных сор­тов и более. Льняное волокно отличается высокими технологическими свойствами: прочностью, гибкостью, тониной и др. Оно в два раза крепче хлопкового волокна и в три раза - шерстяного. Из него вырабатывают ткани разного качества и назначе­ния, начиная от тонкого батиста, прочного полотна, парусных брезентов и кончая мешочной тканью. До конца XVIII в. льняное волокно занимало первое место среди экспортных товаров России. На мировом рынке особенно славились псковские, нов­городские, кашинские и другие льны. В начале XX в. наша страна была основным поставщиком льняного волокна. Потребность в волокне льна и в наше время непре­рывно растет. Это объясняется тем, что льняные ткани отличаются не только проч­ностью и устойчивостью к изнашиванию, но и обладают большой гигроскопично­стью, гигиеничны в употреблении и по многим свойствам имеют неоспоримые пре­имущества перед тканями, выработанными из синтетических волокон. Поэтому льняное волокно широко используют в смеси с лавсановым (синтетическим) волок­ном для улучшения гигроскопических свойств производимых из него тканей. Из стеблей льна масличного получают 10-15% волокна более низкого качества.

При переработке тресты, помимо длинного прядомого волокна, получают так­же короткое волокно (кудель), которое применяют для выработки мешочных и упа­ковочных тканей, а также непрядомое волокно (паклю), используемое на веревки, шпагат и как конопаточный материал. В процессе выделения волокна из тресты в качестве отхода при трепании получают костру, представляющую собой древесные участки стебля. Костра служит сырьем для получения картона, этилового спирта, уксусной кислоты, ацетона и других материалов. Ее применяют в качестве топлива и для производства строительных плит.

Широко используют и семена льна-долгунца и льна масличного. Они содержат хорошо высыхающее масло, которое имеет большую ценность при изготовлении красок, лаков, олифы. Льняное масло широко применяют в мыловаренной, бумаж­ной, электротехнической и других отраслях промышленности, а также в медицине и парфюмерии. Незначительную часть его используют в пищу. Льняной жмых - хо­роший концентрированный корм для скота.

Стандартизация технических культур

Семя льна состоит из семенной оболочки, эндосперма и зародыша. Семенная оболочка имеет пять слоев. Клетки верхнего слоя содержат слизистое вещество, сильно разбухающее в воде. В семенную оболочку входит пигментный слой, обу­словливающий окраску оболочки и семени. Семенная оболочка плотно охватывает желтовато-зеленоватое ядро.

Семена содержат от 29 до 44% жира и около 35% белков. Льняное масло свет­ло-желтого цвета. В его составе преобладают непредельные кислоты: линолевая и линоленовая.

В нашей стране на основную продукцию льна и других лубоволокнистых куль­тур действуют межгосударственные стандарты.

Требования к качеству промышленного сырья семян льна. В соответствии с ГОСТ 10582-76 и ГОСТ 11549-76 при анализе качества семян льна определяют све­жесть, влажность, засоренность и зараженность. Базисные и ограничительные нормы по влажности и засоренности приведены в табл. 11.3. Зараженность нормируется оди­наково для мятликовых, бобовых и масличных культур, а именно: по базисным нор­мам не допускается, по ограничительным - не допускается, кроме зараженности кле­щом. Как и в семенах других масличных культур, не допускаются семена клещевины.

Факторы, определяющие выход и качество льняного волокна. В основе качест­венной оценки льняного и других волокон лежит комплексный показатель - пря­дильная способность, то есть способность перерабатываться в пряжу той или иной тонины (толщины). Суммарная оценка качества всего волокнистого сырья выража­ется номерами, или сорто-номерами. Чем выше номер, тем качественнее сырье.

В стеблях льна может формироваться разное по качеству техническое волокно в зависимости от сортовых особенностей, природно-климатических факторов, уров­ня агротехники.

Оценивают прядильное сырье с учетом взаимосвязи его качества с морфологи­ческими и анатомическими особенностями строения стебля, химическим составом и строением волокнистых клеток и пучков.

Из морфологических особенностей большое значение имеют длина, толщина и цвет стеблей. При оценке качества льна определяют длину общую и техническую. Под общей длиной понимают расстояние от семядольных листочков до верхушки верхней коробочки растения. В зависимости от внешних факторов длина стебля мо­жет колебаться в широких пределах (от 50 до 145 см). Под технической длиной стебля понимают длину его неветвящейся части: от места прикрепления семядоль­ных листочков до начала разветвления соцветия. Техническая длина стебля влияет на длину технического волокна. Чем больше показатель технической длины стебля, тем выше выход длинного волокна из льносоломы. Наиболее ценным считается лен с технической длиной стебля, превышающей 70 см.

На выход длинного волокна влияют толщина и форма стебля. Чем тоньше сте­бель, тем большую часть в его составе занимает кора, содержащая пучки волокни­стых клеток. Следовательно, тонкостебельный лен (диаметр стебля не более 1,2 мм) содержит больше технического волокна, чем толстостебельный (диаметр стебля бо­лее 2,1 мм). В тонких стеблях содержание волокна составляет 35% и более, в сред­них - до 30, в толстых - до 24%. В практике льноводства определяют такой показа­тель как мыклостъ - это отношение технической длины стебля к его диаметру. Стебли с показателем мыклости более 700 дают высокий выход длинного волокна, а с показателем менее 400 - волокно низкого качества. Форма стебля характеризуется

Глава 11

таким показателем, как сбежистость. Ее определяют как разницу между диаметра­ми стебля, у семядольного колена и начала разветвления соцветия. При меньшей раз­нице диаметров форма стебля приближается к цилиндрической, при большей - к ко­нусовидной. Больший выход длинного волокна дают стебли цилиндрической формы.

Исходя из указанных взаимосвязей качества волокна и внешних признаков стебля высокими номерами обычно оценивают длинные и тонкие стебли, а низкими -короткие, а также длинные, но толстые стебли.

Прядильные свойства технического волокна зависят и от анатомического строения стебля льна (рис 11.3). Структура элементарных волокон, образующихся в паренхимной ткани, их связь между собой и характер соединения в лубяные пучки во многом предопределяют технологические свойства будущего волокна. Элемен­тарные волокна имеют форму сильно удлиненных веретенообразных клеток с заост­ренными концами, внутренняя полость которых представлена узким каналом, ли­шенным плазменного содержимого. Клеточные оболочки элементарных волокон сильно утолщены, богаты целлюлозой. Целлюлоза придает волокнам и вырабаты­ваемым из них тканям прочность на разрыв, гибкость и эластичность, носкость, гиг­роскопичность, мягкость и блеск. Чем толще стенки элементарных волокон, тем больше в них содержится целлюлозы и выше тяжеловесность технического волокна. Наиболее качественное волокно формируется при содержании целлюлозы 85-87%.

Рис. 11.3.Анатомическое строение стебля льна:

а-поперечный срез стебля; б волокнистый пучок; в-элемен­тарное волокно; 1 - кутикула;2 - эпидермис; 3 - коровая па­ренхима; 4 - лубяные пучки; 5-камбий; б-древесина;7-серд­цевина; 8-полость

Форма элементарных волокон в поперечном разрезе изменяется от округло-овальной до многогранной. Она зависит от числа волокон в пучке и от плотности самого пучка. Чем плотнее расположены элементарные волокна в пучке и чем их больше, тем ближе их форма к многогранной. Элементарные волокна склеиваются между собой пектиновыми веществами. Каждый лубяной пучок в поперечном раз­резе состоит из 10-50 элементарных волокон. Волокно высокой прочности форми­руется в том случае, когда элементарные волокна, составляющие волокнистый пу­чок, имеют многогранную форму и плотную компоновку в пучке, а в составе их кле­точных стенок и оболочек содержание лигнина не превышает 3^%. Если элемен­тарные волокна рыхло расположены в пучке, то форма их приближается к округло-овальной, и в результате у технического волокна снижается прочность. При этом

Стандартизация технических культур

увеличивается содержание лигнина. Лигнин в технологическом отношении очень нежелательный компонент, так как придает волокну грубость, жесткость, резко снижает прочность и эластичность технического волокна. Содержание лигнина в волокне увеличивается при разреженных посевах и при запаздывании с уборкой.

Элементарные волокна соединены в пучки так, что концы их расположены на неодинаковой высоте. Это придает особую прочность каждому отдельному пучку. Пучки располагаются по периферии стебля и образуют различной плотности коль­цо, состоящее из 2<М0 пучков. После первичной обработки лубяных культур пучки отделяются от древесины сплошной лентой волокнистого слоя, представляющего собой техническое волокно. Лентистость волокна зависит от числа волокнистых пучков в стебле. Чем больше пучков и чем они плотнее расположены друг к другу, тем лучше данный показатель.

Большое внимание при оценке качества льна и других лубоволокнистых куль­тур уделяют цвету стеблей. Он зависит от степени зрелости, условий выращивания, погоды в период уборки и хранения, степени пораженности грибными заболевания­ми. Цвет стеблей от зеленовато-желтого до светло-желтого указывает на своевре­менную уборку, непораженное^ болезнями и правильность сушки. Зеленый цвет стеблей свидетельствует о преждевременной уборке или избыточном азотном пита­нии растений. Потемнение стеблей - признак их перезревания. Волокно, выделенное из таких стеблей, грубое, жесткое. Потемнение стеблей от поражения грибными бо­лезнями приводит к уменьшению выхода длинного волокна и снижению его качест­ва. Желто-бурая окраска стеблей льняной тресты указывает на их недолежку. Полу­ченное из таких стеблей волокно отличается грубостью.

Требования к качеству льняного сырья. Сельскохозяйственные предприятия продают льнозаводам льняное сырье в основном в виде соломы и тресты.

Льняная солома (льносолома) - это стебли растений льна-долгунца после уда­ления семенных коробочек, предназначенные для получения волокна или луба.

Льняная треста (льнотреста) - это льносолома, в которой в результате биоло­гического, химического или физико-химического воздействия нарушена связь лубя­ных пучков с окружающими тканями. Тресту получают биологическим способом -росяной мочкой при расстиле льносоломы на льнищах, или стлищах, а также путем мочки ааоде.

Солому льняную принимают в соответствии с ГОСТами 14897-69 и 28285-89, тресту - ГОСТами 2975-73 и 24383-89.

Солому льняную в зависимости от качества по ГОСТ 14897-69 подразделяют на 13 номеров (5; 4,5; 4; 3,5; 3; 2,5; 2; 1,75; 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5), тресту по ГОСТ 2975-73 - на 11 (4; 3,5; 3; 2,5; 2; 1,75; 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5). Номера устанавливают в зави­симости от следующих свойств льносоломы и тресты: горстевой длины, выхода лу­ба (для тресты волокна), разрывного усилия (крепости), пригодности, отделяемое™ волокна от древесины (для тресты), цвета и диаметра стеблей. От выхода луба, дли­ны стеблей, пригодности зависят общий выход и выход длинного волокна; от длины стеблей и их диаметра, разрывного усилия, цвета - качество волокна.

Под пригодностью понимают отношение массы прочесанной льняной соломы или тресты к ее первоначальной массе.

По отделяемости волокна от древесины судят о степени вылежки льнотресты. У льнотресты нормальной вылежки отделяемое™ 4,1 и выше.

Глава 11

Технические требования к качеству льняной соломы и тресты приведены в табл. 11.5.