13. Влажность шерсти

Влажностью шерсти называется количество содержащейся в ней воды. При этом имеется в виду вода, поступившая в шерсть преимущественно из воздуха, а также оставшаяся в недостаточно высушенной шерсти после её промывки или после поступления в неё воды от смачивания дождём и т. п.

Таким образом, под влажностью шерсти понимается вода, удерживающаяся в ней механически, а не входящая в химический состав вещества шерстяного волокна.

Влажность шерсти в сильной степени зависит от её гигроскопических свойств. Гигроскопичностью шерсти называется её способность поглощать воду из воздуха.

Гигроскопические свойства весьма развиты в шерсти, вследствие чего она способна не только поглощать из воздуха значительные количества воды, но и сильно реагировать на изменения, происходящие в его влажности, отвечая на них изменениями в количестве поглощённой воды. Это реагирование настолько постоянно, что гигроскопичность шерсти используется для измерений влажности атмосферы посредством волосяных гигрометров. Измерительным орудием в них является пучок шерстяных волокон, соединённых со стрелкой, отмечающей по шкале прибора изменения в состоянии этого пучка в связи с колебаниями атмосферной влажности.

Количество влаги, поглощаемой шерстью из воздуха, измеряется при обычных состояниях её влажности в размерах от 15 до 18%, т. е. на каждые 100 кг абсолютно сухой шерсти в обычном её состоянии влажности содержится от 15 до 18 кг воды.

С увеличением количества влаги в атмосфере влажность шерсти возрастает, достигая в отдельных случаях в атмосфере, насыщенной водяными парами, 30-40% и более.

Гигроскопичность относится к одному из сложных свойств шерсти, действительные причины которого ещё далеко неустановлены. Шерсть прочно удерживает поглощённую влагу, и полное удаление её достигается лишь высушиванием шерсти при высокой температуре (105-110°).

По сравнению с другими текстильными волокнами, за исключением искусственного шёлка, шерсть характеризуется наиболее высокой гигроскопической способностью, иллюстрацией чего являются данные табл. 9.

Таблица 9. Влажность текстильных волокон различных видов при средних атмосферных условиях

Влажность шерсти зависит от разнообразных факторов, которые по отношению к ней условно могут быть разделены на внешние и внутренние. К внешним факторам относится состояние атмосферы, окружающей шерсть, а именно: относительная влажность воздуха, температура и скорость его движения. К внутренним факторам принадлежат состав шерсти по физико-химическим свойствам шерстяных волокон и по их гистологическому строению, а какже наличие в шерсти посторонних веществ и их состав.

Влияние относительной влажности воздуха на количество воды, находящейся в шерсти, имеет самое существенное значение для практических операций с ней. Влажность шерсти возрастает по мере увличения относительной влажности воздуха. С повышением температуры воздуха при одной и той же относительной влажности воздуха и при прочих равных условиях шерсть поглощает меньшее количество влаги. В связи с этим в условиях наружной атмосферы зимой шерсть имеет большую влажность, чем летом, а в комнатных (отапливаемых) помещениях - наоборот. Объясняется это тем, что зимой температура воздуха ниже, а влажность воздуха больше; летом же наоборот. В комнатных помещениях в средних и северных географических широтах зимой бывает меньшая влажность, чем летом.

Гигроскопичность шерсти зависит не только от свойств самого волокна, но и от физического состояния массы шерсти: обезжиривания, замасливания, минеральных примесей и т.д. Шерсть, не очищенная от жиропота или искусственно замасленная, поглощает меньшее количество воды, чем обезжиренная чистая шерсть.

Роль одного из крупных факторов в гигроскопичности данной шерсти играет, повидимому, гистологическое строение волокон. Наблюдения вполне подтверждают это положение, и даже выявляется почти полная закономерность между степенью развития сердцевинного слоя в волокне и его гигроскопическими способностями. При соответствующих опытах над гигроскопичностью отдельных типов волокон последние расположились в следующий нисходящий ряд по количеству поглощаемой ими влаги: мёртвый волос - грубая ость - тонкая ость - пух.

Необходимо иметь в виду, что гигроскопичность шерсти, как уже было указано, зависит от разнообразных факторов. Поэтому неправильно было бы судить о гигроскопичности какой-либо конкретной разновидности шерсти, принимая во внимание лишь один из факторов, хотя бы и такой существенный, как гистологическое строение волокон.

В связи с отмеченной зависимостью влажности шерсти от её свойств и состояния наблюдаются вариации гигроскопических свойств шерсти и её влажности вследствие различий шерсти по породам овец, условиям их кормления, содержания и всего комплекса факторов, влияющих на свойства и состояние шерсти.

Из приведённых сведений следует, что влажность шерсти является величиной непостоянной и подчинённой в своих изменениях различным внутренним и внешним факторам, главным образом состоянию влажности окружающего воздуха. Последняя характеризуется крайним непостоянством не только в зависимости от времени года, географического положения местности, но и от непрерывных изменений в абсолютных количествах влаги, находящейся в воздухе. Поэтому шерсть определённого происхождения и состояния в отдельные периоды времени содержит различное количество влаги, находясь даже в одном и том же помещении. На практике приходится иметь дело с различной влажностью данной партии шерсти в зависимости от перемены её состояния в результате обработки, изменений в условиях хранения, от перевозки и т. д. Отсюда следует, что влажность шерсти имеет весьма серьёзное значение при всех операциях с ней, связанных с учётом её веса, т. е. во всей шерстоторговой и технологической практике.

Поэтому уже давно было обращено внимание шерстеобрабатывающей промышленности на необходимость учёта размеров влажности каждой отдельной партии шерсти. Следствием этого учёта явилась необходимость в денежных расчётах за шерсть корректировать фактический вес данной партии шерсти в соответствии с количеством содержащейся в ней воды. Отсюда появились данные о некоторых количествах воды, содержание которых считается допустимым (нормальным) для шерсти.

Официально установленный процент влажности шерсти называется нормой влажности. Для отдельных видов шерсти эти нормы бывают различными. В Советском Союзе официальными и едиными для всего Союза установлены следующие нормы: по чистой (мытой) тонкой и метисной однородной шерсти в размере 17%, а по мытой, грубой и неоднородной метисной - 15%. Это означает, что тонкая шерсть с нормальной влажностью содержит на каждые 100 весовых частей абсолютно сухой шерсти 17 весовых частей воды. Для немытой ("грязной") шерсти норм влажности не существует. В связи с этим и нормированию веса по влажности подвергается шерсть лишь в мытом виде.

Соотношение влажности мытой и грязной тонкой шерсти приведено в табл. 10:

Таблица 10. Влажность мытой и грязной тонкой шерсти при различной относительной влажности воздуха

Таким образом, понятия о нормах влажности шерсти отличаются от обычных понятий о процентах влажности и способом их выражения. Нормы влажности выражаются в процентах не к первоначальному весу шерсти до её высушивания, а к тому абсолютно сухому весу, который получается после высушивания шерсти.

Поэтому, например, 100 кг тонкой мытой шерсти с нормальной влажностью содержат только 85,5 кг абсолютно сухой. Это видно из следующего расчёта: норма влажности тонкой шерсти равна 17%, следовательно, каждые 100 кг абсолютно сухой шерсти дают 117 кг нормально влажной (100 кг абсолютно сухой плюс 17% воды).

Отсюда можно составить следующую пропорцию: 100 кг абсолютно сухой шерсти - 117 кг шерсти нормальной влажности; х абсолютно сухой шерсти- 100 кг нормально влажной шерсти.

Отсюда

Полученный результат можно проверить, например, следующим расчётом. Если в 100 кг нормально влажной шерсти содержится 85,5 кг абсолютно сухой, то это означает, что в ней 14,5 кг воды (100 - 85,5 = 14,5). Отвечает ли такое содержание воды норме влажности тонкой шерсти? Для этого вычислим, сколько процентов составляют 14,5 кг воды от веса абсолютно сухой шерсти, т. е. от 85,5 кг, по следующей пропорции: 85,5 кг - 14,5 кг; 100 кг - х. Отсюда х = 17.

Следовательно, если 85,5 кг абсолютно сухой мытой тонкой шерсти вследствие соответствующего её увлажнения достигли веса 100 кг, то это отвечает содержанию в этой шерсти 17%: воды, т. е. норме влажности. Другими словами, 100 кг нормально влажной шерсти действительно отвечают 85,5 кг абсолютно сухой.

Нормальная влажность иногда называется также кондиционной влажностью, т. е. отвечающей определённым условиям, или кондициям. Отсюда и вес шерсти, в которой влажность нормальная, называется нормальным, или кондиционным весом.

Нормы влажности исчислены исходя из того количества воды, которое поглощает шерсть из воздуха, более или менее близкого к нормальной атмосфере с санитарно-гигиенической точки зрения, а именно: в атмосфере с относительной влажностью воздуха 65% при 16°.

С другой стороны, при установлении норм влажности принимают во внимание и наиболее обычные, технически рациональные условия складского хранения шерсти. Однако в повседневной практике сушки шерсти после её промывки, а также хранения, транспортирования и переработки влажность шерсти, как правило, отклоняется от установленных норм в ту или другую сторону. Поэтому фактический (фактурный) вес партии шерсти приходится пересчитывать на нормальный, отвечающий нормальной влажности шерсти. Для того чтобы произвести такой пересчёт, необходимо, исходя из сказанного ? о нормах влажности и о нормальном весе шерсти, установить абсолютно сухой вес данной партии шерсти и прибавить к нему вес воды по тонкой шерсти из расчёта 17% от этого веса, а по грубой - 15%.

Все операции, связанные с высушиванием шерсти и вычислением кондиционного (нормального) её веса, называются кондиционированием.

Современная практика кондиционирования состоит из следующих основных операций. От партии мытой шерсти обязательно в тот момент, когда устанавливается её фактурный вес, механически отбирают 10, 20 или более процентов кип, т. е. берут без какого-либо выбора по порядку каждую десятую, каждую пятую кипу и т. д. Если фактурный вес был установлен не во время отбора кип для кондиционирования, то необходимо всю партию шерсти перевесить при отборе кип и исходить из этого веса в последующих расчётах кондиционного веса данной партии шерсти.

Из отобранных кип берут около 1200 г шерсти. Для этого разрезают мешковину каждой кипы в трёх различных местах и извлекают из кипы пучки шерсти с таким расчётом, чтобы в общей сложности из всех отобранных (образцовых) кип получить около 1200 г шерсти. Затем эту шерсть тщательно перемешивают и половину её количества взвешивают с точностью до 0,05 г, а потом хорошо завёртывают в бумагу с соответствующей маркировкой на этикетке, обязательно указывая при этом вес данного образца и вес всей партии шерсти, от которой были отобраны кипы для его составления.

Это будет запасной образец. Остальную шерсть в количестве около 600 г делят на три образца, отвешивая для каждого из них по 200 г с точностью до 0,05 г. Каждые 200 г шерсти отдельно завёртывают в плотную бумагу и маркируют так же, как и запасной 600-граммовый образец.

Все описанные операции по составлению образцов следует выполнять сейчас же после отбора кип из взвешенной партии, причём как можно быстрее и в закрытом помещении, но не на сквозняке, вдали от отопительных батарей, печей и т. п. Все эти условия необходимы для того, чтобы образцы в момент их отбора не отличались по своей влажности от всей, партии шерсти, из которой они взяты. А это требуется потому, что, не имея технической возможности высушивать всю партию шерсти до абсолютно сухого веса, применяют обычную лабораторную практику, заменяя большую массу материала небольшими, типичными для неё образцами. В таком случае вместо большой партии шерсти в несколько сотен или тысяч килограммов пользуются соответствующим образом составленными средними 200-граммовыми пробами.

Как будет видно из ниже описываемого способа вычисления кондиционного веса партии шерсти, в нём в числе других величин используют и фактический вес всей партии шерсти. Наряду с этим в расчёт входит и вес образца шерсти соответствующим образом заменяющего партию шерсти. Отсюда совершенно очевидно, что для того, чтобы образец шерсти действительно заменял всю партию, т. е. был как бы этой партией, но в малом масштабе, необходимо полное тождества этого образца с партией шерсти во всём, что влияет на вес шерсти, а следовательно, и во влажности.

Следующей операцией должна быть сушка образцов, шерсти. Коль скоро вес образца уже установлен, дальнейшее изменение его влажности не имеет никакого значения для результатов кондиционирования.

Как уже сказано, для установления кондиционного веса требуется определить абсолютно сухой вес данной партии, или, что то же самое, средних образцов шерсти. Задача кондиционирования в соответствии с этим заключается в установлении количества абсолютно сухой шерсти в образцах, весивших в момент отбора по 200 г каждый. Поэтому и не имеет значения, какая влажность была в этих образцах после того, как они взвешены во время их составления, так как количество абсолютно сухой шерсти останется одним и тем же при любой влажности.

В связи с этим сушить шерсть можно в любое исчисляемое: днями и даже месяцами время после отбора и взвешивания образцов непосредственно там, где они отбирались или в другом месте. При этом необходимо только следить за тем, чтобы до высушивания образцов шерсти не было утерь из них клочков шерсти и чтобы в них не попали те или иные примеси.

Сушат образцы в специальных сушильных шкафах, называющихся кондиционными аппаратами. Их отличие от обычных лабораторных сушильных шкафов заключается в том, что они имеют ряд приспособлений. Эти приспособления значительно ускоряют процесс сушки и делают все операции удобными и доступными более широкому кругу технических работников (рис. 29). Например, через эти аппараты протягивается при помощи вентилятора струя горячего воздуха, весы для взвешивания находятся непосредственно при аппарате и поэтому для взвешивания высушиваемой шерсти её не йадо вынимать и охлаждать без доступа воздуха и т. д.

Рис. 29. Кондиционный аппарат

Для сушки применяется температура 105-110°. Сушка продолжается до тех пор, пока между двумя следующими друг за другом через 10-15 мин. взвешиваниями разница в весе сухой шерсти не превышает 0,05-0,1 г. Такой вес шерсти для образцов первоначального веса в 200 г считается абсолютно сухим и высушивание образца на этом заканчивается.

Затем высушивают второй образец данной партии шерсти. Если между абсолютно сухими весами двух образцов шерсти получается разница больше чем в 1 г, то высушивается третий образец этой партии. В зависимости от полученных результатов за окончательный абсолютно сухой вес принимают или среднее из двух наиболее близких анализов, или все три анализа признаются неудовлетворительными. В таком случае придётся обратиться к запасному образцу в 600 г. Из него составляют три образца и производят сначала анализы двух образцов, а в случае надобности - всех трёх.

Получив абсолютно сухой вес, вычисляют кондиционный вес всей партии шерсти. Делают это следующим способом. Допустим, что вес партии тонкой мытой шерсти в момент отбора из неё образцов яля кондиционирования был 3000 кг. Это фактический, или фактурный, вес партии. Обозначим его В_ф. Вес каждого из образцов для кондиционирования был 200 г*В_ф. Средний вес абсолютно сухой шерсти по этим образцам после высушивания оказался, допустим, в 175 г*В_с. Норма влажности для тонкой шерсти равна 17%.

Исходя из приведённых данных, можно составить следующую пропорцию: искомый абсолютно сухой вес всей партии шерсти (х) будет так относиться к её первоначальному (фактическому) ( В_ф) весу, как абсолютно сухой вес 200-граммового образца к его первоначальному весу, т. е. х: 3000 = 175 : 200, или в буквенных обозначениях: х : В_ф = в_с: в. Отсюда:

или соответственно:

Кондиционный вес (x_k) получается из абсолютно сухого после прибавления к нему нормы влажности, в данном случае 17%, т. е. каждые 100 кг абсолютно сухой шерсти дают 117 кг кондиционного веса, или каждая единица абсолютно сухого веса даёт 1,17 единицы кондиционного веса.

Поэтому для получения кондиционного веса по найденному абсолютно сухому весу в количестве 2625 кг, или

единиц, необходимо это количество умножить на 1,17.

Отсюда искомый кондиционный вес x_k данной партии шерсти будет равен:

или в буквенных обозначениях:

Нормальным кондиционным весом для данной партии шерсти в 3000 кг является вес, равный 3071 кг. Это означает, что данная партия шерсти в момент её взвешивания имела влажность меньше, чем допускается по установленным нормам. Согласно действующим положениям, официальным весом данной партии шерсти должно быть не 3000, а 3071 кг.