МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РОЗВОЛОКНЕННЯ: РОЗРОБКА ПРОГНОСТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ЯКОСТІ РЕГЕНЕРОВАНИХ ВОЛОКОН

Анотація

У статті представлено комплексне дослідження математичного моделювання процесів розволокнення текстильних відходів як ключового етапу їх рециклінгу в парадигмі циркулярної економіки. На основі експериментальних даних встановлено кореляційні залежності між структурно-механічними характеристиками вихідної текстильної сировини (ступінь зношеності, волокнистий склад, щільність, міцність) та технологічними параметрами процесу розволокнення (швидкість обертання робочих органів, температурний режим, вологість середовища, інтенсивність механічного впливу). Запропоновано багатофакторну математичну модель, яка дозволяє прогнозувати якісні показники регенерованих волокон (довжину, міцність, ступінь пошкодження, однорідність) залежно від вхідних параметрів процесу. Досліджено застосування нейромережевих технологій для підвищення точності прогнозування якості волокон при нелінійних взаємодіях між факторами впливу. Експериментально встановлено, що нейромережеві моделі забезпечують суттєво вищу точність прогнозування в умовах складних нелінійних взаємодій порівняно з регресійними моделями. Розроблено адаптивну систему керування процесом розволокнення, що забезпечує оптимізацію технологічних режимів для різних категорій текстильних відходів: натуральних, синтетичних, змішаних, а також відходів різного походження (постспоживчих, виробничих, комерційних). На основі розроблених математичних моделей проведено порівняльний аналіз існуючих промислових технологій розволокнення та обґрунтовано їх оптимізаційні параметри. Практична значущість дослідження полягає у розробці рекомендацій щодо налаштування технологічних режимів розволокнення, які забезпечують максимальне збереження корисних властивостей вторинних волокон при мінімальних енергетичних затратах. Обґрунтовано економічну та екологічну ефективність впровадження розроблених математичних моделей у виробництво, що підтверджено результатами промислових випробувань.