Описание линии жгутового отбеливания

Описание линии жгутового отбеливания.

              В данной курсовой работе рассматриваю линию жгутового отбелива­ния, которая установлена на фабрике «Красная Талка»

Состав линии.

              Отбеливание происходит на агрегате ЛЖО-2.

              Состав агрегата:

              - 9 мойно-материальных машин ММ-206-6,

              - 7 компенсаторов.

              - 3 запарных аппарата ЗВА-2-4.

              Мойно-материальная машина ММ-206-6:

Машины с натянутым жгутом для промывки горячей или; холодной во­дой или пропитывания тканей рабочими растворами (пероксида водорода, щелочи, гипохлорита и серной кислоты) находят широкое применение в от­бельном производстве хлопча­тобумажной отрасли. Конструктивно они иден­тичны и отличают­ся только системами подвода воды, пара, рабочих раство­ров и при­борами автоматического контроля и регулирования технологичес­ких процессов.

Двухручейная маши­на типа ММ-200-6 (мойно-материальные) с разде­лительной про­водкой двух жгутов имеет номиналь­ную ширину 2 000 мм. Использу­ется в линиях жгутового отбеливания ЛЖО-2 для поточного бе-

ления тканей двумя жгутами в два ручья. Кроме этого машины могут исполь­зоваться для инди­видуальной работы или в составе агрегатов местного зна­чения.

Схема устройства и заправки машины ММ-200 показана на рис.1. Ос­новными рабочими органами машины являются про­мывная ванна 6, внутри которой установлены обрезиненные тканенаправляющие ролики 4, а также разделительные гребенки 5. Над ванной вертикально расположены три труб­чатых стальных обрезиненных вала 8. Букса нижнего вала неподвижна, а буксы среднего и верхнего валов соединены и имеют свободный ход в на­правляющих рамах остова. При разведении валов устанавлива­ется зазор в 30 мм. Машина снабжена направляющими кольцами 2, узлоуловителями 1, вы­борочными блоками 9, спрыском 7 для по­дачи воды и сливом 3 для отвода ее в канализацию. В ванне вода движется противотоком навстречу жгутам. В пропиточных маши­нах, наоборот, растворы подаются со стороны заглушен­ного сли­ва по принципу прямотока, который при пропитке считается бо­лее эффективным.

Рис.1. Схема заправки машины типа ММ-200

Ванны емкостью 1 200 л изготавливаются из нержавеющей стали или титана (для обработки кислотой или гипохлоритом).

Прижим валов - пневматический с двусторонней подвод­кой воздуха к пневмоцилиндрам. Раздельная подача сжатого воздуха к ним позволяет регу­лировать давление отдельно на каждый жгут. Ведущим является нижний вал, получающий вращение от двигателя переменного тока с динамическим тор­можением. Схе­ма заправки - спиральная от периферии к центру валов с чис­лом петель до десяти (на рисунке показано три петли). В средней час­ти ма­шины жгуты сходятся, омываются свежей водой из соплово­го спрыска 7, от­жимаются в жале среднего и верхнего валов и выбираются моторизованными блочными барабанчиками 9 с пос­ледующей укладкой в шахты сапожкового компенсатора или по­дачей на кареточный укладчик. Вилочный узлоулови­тель 1 при прохождении узла воздействует на концевой выключатель и авто­матически останавливает машину, предупреждая поломку.

Машины типа ММ-200 отличаются высокой эффективнос­тью про­мывки за счет многократного чередования прополаскива­ния и отжимов, тур­булентного перемешивания моющего раство­ра и противотока, которые акти­визируют процессы обтекания и фильтрации, что позволяет успешно удалять все виды загрязне­ний ткани.

К недостаткам машин типа ММ-200 следует отнести боль­шой расход воды - около 30 м3 / ч, а также большое натяжение жгутов, приводящее к вы­тяжке ткани, в результате которой ско­рость жгута на выходе превышает его скорость на входе. В результате неравномерности натяжения жгутов наруша­ется синхронность их движения, что приводит к неравномерному заполне­нию шахт сапожковых компенсаторов, автоматическое управление работой агрегата нарушается, агрегат или поточную линию приходится останавливать для выравнива­ния заполнения шахт тканью, что снижает КПВ линии до 0,75 ... 0,79. Линейная скорость продвижения ткани в машине ММ-200-6 состав­ляет 200 ... 220 м / мин, т.е. 400 ... 440 м / мин на два ручья, что в 1,5 ... 2,0 раза превышает производительность большинства зарубежных машин такого типа. Они предназначе­ны для обработки тканей поверхностной плотностью 85 ... 170 г / м2 и шириной до 100 см, установленная мощность электродвига­телей переменного тока составляет 22 кВт, габарит­ные размеры, мм: 2 070 х 3 570 х 2 240 .

Запарной аппарат ЗВА-2-4:

Запарные машины сапожкового изготавливаются для обработки тканей жгутом.

Запарные маши­ны ЗВА-2-4 предназначены для запаривания двух жгу­тов, об­рабатываемых раздельно (двумя ручьями). Шахта разделена по ши­рине перегородкой на две секции, которые в свету имеют прямоугольное се­чение (600 х 1 200 мм). Она со­стоит из вертикальной входной, криволиней­ной и удлиненной выходной частей. Стенки снаружи имеют тепловую изоля­цию. Вертикальная входная часть шахты книзу немного рас­ширяется для бо­лее свобод­ного прохода ткани в закругленную часть. Полезный объем шахты - 8,0 м3, а то­варная емкость - 2 600 кг (на обе секции).

Криволинейная часть шахты выполнена в виде гладкой полуокружно­сти с радиусом 1 500 мм. Жгуты ткани по тканепроводу по­ступают на уклад­чик, состо­ящий из двух скелетных ба­рабанчиков , двух лопаст­ных роликов-отражателей  и качающихся лопастей . Отражатели препятствуют наматыва­нию жгутов на барабанчик, а лопасти раскладывают ткань в виде книжки вдоль шахты . Механизм поперечного перемещения жгутов представляет со­бой подвижное кольцо, ус­тановленное на рычаге  маятникового механизма червячного типа. Укладчик получает движение от индивидуального двига­теля, скорость движения жгутов - 200 м / мин. Предваритель­ное запаривание жгутов происходит в верхней части корпуса укладчика (предкамере). Пар по паропроводу подводится к каждой секции в четырех точках: к одной - в верхней зоне, к двум - в средней и одной - в нижней зоне. На выходе ткани из шахты ее принимает направляющий ро­лик . Исследования показали, что на­гревание тка­ни до 100 °С в «полете», т.е. до укладки в шахту, должно быть быстрым, не более 10 с, иначе могут возникнуть химические повреждения волокна кислородом воздуха. Не следует допус­кать снижение температуры в шахте ниже 100 °С, что часто наблюдается на практике. Рекомендуется обог­рев производить паром при температуре 108 ... 110 °С, т.е. перегрев пара до­пуска­ется на 10... 15%.

1.2 Описание процесса отбеливания.

Режим беления хлопчатобумажных тканей на линии ЛЖО-2 при скоро­сти до 200 м/мин состоит в следующем. Ткань при температуре 60±5°С про­питывают раствором, содержащим: едкий натр, бисульфит натрия, метасили­кат натрия, смачиватель неионогенный.

Затем ткань отжимают до 100 %-ного привеса, последовательно запари­вают в двух запарных аппаратах (в каждом по 1 ч) при температуре 101—

103°С, промывают горячей и холодной водой в двух мойно-материальных машинах, отжимают и пропитывают теплым раствором серной  кислоты (3,5-4,5 г/л), выдерживают в компенсаторе (3—3,5 мин), тща­тельно отмывают от кислоты холодной водой в двух машинах и при температуре 40 °С пропи­ты­вают отбеливающим раствором, содержащим: перекись водорода, силикат натрия.

После отжима до 100 %-ного привеса ткань обрабатывают в течение 1 ч в запарном аппа­рате при температуре 101—103 °С, промывают горячей и хо­лодной водой, отжимают и высуши­вают.

Режим и рецептура могут быть изменены в зависимости от плотности и засоренности (зна­чительное содержание «галочек») ткани и ее назначения (под крашение, печатание в отбелен­ном виде).

В случае использования плотных и засорен­ных тканей все перечислен­ные химико-техноло­гические операции дополняются механическими (обра­ботка на наждачной машине, стрижка, опа­ливание). Кроме того, увеличива­ется концентра­ция NаОН до 30 г/л, силиката натрия до 1,2 г/л в варочной жидкости, а в отбеливающем растворе — перекиси водорода до 4-8 г/л .

Запаривание:

              Целью отварки является придание тканям устойчивой и высо­кой смачи­ваемости путем удаления сопутствующих веществ и прежде всего вос­кообразных.

В связи с этим следует обратить внимание на химическое строение и расположение воскообразных веществ в хлопковом волокне .

Воскообразные вещества и другие загрязнения в основном сосредото­чены в первичной стенке, что существенно облегчает их удаление из во­локна. Первичная стенка более доступна для хи­мических реагентов, и диф­фузия из нее загрязнений в варочную жидкость также облегчена по сравне­нию с диффузией из вторичной стенки, имеющей более плотную физическую струк­туру.

Воскообразные вещества хлопкового волокна представляют собой сложную смесь, состоящую из углеводородов, спиртов, сложных эфиров, жирных кислот и других соединений. Они до­статочно прочно связаны с хлопковым волокном. Предполага­ют, что связующим веществом между гид­рофильными целлюло­зой и пектином и гидрофобным воскообразным веще­ством является остаток фосфорной кислоты.

Основным реагентом варочной жидкости в операции отварки, прово­димой, как правило, при температуре выше 100 °С, явля­ется едкий натр, кон­центрация которого в зависимости от ре­жима и рецептуры отварки колеб­лется от 10 до 100 г/л.

Назначение едкого натра в операции отварки многофункцио­нально: он действует на само волокно и на примеси, переводя многие из них в водорас­творимое состояние.

В щелочной среде при высокой температуре хлопковое волок­но сильно набухает, средний размер пор увеличивается в не­сколько раз (с 5-10-10 до 30- 10-'° м), происходит частичное разрушение первичной стенки, образование в ней микроскопи­ческих трещин. Все это способствует диффузии примесей, со­средоточенных в основном в первичной стенке, в варочную жид­кость.

Большая часть щелочи расходуется на взаимодействие с са­мой целлю­лозой. Едкий натр ионизирует доступные гидроксильные группы в гидрокси­латные  и карбоксиль­ные — в карбоксилатные . На эти ре­акции нейтрализа­ции кислотных групп хлопкового волокна расходуется около 1 г NаОН на 100 г волокна, причем 60 % это­го расхода приходится на первый час отварки. Едкий натр рас­ходуется также на гидролиз протеинов и перевод аминокислот в их соли, на омыление жирных кислот (составные части воско­образных). В общей сложности расход едкого натра при отва­ривании составляет до 2 г на 100 г волокна, и это необходима учитывать при составлении рецептуры ва­рочной жидкости и при анализе ее состава, так как нельзя допускать концен­трацию едкого натра ниже 4 г/л. Щелочная среда способствует также пере­воду нерастворимого пектата кальция в растворимый пектат натрия. Одно­временно происходит окислительная деструк­ция пектиновых веществ за счет присутствия в щелочном вароч­ном растворе следов кислорода. В итоге при отварке из волокна извлекается до 70 % пектиновых веществ.

Хотя значительная часть загрязнений переводится в варочную жид­кость путем их растворения в горячих щелочных растворах, гидрофобные уг­леводороды, а также эфиры жирных кислот и спиртов могут быть удалены только за счет их эмульгирования ПАВ, которые с этой целью и вводятся в варочную жидкость. При высокой температуре отваривания воски плавятся (Тпл~60°С), растекаются по поверхности волокна, а ПАВ переводят их в кап­леобразное состояние, образуя на границе раздела жи­ровое загрязнение — варочная жидкость сольватную оболочку, снижающую поверхностное натя­жение, солюбилизируя части­цу загрязнения и переводя ее в варочную жид­кость в виде эмуль­сии.

Для предотвращения ресорбции (осаждения) на ткань за­грязнений в ва­рочную жидкость в качестве стабилизатора эмульсии вводят силикат натрия, играющий роль защитного ве­щества.

Для придания хлопчатобумажной ткани высокой и устойчи­вой смачи­ваемости нет необходимости при отварке полностью удалять из нее все вос­кообразные вещества, тем более что при их содержании ниже 0,25 % ухуд­шается эластичность волокна.

На смачиваемость ткани большое влияние оказывает не толь­ко оста­точное содержание воскообразных веществ на волокне, но и характер их рас­положения на поверхности волокна. С этой точки зрения эмульсионный ме­ханизм удаления воскообразных веществ имеет преимущества перед процес­сом растворения в случае применения органических растворителей. Эмуль­сионный механизм обусловливает дискретное распределение остатков воско­образных веществ на поверхности волокна, при этом зна­чительная часть по­верхности становится гидрофильной, и во­локно приобретает хорошую сма­чиваемость.

Роль ПАВ в придании хлопковому волокну смачиваемости и гигроско­пичности при отварке весьма существенна, однако и едкий натр является не­обходимым реагентом, так как придает хлопковому волокну необходимую гигроскопичность, которая достигается только при определенной концентра­ции NаОН в ва­рочной жидкости.

Целлюлоза хлопкового волокна отличается достаточно высокой устой­чивостью к действию разбавленных и концентрированных растворов щело­чей даже при высоких температурах. Однако си­туация резко меняется, если в системе имеется кислород. В этом случае кислород играет роль активатора окислительной деструк­ции, которая усиливается с повышением температуры.

В щелочной отварке, осуществляемой при высокой темпера­туре, возникает опасность окислительной деструкции, посколь­ку в структуре ткани и вароч­ной жидкости растворено достаточ­ное для окисления целлюлозы количество кислорода. Для пред­отвращения окислительной деструкции в варочную жид­кость вводят антиоксиданты, способные связывать кислород, находя­щийся в системе. В качестве антиоксидантов могут быть исполь­зованы восстанови­тели — бисульфит, сульфит, гидросульфит.

Бисульфит реагирует с кислородом по уравнению

2NаНSО3 + О2                2NаНSО4

выводя его из системы.

Непре­рывные способы отварки призваны обеспечить высокую устой­чивую капиллярность ткани, но при этом достичь ее необходимо за сущест­венно более короткое время (60—120 мин). Поскольку в основе обоих спосо­бов щелочной отварки лежат одни и те же химические и физико-химические процессы, которые должны приводить к одной цели, очевидно, что при не­прерывном способе отварки, когда время реакции сокращено, цель должна дости­гаться ожесточением условий ее протекания. На практике это достига­ется повышением концентрации реагентов. Так, концент­рация основного реагента варочной жидкости—едкого натра составляет 30 г/л, что в 3 раза выше, чем концентрация едкого натра при периодических способах; при от­варке ускоренными способами концентрация NаОН достигает 100—130 г/л.

При непрерывном способе щелочной отварки ткань пропиты­вается варочной жидкостью того же состава, что и при перио­дическом способе, но с повы­шенным содержанием, следую­щих веществ: восстановителя бисульфита,                                                                                                                                              силиката натрия , ПАВ.