Công nghệ làm sạch hóa học vải dệt kim

phải thỏa mãn các chỉ tiêu: có độ bền màu cao với giặt, ánh sáng, khói lò và đặc biệt là với thăng hoa. Để cho thuốc nhuộm phân tán có thể đi sâu vào trong xơ, khi nhuộm cũng như in hoa đều phải xử lý ở nhiệt độ cao từ 130 ¸135% theo phương pháp nhiệt độ cao, áp suất cao hoặc 180 ¸ 220oC theo phương pháp thermosol. Một số mặt hàng thuốc nhuộm phân tán được các hãng và các nước trên thế giới sản xuất như: Duranol T, Dispersol, Serizol (ICI – Anh). Synten P (Ciech – Ba Lan) Vialonfast, perliton, Samorone (Bayer - Đức). Terasil, Sibaset (Ciba – Geigy) v.v... Gần đây 1 số hãng sản xuất ra các loại hỗn hợp từ 2-3 loại thuốc nhuộm khác nhau để nhuộm và in hoa cho vải tổng hợp pha với xơ thiên nhiên. b) Cơ chế nhuộm: Điểm đặc trưng của vải từ xơ PES là khó nhuộm do loại xơ này có cấu trúc chặt chẽ, tỷ lệ vi tinh thể khá cao, tính k‏ị nước (ghét nước) của xơ cao, trong nước xơ rất khó trương nở, ở nhiệt độ dưới 100oC hầu như không bắt màu. ở điều kiện tiêu chuẩn 120oC và độ ẩm tương đối của không khí là 65%. Xơ PES chỉ ngậm 0,4% ẩm (còn gọi là hàm ẩm). Xơ PES cũng như các xơ tổng hợp khác thuộc loại xơ nhiệt dẻo, nó chuyển sang trạng thái mềm ở 230 ¸235oC và chảy lỏng ở 265 ¸ 270oC (tùy chủng loại xơ). Do những đặc điểm kể trên xơ PES không bắt màu bằng các loại thuốc nhuộm hòa tan trong nước, trong thực tế nó chỉ nhuộm màu bằng thuốc nhuộm phân tán. Mặc dù thuốc nhuộm phân tán đã được sản xuất và sử dụng khá phổ biến, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về cơ chế nhuộm nhưng đế nay vẫn chưa thực rõ về thực chất của vấn đề này. Hiện nay có 2 ý kiến giải thích bản chất của quá trình nhuộm như sau: - Ý kiến thứ nhất cho rằng: theo thuyết dung dịch rắn thì trong quá trình nhuộm, các hạt thuốc nhuộm không tan trong nước, ở nhiệt độ cao sẽ hòa tan vào xơ sợi, xơ sợi coi như dung dịch rắn của thuốc nhuộm, sau đó bám dính vào xơ sợi bằng các lực liên kết phân tử và liên kết hydro. Hiện tượng này có thể minh họa tương tự như dầu mỡ và xăng không hoà tan trong nước nhưng chúng lại tan vào nhau, xăng là dung môi của dầu mỡ. - Ý kiến thứ hai cho rằng: trong quá trình nhuộm, ở nhiệt độ cao xơ PES nói riêng và xơ tổng hợp nói chung bị trương nở mạnh, lực liên kết giữa các mạch đại phân tử yếu đi và thuốc nhuộm sẽ khuếch tán vào sâu trong xơ sau đó thực hiện các liên kết với xơ và được giữ lại bền vững trên vải. Dựa vào cơ sở khoa học của các thuyết này và tính chất của xơ PES người ta đã tìm ra phương pháp nhuộm vải PES: + Phương pháp nhuộm dùng chất tải (chất dẫn đường). + Phương pháp nhuộm ở nhiệt độ cao, áp suất cao. + Nhuộm theo phương pháp thermosol (gia nhiệt khô). Trong 3 phương pháp nói trên thì phương pháp nhuộm ở nhiệt độ cao, áp suất cao theo phương pháp gián đoạn (tận trích) trên máy Jét là thích hợp hơn cả cho hàng dệt kim và được lựa chọn để nhuộm cho phần xơ PES. Đơn và quy trình công nghệ nhuộm sẽ được giới thiệu trong phần thiết kế công nghệ. 2.3.2 - Thuốc nhuộm hoạt tính. Là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện được các mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Nhờ vậy mà chúng có độ bền màu với gia công ướt, ma sát và nhiều chỉ tiêu khác. a) Ưu điểm: thuốc nhuộm hoạt tính có đủ gam màu, màu tươi, giá thành sản xuất không cao, kỹ thuật nhuộm và in không phức tạp, nên tuy thuốc nhuộm này mới ra đời từ năm 1956 nhưng đến nay đã có hàng nghìn màu khác nhau được sản xuất và được sử dụng ngày càng phổ cập để nhuộm nhất là để in hoa. Bất kỳ một thuốc nhuộm hoạt tính nào cũng có thể viết dưới dạng công thức tổng quát: S - Ar - T – X. S: là nhóm tạo cho phân tử thuốc nhuộm tính tan Ar: là nhóm gốc thuôc nhuộm(gốc màu) T: là gốc mang nguyên tử phản ứng X: là nguyên tử phản ứng Hầu hết thuốc nhuộm hoạt tính hòa tan tốt trong nước và bắt màu vào vật liệu trong môi trường kiềm yếu. Chúng được dùng chủ yếu để nhuộm các loại vật liệu từ xenlulô, lụa tơ tằm, các loại len dạ, các loại vải từ xơ nilon. Khi tham gia phản ứng với xơ sợi, bên cạnh phản ứng chính còn có phản ứng phụ, thủy phân thuốc nhuộm về dạng mất hoạt tính, làm giảm hiệu lực của chúng. Dạng đã bị thủy phân còn khó giặt sạch khỏi vải, làm giảm các phẩm cấp về các chỉ tiêu bền màu và là nhược điểm chính của thuốc nhuộm. b) Phạm vi sử dụng: Thuốc nhuộm hoạt tính được chia làm hai loại: loại để nhuộm cho xơ xenlulô, len, tơ tằm và loại để nhuộm xơ PAD. Theo tính chất kỹ thuật loại thứ được chia làm ba nhóm: - Nhóm thuốc nhuộm nguội, trong tên gọi có chữ M hay chữ X, chúng có khả năng phản ứng cao, phải nhuộm ở trong môi trường kiềm yếu ở nhiệt độ thấp (25 ¸300C). - Nhóm thuốc nhuộm nóng: trong tên gọi có chữ H, khi nhuộm thì trị số pH của dung dịch trong khoảng 10 ¸ 11 ở nhiệt độ 600C. - Nhóm nhuộm nhiệt độ cao, trong tên gọi không có ký hiệu gì đặc biệt hoặc có chữ HT, chúng có khả năng phản ứng thấp so với hai nhóm trên nên chúng có thể nhuộm tận trích ở 70 ¸ 900C trong môi trường kiềm mạnh hơn. Theo mức độ giảm dần khả năng phản ứng, các mặt hàng thuốc nhuộm hoạt tính có thể sắp xếp theo thứ tự sau: Procion M, X (có khả năng phản ứng cao nhất) Drimaren K, R Levafix E – A Cibacron F Levafix E Remazol Cibacron Bazilen EP Cibacron E, A, P; Procion H, H – E; Cibacron (reacton) T; Drimaren X và Z (có khả năng phản ứng thấp nhất). Mỗi loại thuốc nhuộm kể trên cũng có những màu có khả năng phản ứng cao hơn hoặc thấp hơn ít nhiều, thứ tự sắp xếp này chỉ là tương đối, được dùng chủ yếu khi thiết lập công nghệ nhuộm. - Thành phần của dung dịch nhuộm: Tương ứng với ba nhóm nhuộm kể trên, thành phần của dung dịch nhuộm khi nhuộm khi nhuộm tận trích có thể lấy như sau: Thành phần dung dịch nhuộm (g/l) Thuốc nhuộm Có ký hiệu M Có hý hiệu H Không có ký hiệu Thuốc nhuộm (theo màu) Tác nhân kiềm Chất điện ly (NaCl, Na2SO4) Chất ngấm X Na2CO3 hay NaHCO3 5 - 15 30 ¸ 60 0,2 ¸ 0,5 X Na2CO3 10 - 15 40 ¸ 70 0,2 ¸ 0,5 X Na2CO3 12 - 20 40 ¸ 100 0,2 ¸ 0,5 Khi chuẩn bị dung dịch nhuộm thì thuốc nhuộm và chất ngấm được hòa thành dung dịch riêng, muối ăn và dung dịch kiềm được hòa tan thành dung dịch riêng và đưa vào máy theo những giai đoạn nhất định. Trong ba nhóm thuốc nhuộm nói trên thì nhóm thuốc nhuộm nóng, trong tên gọi có chữ H sẽ được lựa chọn để nhuộm cho phần xơ bông theo phương pháp tận trích thực hiện trên máy Jét. Đơn và quy trình công nghệ nhuộm sẽ được giới thiệu trong phần thiết kế công nghệ. 2.4 - Yêu cầu về thiết bị tiền xử l‎ý. Hiện nay trình độ kỹ thuật, công nghệ của thiết bị nhuộm ở nước ta còn lạc hậu so với trình độ kỹ thuật nói chung trên thế giới. Do vậy, chất lượng sản phẩm còn hạn chế, chưa đáp ứng được hết nhu cầu của khách hàng. Hầu hết các loại vải dùng cho ngành dệt may có chất lượng cao còn phải nhập khẩu. Thiết bị công nghệ lạc hậu dẫn đến năng suất lao động thấp, hạn chế sự phát triển của ngành dệt may. Để có sản phẩm có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu khắt khe đối với sản phẩm xuất khẩu, thiết bị và công nghệ sản xuất cần được lựa chọn sao cho thích hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Trong chiến lược tăng tốc của ngành dệt may thì đối với phần thiết bị, công nghệ được các nhà quy hoạch xác định rất rõ ràng: thiết bị công nghệ lắp đặt phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng, năng suất, giá thành và không gây ô nhiễm môi trường... Ngày nay với sự phát triển rất mạnh mẽ của công nghệ cơ khí chính xác, tự động hóa cao, công nghệ điện tử... nên thiết bị nhuộm của thế hệ mới luôn được trang bị các hệ thống kiểm soát chất lượng đã tạo ra được một bước đáng kể trong công nghệ nhuộm. Thiết bị chính được sử dụng trong công đoạn này là máy Jét. Máy Jét có nhiều loại và được nhiều công ty trên thế giới chế tạo với các tên gọi khác nhau. Để phù hợp với yêu cầu công nghệ và khả năng đầu tư, máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo sẽ được lựa chọn để sử dụng trong bản thiết kế này. M‎áy Jét do hãng Đài Loan chế tạo là máy nhuộm cao áp có nhiều loại, với công suất từ 50kg đến 1200 kg mỗi mẻ. Tùy theo công suất của máy mà số họng dẫn vải ở mỗi máy có khác nhau: Công suất máy(kg vải /mẻ) Số họng dẫn vải Loại 50 1 Loại 200 2 Loại 300 4 Loại 400 4 Loại 500 4 Loại 600 4 Loại 1000 8 Loại 1200 8 Hoạt động với dung tỷ 1:8 ¸ 1:10 có trường hợp 1:20, nhưng tối ưu là 1:10 và sẽ được lựa chọn để sử dụng trong bản đồ án này. Có 3 kiểu máy Jét do Đài Loan chế tạo được giới thiệu sử dụng cho hàng dệt kim gồm 50kg, 400kg, 600kg. Các máy Jét ở đây được sử dụng để nấu tẩy và nhuộm vải dệt kim như: sợi cotton 100%, vải Pe/Co, vải polyeste 100% với trọng lượng g/m2 khác nhau. Những máy Jét này ngoài khác nhau về công suất còn khác nhau về thế hệ chế tạo, chủ yếu khác nhay về phần điều khiển tự động và cách bố trí các van trên máy. Song về nguyên tắc hoạt động cơ bản là như nhau. Đây là những máy đa năng, có thể để nấu, tẩy, giặt nhuộm cho vải bông, vải tổng hợp, vải pha ở nhiệt độ cao 130 ¸1500C và áp suất cao tương ứng. * Các thông số kỹ thuật của máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo: - Điện áp làm việc: 380 ± 20V. - Vật liệu chế tạo máy: thép không gỉ, nhưng không dùng được đối với các dung dịch có chứa ion Clo hoạt động (Cl+) như dung dịch Natrihyboclorit (Nước Javel). - Nước dùng cho quá trình tẩy, nhuộm phải có độ cứng £ 650G. - Nước dùng để làm nguội (hạ nhiệt độ) phải có độ cứng 0,50G - Áp lực hơi cấp vào máy P = 5KG/cm3 - Trọng lượng của vải có thể đưa vào gia công: 60g/m2 ¸ 350g/m2. - Chiều dài một dây vải trên 1 họng (mét): 285 ¸ 1666. Khi sử dụng máy Jét Đài Loan, tuỳ theo trọng lượng của vải (dày, mỏng) mà người ta điều chỉnh các thông số kỹ thuật cho phù hợp. * Ưu điểm của máy Jét Đài Loan: - Nhiều thế hệ, đáp ứng được yêu cầu sản xuất. - Chất lượng gia công cao - Tốc độ vận chuyển vải lớn. - Chu kỳ tuần hoàn dung dịch lớn. - Giá thành vừa phải. Trong số các máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo thì loại máy HA - 400 thuộc thế hệ mới với công suất 400kg/mẻ và số họng dẫn vải là 4 họng sẽ được lựa chọn để sử dụng cho cả quá trình nấu tẩy và nhuộm vải dệt kim Pe/Co. 2.4.1 - Đặc tính kỹ thuật của máy Jét Đài Loan HA – 400. - Nhiệt độ tối đa: 1400C. - Áp lực máy tối đa: 4Kg/cm2 - Dung tích: 2400 ¸ 3200 (lít) - Năng suất 1 mẻ: 300 ¸ 400 (Kg). - Công suất mỗi họng: 100 ¸ 150 (Kg/1 họng) - Công suất máy: 27 (KW) - Tốc độ chuyển động của vải: 200 ¸ 500 (m/phút). - Chiều dài thân máy: 4555 x 4 (mm). - Chiều rộng: 2800 (mm). - Chiều cao: 2500 (mm). - Lượng hơi cần thiết cho 1 chu kỳ: 690 (Kg). - Lượng nước lạnh cho 1 chu kỳ: 4000 (lít). - Dung tỷ 1 : 10. 2.4.2 - Cấu tạo của máy. Cũng như máy Jét của các nước khác chế tạo, các loại máy Jét do Đài Loan chế tạo cũng gồm các bộ phận chính: Thân máy, bình gia nhiệt, bơm chính, guồng họng, guồng ra vải, các van điều khiển khí nén, van tay, hệ thống cấp nước, hơi và pha chế hoá chất, tủ điện chính trên máy. Dưới đây chỉ trình bày chủ yếu các bộ phận của máy HA – 400 thuộc thế hệ mới. a) Thân máy: Thân máy có hình trụ nằm ngang làm nhiệm vụ chứa vải và dung dịch xử lý, làm chức năng của máng nhuộm, là nơi thực hiện các quá trình hoá học, hoá lý khi nấu - tẩy, nhuộm và giặt vải. Thân máy được chết tạo bằng thép không gỉ SUS – 340, chịu được áp lực và nhiệt độ cao, chịu tác dụng của hoá chất, nhưng không bền với các chất oxi hoá chứa Clo hoạt động. Với loại máy HA – 400 mỗi máy có 2 cửa thao tác và có 2 guồng chính dẫn vải, mỗi guồng phục vụ cho 2 họng và từ đó sẽ có 4 thân máy dài như nhau dùng để gia công 4 dây vải mỗi dây 100kg. Khi máy hoạt động các dây vải này lần lượt từ thân máy qua guồng dẫn vải vào miệng Jét (họng) đi vào ống dẫn rồi về thân máy độc lập với nhau, riêng trong từng thân máy. Như vậy mỗi máy của biểu này sẽ có 4 thân máy, 4 ống dẫn vải và 2 guồng dẫn, mỗi guồng phục vụ cho 2 dây vải xử lý trong 2 thân. Phía dưới mỗi thân, dọc suốt theo chiều dài đều có sàn (đáy giả) bằng các tấm thép không gỉ có đột lỗ cho dung dịch dễ dàng tuần hoàn từ thân máy về bơm ly tâm và ngăn ngừa vải bị tắc miệng hút của bơm chính. - Họng Jét: ở đầu trên của mỗi ống dẫn vải đều có đặc một họng Jét. Họng có hình phễu, vành loa rộng dẫn phía sau, được tạo rời. Tuỳ theo các loại vải dày mỏng khác nhau mà dùng loại họng cho thích hợp, theo nguyên tắc vải càng dày thì phải dùng loại họng có đường kính càng lớn. Chức năng của họng Jét là tạo ra dòng chảy có tốc độ cao một mặt để đẩy vải chuyển động, mặt khác khi thay đổi áp lực từ nơi tiết diện họng nhỏ đến vành phễu có tiết diện lớn hơn, vải sẽ được gỡ các nếp nhăn vừa mới tạo thành ở mỗi vòng chuyển động. Đây vừa là ưu điểm của máy Jét và các kiểu máy nhuộm cao áp khác, bảo đảm có thể nhuộm được vải tổng hợp, vải tổng hợp pha xơ thiên nhiên ở nhiệt độ cao không bị nhăn, sọc, vệt. - Guồng dẫn vải: có thể phục vụ riêng cho một thân máy hay đồng thời cho hai thân máy, dùng để đưa dẫn vải từ thân máy lên họng Jét và vải ra khỏi họng Jét khi nó bị tắc hoặc rối. Guồng dẫn vải làm bằng các thanh thép không gỉ xếp thành hình tám cạnh để tạo độ ma sát cần thiết cho dây vải bám khi chuyển động. Tốc độ guồng được điều chỉnh theo áp lực ở họng Jét theo nguyên tắc lượng vải cấp vào phải bằng lượng vải đi ra khỏi họng trong một đơn vị thời gian. Trong thân máy, bên dưới guồng có một vòng tròn khoan nhiều lỗ nhỏ, nối với van ngược. Cơ cấu này làm nhiệm vụ gỡ rối. Nếu như ở họng Jét hay ở guồng vải bị rối thì người ta khoá van thuận (bơm dung dịch vào họng) và mở van ngược, khi này dòng chất lỏng sẽ kéo vải trở lại thân máy. Cơ cấu này còn có tác dụng giảm bớt tốc độ vải vào họng khi điều chỉnh hoạt động của máy. Sơ đồ cấu tạo guồng dẫn và họng Jét 1 – Dây vải 2 – Guồng dẫn 3 – Họng Jét b) Bình gia nhiệt: Bình gia nhiệt có cấu tạo hình trụ nằm ngang, phần gia nhiệt gồm một hệ thống ống thẳng bằng thép không gỉ đặt theo kiểu ống chùm để trao đổi nhiệt theo phương thức gián tiếp, dung dịch thuốc nhuộm hay hoá chất đi bên trong các ống chùm, còn hơi hay nước làm mát đi bên ngoài các ống này - ngược chiều với dòng chảy của dung dịch bên trong ống. Nhờ phương thức truyền nhiệt gián tiếp này mà dung tỷ trong máng nhuộm sẽ không đổi suốt trong thời gian nhuộm hay nấu tẩy vải. Để thường xuyên tách các đầu xơ sợi và tạp chất khỏi dung dịch nhuộm, vừa bảo vệ cánh của máy bơm, vừa tránh tắc dòng và đảm bảo cho vải được xử lý đều, trước khi dung dịch đi vào các ống trao đổi nhiệt nó được bơm qua hệ thống lưới lọc để tách tạp chất cơ học. Cứ sau mỗi mẻ nhuộm hay nấu tẩy cần vệ sinh lưới lọc một lần. Chức năng của bình gia nhiệt: Để nâng nhiệt độ của dung dịch khi nấu tẩy, nhuộm và hạ nhiệt độ khi giặt nguội vải. c) Bộ phận pha hoá chất, thuốc nhuộm: Bộ phận này làm nhiệm vụ hoà thuốc nhuộm hay hoá chất từ dạng bột hay dạng lỏng thành dạng hoà tan hay phân tán cao đến một nồng độ nhất định trước khi cấp vào máy. Dưới tác dụng khuấy mạnh của cánh khuấy thuốc nhuộm hay hoá chất được tan nhanh, triệt để và đồng đều trong toàn bộ khối dung dịch đậm đặc, bảo đảm cho quá trình nhuộm được đều màu. Dung tích của bình 1000lít. d) Hệ thống van điều khiển: Để điều khiển quá trình công nghệ, ở máy Jét Đài Loan có một hệ thống van điều khiển bằng khí nén và bằng tay. - Trên thân máy có hệ thống van piston điều khiển bằng khí nén (hai đầu khí nén) gồm: van lấy nước, van xả nước, van giặt đuổi, van trích dịch, các van cấp áp suất và xả áp bằng tay. - Trên bình gia nhiệt (bình trao đổi nhiệt) có các van một đường khí nén dùng cho việc cấp hơi, cấp nước làm mát, xả nước nóng, xả nước lạnh. - Trên hệ thống bình pha có van điều khiển hai đường khí nén: van cấp, van tuần hoàn, van xả, van lấy nước, van lấy hơi bằng tay. Sơ đồ cấu tạo của máy Jét do Đài Loan chế tạo. 1– Thân máy 7 – Dây vải 13 – Van cấp khí nén. 2 – Cửa vào máy 8 – Bình gia nhiệt. 14 – Van chảy tràn 3 – Guồng dẫn vải 9 – Bộ phận lọc 15 – Van chỉnh dòng 4 – Họng Jét 10 – Bơm chính 16 – Van xả dịch thải 5 – Ống dẫn vải 11 – Bình pha hoá chất 17 – Van chỉnh áp 6 – Sàn chứa vải (đáy giả) 12 – Bơm cấp dung dịch 18 – Van an toàn 2.4.3 - Nguyên lý làm việc của máy Jét Đài Loan. Khi mắc vào máy vải được xử lý ở dạng dây và được khâu thành vòng tròn, các dây vải được mắc tách riêng nhau, khi máy hoạt động thì chúng liên tục chuyển động, dung dịch được bơm từ thân máy qua màng lọc và thiết bị gia nhiệt phun mạnh vào miệng Jét, đẩy dây vải chuyển động trong ống bằng dòng thuỷ lực có áp suất cao. Trong mỗi vòng chuyển động, khi ra khỏi ống dẫn dây vải đi vào vùng giảm áp, bùng ra và thay đổi nếp gấp. Nhờ vậy mà các loại vải tổng hợp và vải pha khi xử lý ở nhiệt độ cao không bị nhăn. Các loại máy này thường được trang bị kèm theo hệ thống pha chế và cấp dung dịch, hệ thống điều khiển tự động theo chương trình bằng máy tính. 2.5 - Công nghệ hoàn tất. Vải sau khi nấu tẩy và nhuộm sẽ được xử lý hoàn tất. Mục đích chính của hoàn tất là bổ sung một số đặc tính cho sử dụng cuối cùng của vải; cải thiện một số tính chất quý vốn có của vải hoặc hiệu chỉnh một số các tính chất xấu xảy ra sau công đoạn xử lý trước và sau nhuộm màu. Quá trình xử lý hoàn tất được chia làm 2 loại: - Các quá trình hoàn tất hóa học: xử lý bằng các hóa chất đặc biệt để biến đổi các đặc tính vốn có của vải. - Các quá trình hoàn tất cơ học: xử lý bằng các tác động vật lý của thiết bị lên vải. Quá trình hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co gồm các công đoạn sau: Sau khi nấu tẩy và nhuộm thì vải được: Vắt → Mở khổ → Xẻ khổ → Văng sấy định hình (kết hợp với hồ mềm) → Cán nỉ → Kiểm tra và bao gói. Đặc điểm cảu các khâu xử lý hoàn tất này như sau: 2.5.1 - Vắt (tách nước). Sau các quá trình xử lý ướt (nấu tẩy, giặt, nhuộm…) trên vải dệt kim ướt còn chứa 200¸250% nước ẩm so với khối lượng vải khô. Lượng nước này nhiều hay ít phụ thuộc vào vải dệt từ xơ thiên nhiên hay xơ tổng hợp hoặc vải pha. Vắt ly tâm nhằm mục đích đưa hàm ẩm của vải về hàm ẩm quy định. Đối với vải Pe/Co, hàm ẩm sau vắt khoảng 35%. Vải sau khi vắt sẽ giúp cho các quá trình công nghệ tiếp theo được thuận lợi hơn, giúp cho quá trình ngấm hồ hoàn tất ở máy văng đạt mức ép của vải khoảng 85¸90% theo yêu cầu công nghệ. * Thiết bị: chọn máy vắt ly tâm ký hiệu ES của hãng Pozzi (Italia). Đây là loại máy vắt ly tâm kiểu treo và cho phép vắt kiệt đến mức ép khoảng 60¸70%. - Nguyên lý hoạt động: vải chất vào thùng hình trụ, thùng có đột nhiều lỗ và đặt vào máy. Khi máy chạy, thùng chứa vật liệu quay tròn xung quanh ngõng trục, nhờ lực ly tâm tác động mạnh lên vải, phần nước nào không liên kết chặt chẽ với vật liệu sẽ bị văng ra khỏi vải qua các lỗ của thành thùng và thoát ra ngoài. - Các thông số của máy: (máy loại 150kg vải khô/mẻ tương ứng với 300¸400 kg vải ướt) + Đường kính ´ Chiều cao thùng chứa vải = 1500´690 (mm). + Tốc độ quay: 750 (vòng/phút). + Kích thước máy: Dài ´ Rộng ´ Cao = 2500´2100´1200 (mm). + Tổng công suất điện: 7 (KW). * Quy trình vắt vải trên máy vắt ly tâm: - Chất vải vào máy bằng tay: 5 phút - Mở máy và điều chỉnh tốc độ: 3 phút - Vắt vải: 20 phút - Hãm và dừng máy: 2 phút - Ra vải: 5 phút Tổng thời gian vắt vải: 35 phút » 0,58 (giờ). 2.5.2 - Máy mở khổ. Dùng để gỡ xoắn vải, đưa vải từ dạng dây xoắn về dạng phẳng nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho khâu xẻ khổ tiếp theo và định khổ ban đầu của sản phẩm theo khổ thành phẩm. Mở khổ còn nhằm chỉnh canh dọc của vải, tạo điều kiện tốt cho khâu sấy sau này. * Thiết bị: Do hãng Nisseico. LTD (Nhật Bản) chế tạo. - Các thông số kỹ thuật: + Tốc độ ra vải: 30 (m/phút). + Kích thước máy: Dài x rộng x cao = 4800 x 2400 x 2500 (mm). + Tổng công suất điện: 2,2 (KW). 2.5.3 - Máy xẻ khổ. Xẻ khổ là công đoạn đưa vải từ dạng ống về dạng phẳng, xẻ canh dọc tạo điều kiện cho khâu văng sấy định hình. Nếu xẻ xiên canh thì vải thành phẩm sẽ bị xiên canh, khâu văng định hình sẽ không điều chỉnh được. * Thiết bị: do hãng Nisseico.LTD (Nhật Bản) chế tạo. - Các thông số kỹ thuật: + Kích thước của máy: Dài x rộng x cao = 6000x 3000 x 2500 (mm). + Tốc độ ra vải: 30 (m/phút). + Tổng công suất điện: 3,5 (KW). 2.5.4 - Máy văng sấy - định hình và hồ mềm. Sấy ngoài mục đích để làm khổ vải, việc sấy còn là quá trình dùng tác nhân nhiệt để làm đóng rắn (quá trình đa tụ chất làm mềm hồ hoàn tất khi đã hấp phụ vào xơ sợi) chất làm mềm. Việc thực hiện quá trình sấy yêu cầu phải tuân thủ đúng về thông số kỹ thuật, về nhiệt độ, tốc độ cho từng loại vải theo công nghệ ban hành. Trong bản đồ án này với vải pha Pe/Co, quá trình văng định hình là khâu hoàn tất bắt buộc vì ngoài mục đích ổn định nhiệt phần xơ PES nó còn nhằm các mục đích: - Văng định hình nhằm tạo ra khổ vải thành phẩm hợp l‎ý, mật độ dọc, ngang hợp lý để vải thành phẩm có độ dọc ngang đạt yêu cầu. - Văng định hình nhằm hiệu chỉnh khối lượng g/m2 theo yêu cầu (có thể giải quyết vấn đề tăng hay giảm g/m2cho vải). - Văng định hình kết hợp quá trình hồ hoàn tất vải sẽ làm cho vải có độ mềm mại, tăng tính ổn định kích thước, tạo điều kiện thuận lợi cho khâu may sản phẩm sau này. - Quá trình văng định hình hoàn tất vải dệt kim Pe/Co đòi hỏi phải thực hiện đúng những chế độ về hồ, văng, lực ép trục, tốc độ, nhiệt độ, bước vượt...khổ hạ máy cho từng loại sản phẩm. - Hồ mềm: tạo cho sản phẩm có cảm giác mềm mại, tăng độ rủ, giảm tĩnh điện và dễ cắt may. Có rất nhiều hợp chất hồ mềm như : Silicon, một số nhũ tương của polyetylen, nhũ tương của các loại dầu, chất béo, mỡ động vật... Trong bản đồ án này chất hồ được sử dụng là silicon vì nó có độ mềm mại cao và bền. CH3 Si CH3 O Silicon có rất nhiều loại nhưng loại thông thường có công thức: n Loại này được sản xuất ở dạng nhũ tương trắng như sữa, sau khi đưa lên vải có thể đưa ở nước giặt cuối cùng hoặc đưa vào lúc cán ép khi văng sấy định hình và sau đó vải được sấy khô, sau khi sấy khô thì gia nhiệt 150- 160 trong vòng 1 phút thì silicon sẽ chuyển thành màng vi mỏng gắn chặt vào vải làm cho vải mềm và bền với giặt. + Trường hợp silicon biến tính: có công thức tổng quát: CH3 CH3 (O)n Si O (O)m Si n R CH3 Gốc R có thể là H O Hoặc R là 1 nhóm: R =R’ CH CH2 gọi là EP silicon (epocxi - silicon) Khi: R = R – NH2 = AM Silicone AM (amino silicon) * Thiết bị: Máy văng sấy- định hình + hồm mềm do hãng FAMATEX của Đức chế tạo. - Các thông số kỹ thuật của máy + Khổ rộng công tác: 1400 ¸ 2000 (mm). + Tốc độ chuyển động của vải: 1 ¸ 100 (m/phút). Trung bình 25 (m/phút). + Sử dụng dung dịch hồ mềm Nikkasilicone AM – 202 : 2,5% để hoàn tất sấy và định hình hàng dệt kim. + Mức ép: 80%. + Bước vượt (Overfeed) : 10 ¸ 15%. + Máy gồm có 5 khoang, 3 khoang sấy, 1 khoang định hình và 1 khoang làm nguội. + Chiều dài 1 khoang 3 (m). + Nhiệt độ trung bình của khoang định hình: 180 ¸ 2150C. + Nhiệt độ trung bình của khoang sấy: 125 ¸ 1280C. + Kích thước của máy: Dài x rộng x cao = 20,8 x 4 x 4 (m). + Tổng công suất các mô tơ điện: 85 (KW). 2.5.5 – Máy cán nỉ. Cán là tác động lên vải vừa lực cơ học, vừa hơi ẩm và nhiệt độ để tạo cho bề mặt vải có một số tính chất mới như: làm cho mặt vải phẳng, mịn, mất đi những nếp nhăn trong quá trình giặt gây ra và để cho vải có khả năng phản xạ ánh sáng tốt hơn… * Thiết bị: Máy cán nỉ do hãng Arbax (CHLB Đức) chế tạo. - Nguyên lý hoạt động: vải đi vào qua bộ phận xông hơi, sau khi xông hơi được cuốn quanh thùng cán (thùng cán rỗng), cấp hơi vào bên trong để sưởi nóng mặt thùng, khi vải chạy bao quanh mặt thùng vải được tấm nỉ (có chuyển động vô tận) ép sát vào mặt thùng. Vải được xử lý ở trạng thái nóng ẩm và được nén vào mặt nóng làm cho vải nhẵn phẳng. Ra khỏi bộ phận cán nỉ vải được làm nguội bằng cách thổi không khí lạnh lên mặt vải, khi vải đang chạy quấn quanh thùng là mắt sàng và sau đó cuộn lại thành trục. - Các thông số kỹ thuật: + Khổ rộng công tác: 1400 ¸ 1800 (mm). + Tốc độ chuyển động của vải: 20 (m/phút). + Tỷ lệ cấp bù: 5 ¸ 7 %. + Nhiệt độ tối đa mặt ngoài của lô sấy: 1300C. + Lực nén của băng nỉ vào thùng cán có thể điều chỉnh tuỳ theo loại vải và yêu cầu của khách hàng. + Kích thước máy: Dài x rộng x cao = 5,6 x 2,6 x 4,4 (m). + Tổng công suất điện: 4,5 (KW). CHƯƠNG II THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Khi thiết kế công nghệ và dây chuyền sản xuất ta cần chọn các thông số hợp lý để tạo ra hiệu quả sản xuất cao vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất máy và chất lượng sản phẩm. Do phần thiết kế này có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm sản xuất ra nên ngoài các thông số trong đơn công nghệ còn phải kể tới các thống số của máy móc, thiết bị và yếu tố con người. Việc thiết kế này căn cứ vào: - Loại dây chuyền (gián đoạn, liên tục) và đặc tính kỹ thuật của máy đã chọn. - Loại nguyên liệu đưa vào sản xuất. - Yêu cầu và công dụng của sản phẩm sản xuất ra. Ngoài ra còn căn cứ vào trình độ kỹ thuật hiện đại, trình độ tổ chức quản lý để chọn các thông số công nghệ sao cho vừa đảm bảo kỹ thuật, vừa tăng năng suất lao động. I - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHO MẶT HÀNG VẢI PES/CO DỆT KIM Quy trình công nghệ làm sạch hoá học, nhuộm và hoàn tất vải PES/CO Dệt kim bao gồm các bước như sau: Kiểm tra, phân loại vải mộc Nấu - Tẩy Nhuộm màu Nấu - Tẩy Tăng trắng quang lọc Vải nhuộm màu Vải để trắng Vắt Mở khổ Xẻ khổ Văng sấy định hình + Hồ mềm Cán nỉ Giặt Kiểm tra - Bao gói 1.1 - Chế độ sản xuất và thông số các mặt hàng. 1.1.1 - Xác định số ngày làm việc trong năm: - Tổng sản lượng yêu cầu : 2.000 tấn - Số ngày làm việc trong năm: 305 ngày - Số ca làm việc trong 1 ngày : 3 ca - Thời gian làm việc trong 1 ca : 7,5 giờ - Số giờ làm việc trong 1 ngày là : 3 x 7,5 = 22,5 giờ - Số giờ làm việc trong năm là : 22, 5 x 305= 6862,5 giờ. 1.1.2 - Các thống số kỹ thuật của vải mộc: Bảng: thông số kỹ thuật của vải mộc Loại vải Thông số kỹ thuật Single Lacoste Chỉ số sợi Ne [m/g] 30/1 60/2 Sợi T/C 67/33 67/33 Mật độ dọc Pd [V/Cm] 19,5 13,5 Mật độ ngang Pn [V/Cm] 13 11 Khổ vải K [Cm] 103 120 Khối lượng Q [g/m2] 135 147 * Tính số vải mộc cho sản xuất đầu vào: Vải mộc khi đưa vào nấu tẩy những tạp chất của vải được loại bỏ, vải chỉ bị giảm trọng chút ít nhưng bù lại ở công đoạn nhuộm và hoàn tất thì thốc nhuộm và hồ hoàn tất lại bám vào vải làm cho vải tăng trọng trở lại. Trong bản thiết kế này dự kiến khối lượng vải mộc đầu vào bằng khối lượng vải mộc cần sản xuất cộng thêm 2% đề bù vào vải đầu tấm. Khối lượng vải cần sản xuất : 2.000 (tấn/năm). Vậy khối lượng vải đầu vào sẽ là : 2.040 (tấn/năm). Bảng phân phối mặt hàng với khối lượng 2.040 (tấn/năm) Tên mặt hàng Tỷ lệ (%) Sản lượng (tấn/năm) Các màu nhuộm (tấn/năm) Sản lượng hàng trắng 60% Sản lượng hàng màu 40% Màu 1 Màu 2 Single 50 612 408 204 204 Lacoste 50 612 408 204 204 Tổng 100 1.224 816 408 408 1.2 - Quy trình công nghệ nấu tẩy vải Pe/Co. 1.2.1 - Đơn và quy trình công nghệ nấu tẩy trắng vải Pe/Co ra hàng vải trắng: - Nguyên liệu : Vải Pe/Co, tỷ lệ pha trộn 67/33. - Thiết bị xử lý: Thực hiện trên máy Jét HA - 400. - Dung tỷ 1 : 10. - Với các mặt hàng vải trắng, do yêu cầu đạt độ trắng cao nên quá trình nấu, tẩy vải được thực hiện bằng nhiều bước và ở bước cuối cùng vải được xử lý tăng trắng quang học. - Để đạt độ trắng cao, vải Pe/Co cũng nấu, tẩy qua nhiều giai đoạn như sau: * Nấu Tẩy lần thứ nhất (nấu tẩy khử), dung tỷ 1 : 10 Dung dịch nấu tẩy được hoà riêng và đưa vào máy làm 2 lần. Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A - Synvatol FL 1% so với vải Chất hoạt động bề mặt không mang ion Na2CO3 2% so với vải Chất tạo môi trường kiềm B - Na2S2O4 2% so với vải Chất khử màu tự nhiên  Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C 400C A 800C B 800C 10 15 5 20 Thời gian (phút) - Quy trình thực hiện Vào vải 15 phút Cấp dung dịch hoá chất vào máy ở 400C 10 phút Lên nhiệt 800C 15 phút Cấp khử ở 800C 5 phút Giữ nhiệt ở 800C 20 phút Xả đuổi 10 phút Cấp nước 5 phút Giặt nóng 800C 10 phút Xả thải 5 phút Cấp nước 5 phút Giặt lạnh 10 phút Xả thải 5 phút Cấp nước 5 phút Chuyển sang nấu tẩy lần 2, tổng thời gian nấu tẩy và giặt lần 1 hết : 120 phút * Nấu tẩy lần 2 (dung tỷ 1 : 10). Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A - Na2CO3 2,75 so với vải Tạo môi trường kiềm Tinoclarit G 2,75 so với vải ổn định sự hoạt động của H2O2 Invadin NF 1,0 g/l Chất ngấm B - H2O2 50% 5% so với vải Chất tẩy trắng Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C A 1100C B 800C 10 30 5 60 Phút 1100C 5 20 Tổng thời gian nấu tẩy và giặt lần 2 hết : 215 phút chuyển sang tăng trắng quang học (không ra vải). * Tăng trắng quang học: Dung tỷ 1: 10. Thành phần dung dịch Nồng độ sử dụng Chức năng A - Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán B - Uvitex EPF 250% 0,625% (so với vải) Chất tăng trắng quang học cho Xơ PES Leucophor 0,3% (so với vải) Chất tăng trắng quang học cho Xơ bông Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C A B 800C 5 30 5 30 Thời gian (phút) 1300C 5 20 1300C 10 Thời gian tăng trắng quang học và giặt hết : 140 phút. Vậy tổng thời gian từ khi vào vải đến ra vải 1 mẻ nấu tẩy và tăng trắng quang học cho mặt hàng để trắng hết: 475 phút = 7,92 giờ 1.2.2 - Đơn và quy trình công nghệ nấu tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: - Nguyên liệu: Vải Pe/Co, tỷ lệ 67/33. - Thiết bị xử lý : Thực hiện trên máy Jét HA – 400. - Dung tỷ 1: 10. Tên hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng Sandoclean PC 1,5% (so với vải) Chất tẩy dầu Tinoclarit G 1,0% (so với vải) Ổn định sự hoạt động của H2O2 H2O2 50% 2,0% (so với vải) Chất tẩy trắng NaOH 400 Be 2m/l Chất tạo môi trường kiềm Securon 540 0,5 g/l Chất càng hoá bao kim loại Cotoclarin KD 1,0 g/l Chất ngấm Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 500C Hoá chất 800C 5 30 5 60 Thời gian (phút) 1000C 10 1000C 15 500C - Quy trình thực hiện Vào vải 15 phút Cấp nước 5 phút Cấp dung dịch hoá chất vào máy ở 500 C 15 phút Cho vải chạy tuần hoàn 5 phút Lên nhiệt từ 500C đến 1000C 30 phút Giữ nhiệt ở 1000C 60 phút Hạ nhiệt độ xuống 800C 10 phút Kết thúc quá trình nấu tẩy, vải được thực hiện như sau: Xả dung dịch nấu tẩy 5 phút Cấp nước, giặt đuổi bằng nước nóng 800C 15 phút Cấp nước, giặt nóng 800C + xả thải 20 phút Cấp nước, giặt ấm 600C + xả thải 20 phút Cấp nước, giặt bằng dung dịch axítaxetic 1g/l loại 98% ở 500C + xả thải 20 phút Cấp nước + giặt lạnh 15 phút Sau khi giặt vải được lưu lại trong máy để nhuộm màu. Tổng thời gian nấu tẩy và giặt 1 mẻ vải để nhuộm màu hết : 235 phút. 1.3 - Quy trình công nghệ nhuộm màu vải Pe/Co. Vải Pe/Co là mặt hàng được dệt từ 2 loại xơ có tính chất khác nhau. Trong bản thiết kế này màu của mặt hàng sẽ được nhuôm bằng cặp thuốc nhuộm phân tán, hoạt tính và dùng phương pháp tận trích thực hiện trên máy Jét. Đây là quy trình nhanh 1 bể 2 giai đoạn, phải thực hiện như vậy vì thuốc nhuộm phân tán gắn màu vào xơ PES trong môi trường axít yếu còn thuốc nhuộm hoạt tính gắn màu vào xơ bông trong môi trường kiềm yếu. Khi nhuộm theo quy trình này có các ưu điểm sau: - Cho độ bền màu ướt cao. - Rút ngắn thời gian nhuộm vì bỏ qua được một số lần cấp thuốc nhuộm, cấp kiềm, cấp chất điện ly, giặt. - Tiết kiệm đáng kể chi phí lao động, năng lượng và nước. Để tạo được đồng màu giữa 2 loại xơ trong bản thiết kế này thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm hoạt tính được tính ra % theo khối lượng của mỗi loại xơ. 1.3.1 - Đơn và quy trình công nghệ nhuộm màu 1: Deep Rose (hồng đậm) phân tán - hoạt tính (không giặt khử) PT 1300C- 45' và HT 600C- 45' STT Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A Nhuộm phân tán A1 Trợ nhuộm phân tán 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán 3 CH3COOH 1 g/l Axít để tạo môi trường PH 4 ¸ 5 4 Respumit NF 0,2 g/l Chất chống bọt A2 Thuốc nhuộm phân tán 1 Dianix Yellow C5G 0,024% So với phần xơ PES của vải 2 Dianix Red CBN 0,3% So với phần xơ PES của vải 3 Terasil Blue 3R.02 0,013% So với phần xơ PES của vải B Nhuộm hoạt tính B1 Trợ nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Neocystal 200 VN 1 g/l Chất ngấm 3 Na2SO4 20 g/l Chất điện ly 4 Na2CO3 15 g/l Chất tạo môi trường kiềm B2 Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Red 3BF 150% 0,21% So với phần xơ bông của vải 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,41% So với phần xơ bông của vải 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,012% So với phần xơ bông của vải C Chất giặt C1 Giặt phân tán 1 Matexil Dn.VL 200% 1 g/l Chất trợ giặt phân tán C2 Giặt hoạt tính 1 Avo DR 1 g/l Chất trợ giặt hoạt tính 2 CH3COOH 1 g/l Axít để trung hoà kiềm - Quy trình công nghệ nhuộm phân tán thực hiện theo sơ đồ sau: 500C 800C 5 35 5 45 Thời gian (phút) 20 1300C A1 A2 1300C 800C 10 10 20 Nhuộm 1300C x 45' ® giặt xà phòng 980C x 10' ® sang nhuộm hoạt tính 10 20 10 10 45 15 10 10 10 10 10 1/5 4/5 10% 20% 70% 600C (Phút) Hoá chất thuốc nhuộm Na2SO4 Na2CO3 Thời gian - Quy trình công nghệ nhuộm hoạt tính thực hiện như sau: Nhuộm giữ nhiệt 45' ® giặt đuổi 5' ® giặt axít axetic 500C x 10' ® giặt xà phòng 980C x 20' ® giặt 800C x 10' ® giặt lạnh 10' ® ra vải. Thời gian nhuộm + giặt 1 mẻ hết : 450 phút Vậy: Tổng thời gian từ khi vào vải, nấu tẩy đồng thời (235 phút) + nhuộm và giặt 1 mẻ hết : 685 phút » 11,41 giờ. 1.3.2 - Đơn và quy trình công nghệ nhuộm màu 2: Orange Sherbert Phân tán hoạt tính (không giặt khử) PT 1300 - 30' và HT 600C - 30' STT Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A Nhuộm phân tán A1 Trợ nhuộm phân tán 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán 3 CH3COOH 1 g/l Axít để tạo môi trường PH 4 ¸ 5 4 Respumit NF 0,2 g/l Chất chống bọt A2 Thuốc nhuộm phân tán 1 Terasil G Yellow W.3R 0,005% So với phần xơ PES của vải 2 Dianix Yellow C5G 0,012% So với phần xơ PES của vải 3 Dianix Red C4G 0,075% So với phần xơ PES của vải B Nhuộm hoạt tính B1 Trợ nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Neocystal 200 VN 1 g/l Chất ngấm 3 Na2SO4 15 g/l Chất điện ly 4 Na2CO3 10 g/l Chất tạo môi trường kiềm B2 Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,115% So với phần xơ bông của vải 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,082% So với phần xơ bông của vải 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,00022% So với phần xơ bông của vải C Chất giặt Avo DR 1 g/l Chất trợ giặt hoạt tính CH3COOH 1 g/l Axít để trung hoà kiềm  - Quy trình công nghệ nhuộm phân tán thực hiện theo sơ đồ sau: 500C 800C 5 35 5 30 Thời gian (phút) 20 1300C A1 A2 1300C 800C 10 10 20 Nhuộm 1300C x 30' ® giặt lạnh 10' ® sang nhuộm hoạt tính. - Quy trình công nghệ nhuộm phân hoạt tính thực hiện theo sơ đồ sau: 30 1/5 4/5 Thời gian (phút) Trợ nhuộm Na2SO4 Na2CO3 5 20 5 10 5 10 10 10 10 10 5 1/5 4/5 Thuốc nhuộm Nhuộm giữ nhiệt 30' ® giặt đuổi 5'® giặt axít axetic 500C x 10' ® giặt xà phòng 980C x 10' ® giặt lạnh 10' ® ra vải. Thời gian nhuộm + giặt 1 mẻ hết : 365 phút Vậy: Tổng thời gian từ khi vào vải, nấu tẩy đồng thời (235 phút) + nhuộm và giặt 1 mẻ hết : 600 phút = 10 giờ. 1.3.3 - Đơn và quy trình công nghệ xử lý hồ mềm vải Pe/Co: NiKKa Silicone AM - 202 : 2,5%. Mức ép : 80%. - Quy trình công nghệ: Ngấm ép ® Sấy khô ở 1200C ® Xử lý nhiệt ở 1500C trong thời gian 1 phút ® làm nguội ® ra vải. Khối lượng vải đầu vào là : 2040 (tấn/năm) Lượng hồ mềm Nikka Silicone AM - 202 tiêu thụ cả năm là: (tấn/năm). II - TÍNH TOÁN THIẾT BỊ, TÍNH TIÊU HAO HOÁ CHẤT, ĐIỆN, BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ XƯỞNG SẢN XUẤT 2.1 - Tính số lượng máy cần sử dụng: * Tính chiều dài mỗi loại vải: Áp dụng công thức : Trong đó: l: Chiều dài vải [ m dài] B: khổ vải [m] K : Tổng lượng vải [g] G : Khối lượng vải [g/m2] - Vải single Ne 30/1 T/C 67/33 135 g/m2 Sản lượng : 1.020 (tấn/năm) l (m dài). - Vải Lacoste Ne 60/2 T/C 67/33 147 g/m2 l(m dài). Vậy tổng số m dài của 2 loại vải kà : 13.117.803,7 (m dài)) * Công thức tính số máy làm việc gián đoạn: Trong đó : M : Số máy cần tính (máy) A : Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm (kg/năm) B : Khối lượng vải sản xuất 1 mẻ (kg) T : Thời gian làm việc trong 1 ngày (giờ) T1: Thời gian làm việc 1 mẻ (giờ) K : Hệ số sử dụng máy (0,8 ¸ 0,85) * Công thức tính số máy làm việc liên tục: Trong đó: M : Máy cần tính (máy) A : Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm (m dài) 60 : 60 phút trong 1 giờ T : Số giờ làm việc trong 1 năm (giờ) V : Tốc độ vải chạy tỏng máy (m/phút) K : Hệ số sử dụng máy ( 0,8 ¸ 0,85) 2.1.1 - Tính số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - hàng trắng. (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải nấu tẩy hàng trắng của 1 năm là: 1.224 (tấn/năm) M = Lấy: 5 máy. - Tính số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - Nhuộm hàng màu. (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải nấu tẩy - nhuộm hàng màu của 1 năm là : 816 (tấn/năm) - Số máy nấu tẩy - nhuộm màu 1: M = . - Số máy nấu tẩy - nhuộm màu 2: M = Vậy tổng số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - nhuộm hàng màu cần sử dụng là: 3,97 (máy). Lấy: 4 (máy). - Tính số máy vắt ly tâm: (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm là : 2.040 (tấn/năm). M = . Lấy : 2 máy. 2.1.4 - Tính số máy mở khổ (theo chế độ máy làm việc liên tục): Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm là: 13.117.803,7 (mdài). M = . Lấy : 2 máy. 2.1.5 - Tính số máy xẻ khổ (theo chế độ máy làm việc liên tục): M = . Lấy : 2 máy. 2.1.6 - Tính số văng sấy định hình + hồ mềm (theo chế độ máy làm việc liên tục): M = . Lấy: 2 máy. 2.1.7 - Tính số cán nỉ (theo chế độ máy làm việc liên tục) M = Lấy : 2 máy. Bảng thống kê số máy cần sử dụng: STT Tên và ký hiệu máy Hãng sản xuất Số máy Tính toán Lắp đặt 1 Máy Jét HA - 400 Đài Loan 8,38 9 2 Máy vắt ly tâm Ký hiệu ES POZZI (Italia) 1,44 2 3 Máy mở khổ Nisseico.Ltd (Nhật Bản) 1,33 2 4 Máy xẻ khổ Nisseico.Ltd (Nhật Bản) 1,33 2 5 Máy văng sấy định hình + hồ mềm FAMATEX (Đức) 1,59 2 6 Máy cán nỉ Arbax (CHLB Đức) 1,99 2 2.2- Tính tiêu hao hóa chất. * Tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nấu tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: Khối lượng vải 1 mẻ: 400Kg Dung tỷ 1 : 10 Tương đương lượng xút cần dùng là : 4.000lít/mẻ. Dựa vào đơn công nghệ ở mục II ta tính được số hóa chất cần thiết như sau: Lượng NaOH 40o Be được chuyển đổi như sau: dNaOH = 40oBe = 1,383 = 484,1 g/l. Lượng xút NaOH 40oBe dùng 2 ml/l nên mỗi mẻ dùng hết : 8 lít Tương đương với lượng xút rắn là: = 3,8728 kg NaOH rắn . 2.2.1 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng trong quá trình nấu tẩy trắng vải Pe/Co ra hàng vải trắng: - Tổng sản lượng hàng trắng : 1.224 tấn/năm. - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Tẩy lần 1 (Tẩy khử) 1 Synvatol 1% (so với vải) 4 12,24 2 Na2CO3 2% (so với vải) 8 24,48 3 Na2S2O4 2% (so với vải) 8 24,48 II Tẩy lần 2 1 Na2CO3 2,75% (so với vải) 11 33,66 2 Tinoclarit G 2,75% (so với vải) 11 33,66 3 Invadin NF 1 g/l 4 12,24 4 H2O2 50% 5% (so với vải) 20 61,2 5 CH3COOH 0,5 g/l 2 6,12 III Tăng trắng quang học 1 Univadin DPL 1 g/l 4 12,24 2 Uvitex EBF 250% 0,625% (so với vải) 2,5 7,65 3 Leucophor 0,3% (so với vải) 1,2 3,672 2.2.2 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng trong quá trình nấu - tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: - Tổng sản lượng hàng màu: 816 tấn/năm. - Khối lượng vải 1 mẻ: 400kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) 1 Sandoclean PC 1,5% (So với vải) 6 12,24 2 Tinoclarit G 1,0% (So với vải) 4 8,16 3 H2O2 50% 2,0% (So với vải) 8 16,32 4 NaOH 40oBe 2ml/l 3,8728 7,9 5 Securon 540 0,5 g/l 2 4,08 6 Cotoclarin KD 1,0 g/l 4 8,16 7 CH3COOH 1 g/l 4 8,16 2.2.3 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nhuộm màu 1: - Sản lượng vải nhuộm màu 1: 408 (tấn/năm). - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Nhuộm phân tán 1 Avocoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Univadin DPL 1 g/l 4 4,08 3 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 4 Respumit NF 0,2 g/l 0,8 0,816 5 Dianix Yellow C5G 0,024% (so với xơ PES) 0,064 0,065 6 Dianix Red CBN 0,3% (so với xơ PES) 0,804 0,815 7 Terasil Blue 3R.02 0,013% (so với xơ PES) 0,035 0,035 II Giặt phân tán 1 Matexil DN.VL 200% 1 g/l 4 4,08 III Nhuộm hoạt tính 1 Aucoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Neocystal 200VN 1 g/l 4 4,08 3 Sumifix Red 3BF 150% 0,21% (so với xơ bông) 0,277 0,283 4 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,41% (so với xơ bông) 0,541 0,553 5 Sumifix Blue BRF 150% 0,012% (so với xơ bông) 0,016 0,016 6 Na2SO4 20 g/l 80 81,6 7 Na2CO3 15 g/l 60 61,2 IV Giặt hoạt tính 1 Avo DR 1 g/l 4 4,08 2 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 2.2.4- Bảng tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nhuộm màu 2: - Sản lượng vải nhuộm màu 2 : 408 (tấn/năm). - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1 : 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Nhuộm phân tán 1 Avocoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Univadin DPL 1 g/l 4 4,08 3 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 4 Respumit NF 0,2 g/l 0,8 0,816 5 Terasil G Yellow W.3R 0,005% (so với xơ PES) 0,013 0,014 6 Dianix Yellow C5G 0,012% (so với xơ PES) 0,032 0,033 7 Dianix Red C4G 0,075% (so với xơ PES) 0,201 0,205 II Nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Neocystal 200VN 1 g/l 4 4,08 3 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,115% (so với xơ bông) 0,152 0,155 4 Sumifix Scarlet 2GF150% 0,082% (so với xơ bông) 0,108 0,111 5 Sumifix Blue BRF 150% 0,00022% (so với xơ bông) 0,00029 0,0003 6 Na2SO4 15 g/l 60 61,2 7 Na2CO3 10 g/l 40 40,8 III Giặt hoạt tính 1 Avco DR 1 g/l 4 4,08 2 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 2.2.5- Bảng tổng hợp lượng hóa chất cần sử dụng trong 1 năm: Thứ tự Tên hóa chất Lượng tiêu thụ cả năm (Tấn) 1 Synvatol 12,24 2 Na2CO3 160,14 3 Na2S2O4 24,48 4 Tinoclarit G 41,82 5 Invadin NF 12,24 6 H2O2 77,52 7 CH3COOH 30,6 8 Univadin DPL 20,4 9 Unitex EBF 7,65 10 Leucophor 3,672 11 Sandoclean PC 12,24 12 NaOH 40oBe 7,9 13 Securon 540 4,08 14 Cotoclarin KD 8,16 15 Avocoslip 16,32 16 Respumit 1,632 17 Matexil DN.VL 200% 408 18 Neocystal 200VN 8,16 19 Na2SO4 142,8 20 Avo DR 8,16 21 Nikka Silicone AM - 202 40,8 2.2.6- Bảng tổng hợp thuốc nhuộm cần sử dụng trong 1 năm: Thứ tự Tên thuốc nhuộm Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Thuốc nhuộm phân tán 1 Dianix Yellow C5G 0,098 2 Dianex Red CBN 0,819 3 Terasil Blue 3R.02 0,035 4 Terasil G Yellow W.3R 0,014 5 Dianix Red C4G 0,205 II Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Red 3BF 150% 0,283 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,664 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,0163 4 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,155 2.3 - Tính toán lượng điện sử dụng trong sản xuất. * Công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn: [KW] Trong đó: N: Công suất động cơ [KW] t: Thời gian gia công 1 mẻ [h/mẻ] A: Sản lượng cần gia công [kg/năm] B: Khối lượng gia công 1 mẻ [kg/mẻ] K1: Hệ số phụ tải : 0,75 K2: Hệ số sử dụng và tổn thất: 1,05 * Công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục: Wsx = N x t x 305 x K1 x K2 x n [KW] Trong đó: N: Công suất máy [KW]. t: Thời gian làm việc trong 1 ngày [giờ]. 305: Số ngày làm việc trong năm. K1: Hệ số phụ tải: 0,75. K2: Hệ số sử dụng máy: 1,05. n: Số máy. 2.3.1 - Tính lượng điện sử dụng cho máy HA – 400. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn) - Lượng điện sử dụng để nấu tẩy – hàng trắng: N = 27 [KW]. t = 7,92 [h/mẻ]. A = 1.224.000 [kg/năm]. B = 400 [kg/mẻ]. = 515.300,94 [KW]. - Lượng điện sử dụng để nấu tẩy – nhuộm hàng màu: N = 27 [KW]. t = 10,705 [h/mẻ]. A = 816000 [kg/năm]. B = 400 [kg/mẻ]. = 464.334,72 [KW]. Vậy: Tổng lượng điện sử dụng cho máy Jét HA – 400 trong sản xuất là: 979.635,66 [KW]. 2.3.2 - Tính lượng điện sử dụng cho máy vắt ly tâm. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn) N = 7 [KW]. t = 0,383 [h/mẻ]. A = 2.040.000 [kg/năm]. B = 150 [kg/mẻ]. = 28.713,51 [KW]. 2.3.3 - Tính lượng điện sử dụng cho máy mở khổ. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục) N = 2,2 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.4 - Tính lượng điện sử dụng cho máy xẻ khổ. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục) N = 3,5 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.5 - Tính lượng điện sử dụng cho máy văng sấy định hình + hồ mềm. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho máy làm việc liên tục) N = 85 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.6 - Tính lượng điện sử dụng cho máy cán nỉ (Áp dụng công thức cho các máy làm việc liên tục) N = 4,5 [KW] t = 22,5 [giờ] n = 2 [máy] [KW] Tổng lượng điện sử dụng trong sản xuất là: + 48.637,96 = 2.037.312,4 [KW]. 2.4 - Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị trong nhà máy nhuộm: Để có được phương án tối ưu khi thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp cần phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau: 1 - Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài dây truyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp, lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. 2 - Trên khu đất được xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân… Tạo điều kiện tốt cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng. 3 - Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây truyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường vận chuyển các khả năng phối hợp nâng tầm sử dụng tối đa các diện tích, không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai 4 - Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây truyền công nghệ đặc tính hàng hoá đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý. Ngoài ra còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như của các cụm nhà máy lân cận. 5 - Phải thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà máy hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo qui phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà máy. 6 - Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu hủy, xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. 7 - Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc xử lý chất thải, chống ô nhiễm môi trường cũng như các công trình hành chính phục vụ công cộng… nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện tích đât xây dựng. 8 - Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh sớm đưa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng. 9 - Đảm bảo các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hoà nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. Bảng: Bố trí thiết bị trong nhà máy nhuộm vải dệt kim. STT Tên máy Kích thước Số lượng Dài (m) Rộng (m) Cao (m) 1 Jét HA – 400 4,55 2,8 2,5 9 2 Vắt ly tâm 2,5 2,1 1,2 2 3 Mở khổ 4,8 2,4 2,5 2 4 Xẻ khổ 6 3 2,5 2 5 Văng sấy định hình + hồ mềm 20,8 4 4 2 6 Cán nỉ 5,6 2,6 4,4 2 KẾT LUẬN Sau một thời gian làm việc nhờ có sự nỗ lực cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên PGS – TS.Cao Hữu Trượng và các thầy cô giáo trong bộ môn hoá dệt em đã hoàn thành bản thiết kế tốt nghiệp với nội dung: Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co 67/33 với công suất 2000 tấn/năm. Dây chuyền thiết kế sẽ khai thác khả năng tối đa của máy, tận dụng công suất dư của thiết bị , với các máy móc, thiết bị của các hãng chế tạo hàng đầu thế giới. Công nghệ không ngừng đổi mới để thích ứng với yêu cầu sản xuất. Em tin rằng sản phẩm làm ra sẽ đạt chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng trong và ngoài nước. Tuy nhiên, do trình độ hiểu biết và thời gian có hạn, lại thiếu kinh nghiệm sản xuất thực tế nên bản thiết kế này chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu xót. Kính mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn PGS – TS. Cao Hữu Trượng, các thầy cô trong bộ môn và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày 26 tháng 8 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Phương Oanh TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 – Cao Hữu Trượng. Công nghệ hoá học sợi dệt - ĐHBK Hà Nội 1994. 2 – Lê Minh Thu. Nghiên cứu nhuộm – hoàn tất tạo ra tính năng mới cho vải dệt kim 100%PES. Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài KHKT - Hà Nội 2002. 3 – Cao Hữu Trượng và Hoàng Thị Lĩnh. Công nghệ nhuộm vải dệt kim - Hanoisimex 1995. 4 – Cao Hữu Trượng và Đinh Quang Thao. Công nghệ làm sạch hoá học vải dệt kim - Hanoisimex 1995. 5 – Cao Hữu Trượng, Đinh Quang Thao, Tạ Quang Ngọc. Thiết bị làm sạch hoá học và nhuộm vải dệt kim - Hanoisimex 1996. 6 – L.G Koptun. Công nghệ xử lý hoàn tất vải dệt kim - Bản tiếng Nga, Matscơva 1990. 7 – O.A Bunin, IU.A. Malkốp. Máy sấy và gia nhiệt vải - Bản tiếng Nga, Matscơva 1971. 8 – F.I. Xađốp và cộng sự. Thiết kế các xí nghiệp xử lý hoàn tất vải bông - Bản tiếng Nga, Matscơva 1965.