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,
Дальнейшим развитием технологии непрерывного способа щелочной отварки является использование в варочной жидкости комплексообразующих веществ — комплексонов. Эти препараты оказывают при щелочной отварке чрезвычайно эффективное действие, основанное на экстракции из ткани загрязнений в форме нерастворимых в воде солей Са, Мg, Fе путем перевода их в водорастворимые натриевые соли. Равновесие, существующее между загрязнениями в волокне и в варочной жидкости, нарушается за счет комплексообразования во внешней среде, и дополнительное количество загрязнений переходит в варочную жидкость. Это способствует лучшему удалению на стадии отварки из волокна пектиновых, белковых, воскообразных, зольных веществ, а также окрашенных пигментов. В результате ткань приобретает капиллярность и значительно осветляется, что позволяет использовать ее под крашение в темные тона без отбеливания, а последующее отбеливание дает более высокую степень белизны при отварке в присутствии комплексонов.
В качестве комплексонов хорошие результаты при отварке, как и в перекисном отбеливании, дают органофосфаты, аминокарбоксилаты. В практике находит применение комплексен трилон Б — натровая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (НООССН2) 2NСН2СН2N (СН2СООН) 2.
Отбеливание:
Одним из наиболее общих требований в подготовке текстильных материалов из целлюлозных волокон и хлопчатобумажных тканей является придание им устойчивой и высокой белизны. Следует подчеркнуть, что это сложная задача компромиссного характера, поскольку она основана на деструкции и удалении окрашенных примесей, находящихся непосредственно в структуре волокон, что сопряжено с нежелательной и параллельно протекающей деструкцией полимера волокна. Технология отбеливания должна быть построена таким образом, чтобы максимально полно деструктировать и удалить окрашенные примеси и при этом минимально разрушить волокно.
Наиболее эффективно ненасыщенные связи разрушают окислители, поэтому они с давних времен применяются в качестве отбеливающих препаратов. Из них наибольшее применение нашли кислородные соединения хлора (хлорит и гипохлорит натрия) и перекись водорода.
Поскольку все волокнообразующие полимеры в большей или меньшей степени отличаются чувствительностью к окислительной деструкции, отбеливание всегда приводит к некоторому повреждению волокон, к ухудшению их физико-химических свойств.
Качество отбеливания оценивается комплексным показателем, учитывающим достигнутую степень белизны и степень повреждения волокна, определяемую вискозиметрическим способом.
Остановимся на химии переписного отбеливания. В качестве отбеливателей могут использоваться различные органические и неорганические перекиси, являющиеся окислителями. Однако из всех перекисей практическое применение нашла только перекись водорода (Н2О2).
Перекись водорода получают в основном двумя способами: электрохимическим анодным окислением серной кислоты и самоокислением продуктов восстановления 2-этил-антрахинона и других органических веществ.
В настоящее время 80—90 % всех тканей в мире отбеливается с применением перекиси водорода.
Перекись водорода имеет ряд преимуществ по сравнению с другими окислителями. Являясь недорогим отбеливателем массового промышленного производства, она обеспечивает высокий и устойчивый эффект белизны при умеренной опасности повреждения волокон, дает широкую возможность выбора условий применения (периодические и непрерывные способы).
Основным недостатком перекиси водорода является ее неустойчивость, что вызывает необходимость стабилизации отбеливающих растворов.
Перекись водорода смешивается с водой в любых соотношениях, склонна к ассоциации в жидкой фазе за счет водородных связей.
Очень чистая перекись водорода достаточно устойчива (0,5 % разложения в год при температуре 30 °С), но в присутствии следов тяжелых металлов и их ионов, под влиянием радиации (особенно УФ), электрического разряда и других воздействий наблюдается спонтанное разложение перекиси водорода с выделением тепла (97,3 кДж/моль) при температуре 25 °С. Механизм разложения перекиси водорода зависит от источника инициирования и условий реакции.
Торговая, техническая форма перекиси водорода: пергидроль (30% Н2О2) и высококонцентрированная (85—90% Н2О2). Текстильная промышленность получает перекись в виде пергидроля. В технические растворы перекиси водорода в качестве стабилизаторов вводят чаще всего фосфаты.
Перекись водорода является окислителем средней силы, ее окислительный потенциал Е=810...840 мВ, а гН 28—29. Перекись водорода в зависимости от природы реагирующего с ней вещества и условий может выступать в качестве окислителя и восстановителя. По отношению к КI в кислой среде она является окислителем (на этом основан йодометрический метод определения Н2О2), а по отношению к более сильным окислителям, например гипохлориту (N3010) или перманганату Н2О2, проявляет восстановительные свойства (перманганатный метод определения перекиси).
Перекись водорода является слабой кислотой с константой диссоциации K=1,39-1012 (температура 20 °С). Как двухосновная кислота перекись водорода в водном растворе диссоциирует (гетеролитическая реакция) на ионы:
Н2О2 Н+ + НО2. (1)
Образующийся в результате гетеролитической реакции в щелочной среде перекисный ион является нуклеофильным реагентом и способен окислять электрофильные группы, выступающие в роли акцепторов электронов.
Ион НО2 вследствие несимметричного строения и неравномерности распределения зарядов менее устойчив, чем сама перекись водорода, особенно в присутствии окисляющихся веществ, и разлагается по уравнению
НО2 -ОН + О. (2)
Сложение уравнений дает суммарное уравнение
Н202->Н20 + O (3)
Реакция (2) характеризует участие атомарного кислорода в реакциях окисления, которое вероятнее всего связано с его отбеливающим действием.
В щелочной среде реакция (1) сдвигается вправо с повышением концентрации неустойчивого иона НО;г. При введении щелочи образуется также кислая соль перекиси NаНО2, которая диссоциирует на ионы:
NаНО2 Nа+ + НО-. (4)
В щелочной среде вследствие нестабильности НО2;г перекись разлагается быстрее, чем в кислой среде, в которой происходит ее стабилизация. Щелочь является активатором разложения перекиси и процесса отбеливания, так как реакция (1) сдвигается вправо.
В кислой среде перекись водорода значительно устойчивее, однако и в ней идет разложение перекиси, но через образование катиона Н302:
Н202 + Н Н302;
Н302 + Н20 + О + Н;
0 + 0 02;
О + 2е 02-.
И в кислой и в щелочной средах реакции, приводящие к образованию молекулярного кислорода, обладающего окислительным действием, выводят его непосредственно из отбеливающей системы в виде газа. Он не успевает прореагировать с окрашенными примесями текстильного материала и расходуется непроизводительно.
Помимо разложения по реакции (2) с выделением атомарного кислорода перекись может гомолитически разлагаться по реакции с образованием двух гидроксильных радикалов
Возникающий в присутствии катализаторов в гемолитической реакции разложения перекисный радикал является электрофильным реагентом и способен взаимодействовать с нуклеофильными донорами электронов.
Энергия активации гемолитической реакции высокая -210 кДж/моль, она не имеет места в случае чистой перекиси водорода. Однако следы многих веществ, особенно тяжелых металлов, существенно снижают энергию активации этой реакции и выступают в роли катализаторов. В этом случае реакция протекает бурно по радикально-цепному механизму, схема которого для случая присутствия в системе солей металла (Ме) переменной валентности следующая:
Ме + Н2О2->- Ме+ + НО- + 'ОН (начало цепи); (5)
НО' + Н2О2-> НОО- + Н2О (рост цепи); (6)
Ме+ + НОО' -> Ме + О2 + Н+ (обрыв цепи). (7)
Из схемы реакций (5 — 7) следует, что в основе катализа лежат окислительно-
Суммарная реакция каталитического разложения имеет следующий вид:
2Н202 Н20 + 02
В зависимости от природы и условий реакции (рН, температура) металлы с переменной валентностью проявляют различную каталитическую активность. В кислой среде (рН 2 — 5) по каталитической активности металлы можно выстроить в ряд:
Fе3+ > Fе2+ > Сu2+ и Сu3+ > Мn3+.
Напротив, в щелочной среде ионы марганца становятся более активными катализаторами, чем ионы железа и меди.
Очень сильное влияние на разложение перекиси оказывает физическое состояние катализатора, степень дисперсности, характер распределения в отбеливающей жидкости и на текстильном материале. Это обусловлено тем, что катализ, по существу, является гетерогенным и скорость его зависит от суммарной поверхности контакта катализатора с раствором перекиси.
Образующиеся в системе радикалы (особенно пергидроксильный Н20) являются сильными окислителями и вызывают окислительную деструкцию волокнообразующих полимеров. В связи с этим каталитическое разложение перекиси водорода в присутствии тяжелых металлов и их солей необходимо подавлять, вводя в систему специальные стабилизаторы.
В рецептуре отбеливания перекисью водорода предусмотрено введение в отбеливающие системы стабилизаторов ее разложения, снижающих непроизводительный расход перекиси водорода, уменьшающих деполимеризацию волокон и таким образом являющихся регуляторами процесса отбеливания.

- Описание маркетинговой среды на примере Alpen Gold
- Описание методик исследования и его организация
- Описание минералов
- Описание налогового администрирования субъектов малого и среднего предпринимательства РК
- Описание налоговой политики РФ
- Описание народа. Балийцы
- Описание необходимых черт характера верующего, призванного на служение
- Описание классицизма
- Описание конструкции тормозной системы
- Описание конструкций здания
- Описание конструкций и обзор параметров паровых турбин большой мощности для АЭС
- Описание конфликтов
- Описание кулитуры-ячмень
- Описание культурного объекта: Фрауэнкирхе