Đăng nhập
Tên đăng nhập:
Mật khẩu:
Đăng ký
Quên mật khẩu?
Liên kết Site

Quảng cáo Website

Nhuộm có kiểm soát việc pha chế và ứng dụng hóa chất thuốc nhuộm

Giới thiệu

Cân và đo lường thể tích không chính xác là hai nguyên nhân chính gây nên độ tái lặp kém trong quá trình nhuộm. Về tầm quan trọng được thừa nhận của hệ thống pha chế thuốc nhuộm (hoặc colour kitchen), thật ngạc nhiên rằng đây là lĩnh vực thường bị bỏ qua của nhà máy nhuộm. Hiện có thiết bị hiện đại và công nghệ cho quản lý nhà máy nhuộm để đảm bảo độ chính xác thỏa mãn trong lĩnh vực này, trong khi lắp đặt thiết bị như vậy dẫn tới tiết kiệm chi phí và tác động lên sức khỏe và an toàn.

Hợp lý hóa thuốc nhuộm

Đánh giá, sàng lọc và lựa chọn thuốc nhuộm góp phần rất nhiều vào độ tái lặp nhuộm, làm mức độ nhuộm đúng ngay từ đầu (RFT) lên cao nhất, mọi lúc, đúng lúc (just-in-time – JIT). Sự hợp lý hóa dãy thuốc nhuộm được sử dụng trong nhờ đó có thể nhận được gam màu tối đa từ số lượng tối thiểu thuốc nhuộm mang lại nhiều ưu điểm kỹ thuật đáng kể và tiết kiệm tài chính. Tối đa 10 tới 15 thuốc nhuộm cần cho mỗi vật liệu nền, lớp thuốc nhuộm, kết hợp sử dụng cuối và mục tiêu cuối cùng là lựa chọn dãy thuốc nhuộm ngắn có chất lượng cao, tương hợp, ổn định và không thay đổi; điều này sẽ dẫn đến kết quả tái lặp cao trong khi đáp ứng được các yêu cầu sử dụng cuối.

Hợp lý hóa thuốc nhuộm theo cách này dẫn đến dãy thuốc nhuộm ngắn hơn mà tính chất của nó lại quen thuộc về khía cạnh nhuộm đều màu, độ bền màu và kết hợp thuốc nhuộm, cho mỗi vật liệu nền hoặc yêu cầu sử dụng cuối và có lưu ý đến thiết bị nhuộm. Ngoài tiết kiệm có được thông qua nhuộm RFT, cũng đạt được tiết kiệm tài chính thông qua giảm dự trữ thuốc nhuộm trong kho và cần mặt bằng nhỏ hơn cho kho thuốc nhuộm.

Thiết kế buồng pha chế thuốc nhuộm

Thực hành tiêu chuẩn là biệt lập phòng pha chế thuốc nhuộm ra khỏi khu vực sản xuất chính của nhà máy nhuộm để tránh các hạt thuốc nhuộm bay vào không khí trong quá trình cân và pha chế làm nhiễm bẩn vải đang được gia công. Tiến bộ chính trong thiết kế kho thuốc nhuộm khi nhà máy nhuộm được thiết kế theo nguyên tắc hai hoặc ba tầng, ví dụ bơm và các công việc dịch vụ được đặt ở tầng thấp nhất (thường là tầng hầm), máy nhuộm trên tầng thứ hai (tầng một) và phòng pha chế thuốc nhuộm ở tầng trên cùng hoặc tầng lửng. Theo thiết kế như vậy, dung dịch nhuộm có thể được cấp bằng trọng lượng thông qua hệ thống đường ống tới máy nhuộm,

Khi không thể đặt kho thuốc nhuộm ở tầng trên cùng do hạn chế về xây dựng, dùng các thùng phân phối thuốc nhuộm di động có thể đưa ra bước đầu tiên hướng tới tập trung hóa cân đong thuốc nhuộm và hoá chất. Có thể thực hiện phân phối trực tiếp tới máy nhuộm từ cùng một tầng với máy nhưng yêu cầu sử dụng bơm áp lực và có thể khó làm sạch bơm. Trong thực tế, việc đưa tất cả việc cân đong pha chế thuốc nhuộm tới khu vực dành riêng, có công nhân được đào tạo phù hợp chắc chắn đạt được bước lớn nhất đầu tiên trong việc cải thiện độ tái lặp nhưng cũng là điều cần thiết trên cơ sở sức khỏe và an toàn.

Một kho lớn thường ở trên tầng một có chứa thuốc nhuộm hóa chất chưa mở thùng và cần có thang máy để chuyển hàng tới phòng vực pha chế. Trong phòng pha chế ở tầng trên, có các khu vực khô để bảo quản thuốc nhuộm được sử dụng ngay và để cân thuốc nhuộm. Các khu vực này cần được điều hòa nhiệt độ, có hệ thống cửa đi vào hai lớp, có lớp đệm không khí ở giữa và hoạt động bằng cảm biến điện tử. Cần lắp một phòng nhỏ có hút dòng không khí là nơi đặt cân để cân thuốc nhuộm. Phải đưa thuốc nhuộm vào khu vực thứ hai này để cân trực tiếp từ thùng chứa vào các xô bằng thép không rỉ có dùng thìa khô sạch. Khu vực ướt tách riêng là để hòa tan và làm phân tán thuốc nhuộm trước khi chúng được đổ vào các thùng phân phối.

Sàn nhà của phòng pha chế cần chịu được hóa chất và có khả năng chịu tải đủ để vận chuyển được các thùng hàng nặng trên xe đẩy. Thường yêu cầu khả năng chịu tải của sàn là 200 pound/foot vuông. Tường và sàn phải được làm vệ sinh đều đặn và dễ dàng. Đối với nhà máy nhuộm gia công khoảng 60 tấn/tuần, gồm 180 mẻ (trung bình quy mô một lô nhuộm chừng 300 kg) từ dãy thuốc nhuộm hợp lý hóa có 60 thuốc nhuộm, phòng pha chế rộng chừng 1500 foot vuông với khu vực bảo quản thuốc nhuộm hóa chất có diện tích tương tự là đủ. Khi tăng số lô nhuộm và do vậy không yêu cầu tăng nhiều về mặt bằng cần để cân thuốc nhuộm hóa chất miễn là số lượng thuốc nhuộm hóa chất trong kho không tăng lên. Về mặt sắt thép, yêu cầu tráng đặc biệt trên các bề mặt và chịu được nước và hóa chất, như vậy chi phí của xây dựng dân dụng là đáng kể.

Cần có hệ thống thông gió và điều hòa nhiệt độ để thay hoàn toàn không khí ít nhất là 6 tới 10 lần/giờ. Cấn lắp hệ thống cửa có lớp đệm không khí ở giữa với áp suất âm để ngăn ngừa việc chất bẩn thoát ra. Cần lắp thiết bị hút có điều hòa nhiệt độ trong phòng pha chế để hút hơi bay từ thùng pha chế ra. Thời gian hoàn vốn ngắn từ việc đầu từ thiết bị như vậy thông qua độ tái lặp nhuộm được cải thiện.

Tầm quan trọng của hàm lượng ẩm

Do thuốc nhuộm có chứa các chất pha loãng khác nhau được bổ sung vào trong quá trình tiêu chuẩn hóa và các này có thể có độ hút ẩm biến thiên, có thể xảy ra sự sai khác màu nghiêm trọng cả về độ đậm màu và sắc thái màu do sự thay đổi hàm lượng ẩm. Do vậy cần kiểm soát không khí trong phòng pha chế và các thùng chứa thuốc nhuộm phải có nắp đậy chặt khi chưa cân thuốc nhuộm.

Dạng vật lý của thuốc nhuộm

Thuốc nhuộm có ở dạng lỏng và rắn, dạng rắn gồm các bột cổ truyền và biến tính, vi hạt, hạt và hạt đã xử lý. Các phát triển về dạng vật lý của thuốc nhuộm xảy ra do hai lý do chính:

  • để đáp ứng các yêu cầu sức khỏe, an toàn và vệ sinh
  • để cải thiện việc cân đong và tính chính xác yêu cầu trong định lượng.

Tính chất tạo bụi của thuốc nhuộm là một khía cạnh quan trọng từ quan điểm sức khỏe và an toàn và sử dụng loại hoặc hạt không tạo bụi được ưa thích hơn trong khi cũng cần phải xem xét việc sử dụng các dạng lỏng khi thích hợp và sẵn có. Các sản phẩm dễ cân đong và phân phối là yếu tố cần thiết, đặc biệt là khi cần đến lượng lớn. Hiệu quả của các tác nhân khử bụi được đưa lên bề mặt của thuốc nhuộm có thể mất đi trong quá trình vận chuyển dài ngày thông qua việc lắng hoặc hấp phụ vào trong thuốc nhuộm.

Việc gia tăng sử dụng dung tỷ cực thấp (ULLR) trong nhuộm và các kỹ thuật pha chế phân phối tự động tập trung nhấn mạnh đến tầm quan trọng của độ hòa tan, khả năng phân tán và độ ổn định của thuốc nhuộm, nên yêu cầu lựa chọn cẩn thận thuốc nhuộm. Lưu ý đến điều này và các tính chất tạo bụi cùng với các yêu cầu sức khỏe và môi trường, thay thế sản phẩm đơn giảm không phải được khuyến khích trong lựa chọn thuốc nhuộm. Dữ liệu độc tính sinh thái được áp dụng hạn chế chỉ cho công thức thuốc nhuộm cụ thể được thử nghiệm và không áp dụng cho cái gọi là các thuốc nhuộm tương đương khi mà luật sức khỏe và an toàn thường theo từng quốc gia.

Bảo quản thuốc nhuộm

Phải bảo quản phù hợp thuốc nhuộm và hóa chất trong khu vực khô của phòng pha chế. Đơn giản là để thuốc nhuộm lên giá và hóa chất trên các kệ. Đối với thuốc nhuộm, hiện có các dụng cụ kiểu băng chuyền hoặc thang máy chuyển chậm tinh vi, loại sau dùng cho kho thuốc nhuộm nhiều tầng. Việc lựa chọn thuốc nhuộm hoặc hóa chất đúng để cân bằng cách dùng thùng có thể khóa điện tử, vi chuyển mạch hoặc dụng cụ đọc thẻ được nối giao diện với hệ thống cân. Phải nhập mã số đúng vào cơ cấu giám sát cân trước khi lấy thuốc nhuộm ra cân.

Thiết kế và kích thước của các bao gói cũng khác nhau nhiều, thường bị ảnh hưởng bởi mật độ đóng gói từng sản phẩm và nguồn gốc của chúng làm phức tạp thiết kế của hệ thống bảo quản phù hợp. Thảo luận và hợp tác đối tác với các nhà cung cấp thuốc nhuộm hỗ trợ trong việc sử dụng các thùng chứa hình khối chữ nhật dễ vận chuyển với các đặc tính xử lý an toàn, như là dễ đóng nắp lại khi không sử dụng. Khi dùng thuốc nhuộm lỏng, thì thuốc nhuộm lỏng có thể được bơm trực tiếp vào hệ thống trên cao và sau đó theo đường ống tới trạm cân.

Xử lý hóa chất

Trong các quá trình chuẩn bị, nhuộm màu và xử lý hoàn tất, thường yêu cầu lượng lớn hóa chất và bảo quản lượng lớn cần được chú ý để dễ bảo quản và ưu điểm về giá. Các hệ thống hiện có với thiết bị đo năng lực lớn cho phép hóa chất được phân phối trực tiếp tới thiết bị gia công. Cân và phân phối hóa chất, các chất trợ và chất xử lý hoàn tất có nhiều điểm chung với thuốc nhuộm.

Trong nhuộm xơ xelulo bằng thuốc nhuộm hoạt tính, yêu cầu lượng bổ sung hóa chất lớn (muối và kiềm). Các chất này truyền thống được bổ sung thủ công vào máy nhuộm nhưng hiện có nhiều chất thay thế. Nước muối biển bão hòa và dung dịch xút ăn da (để thay thế muối và kiềm rắn như là sô đa khan và xút) có thể được bổ sung bằng phương thức định lượng có kiểm soát. Các hóa chất rắn có thể được cấp từ silo bảo quản lớn hoặc thùng bảo quản cục bộ bằng cách dùng vit Archimedean. Có thể đổ hóa chất vào thùng bảo quản cục bộ bằng cách dùng dụng cụ trút bao. Có thể thực hiện hòa tan hóa chất bằng hệ thống tự động bên cạnh máy được lắp trên máy cảm biến tải trọng có bơm tái tuần hoàn và phân phối.

Các hệ thống tiêm đa sản phẩm (MPI) được phát triển để có thể thực hiện việc định lượng thuốc nhuộm và/hoặc hóa chất trong khi nhuộm để hỗ trợ làm đều màu. Bổ sung dung dịch được thực hiện bằng thùng phân phối di động bên cạnh máy với cơ cấu điều khiển vi xử lý. Có thể định lượng hoặc theo hàm tuyến tính hoặc bằng hàm số mũ (tăng dần hoặc giảm dần) và hóa chất có thể được bổ sung theo khoảng thời gian (10 tới 60 phút)

Cân

Đây là chức năng quan trọng để nhận được độ tái lặp trong nhuộm với việc cân lặp lại và chính xác tới độ chính xác trong phạm vi 1% hoặc tốt hơn. Cân các chất trợ và hóa chất yêu với cùng mức độ chính xác như thuốc nhuộm. Như vậy, ít nhất cần hai cân, một để cân các lượng từ gam tới 1 kg và một để cần lượng từ 1 kg trở lên. Cần bảo dưỡng và hiệu chuẩn cân đều đặn. Có thể dùng các dung dịch pha loãng để nhận được lượng nhỏ các màu dạng bột nhão. Hiện có các loại cân hiện đạt có khả năng nối giao diện với thiết bị ghi hoặc thiết bị điều khiển và nhiều hệ thống cân thương mại khác nhau với nhiều mức độ tinh vi khác nhau. Các cân này trải dài từ hệ thống cân ghi lại tương đối đơn giản thông qua cân cùng với lưu trữ đơn và kiểm soát dung dịch gốc tới các hệ thống tiên tiến trong đó việc cân được thực hiện như là một phần của gói ghép màu bằng máy tính (CCM). Các chức năng của bảo quản đơn và kiểm soát hóa chất thuốc nhuộm trong kho có thể là một phần của hệ thống cân được giám sát hoặc là một phần của gói CCM. Trong phương pháp sau, có thể thực hiện tự động cập nhật các đơn vào file để cho phép sự biến động về độ đậm màu của thuốc nhuộm hoặc sự thay đổi về tính nhuộm của vật liệu nền.

Thao tác cân làm dấy lên mối quan ngại về sức khỏe và an toàn do việc khuấy động thuốc nhuộm bột tạo ra aerosol có thể được người cân hít vào. Thuốc nhuộm hoạt tính là nguyên nhân chính của mối quan ngại. Có các giải pháp cho vấn đề này bằng cách lắp các phòng cân và các tủ hút. Yêu cầu có cơ cấu lọc để thu gom các hạt được dòng không khí của hệ thống hút tách ra. Việc lựa chọn dạng vật lý phù hợp của thuốc nhuộm làm giảm nhẹ vấn đề. Cần cung cấp “kiểu quần áo du hành vũ trụ” gồm mũ bảo vệ, khẩu trang, kính bảo vệ mắt, găng tay và áo liền quần được giặt đều đặn cho từng người.

Phân phối

Trong nhà máy nhuộm được quản lý tốt, phải có các quy trình hoạt động chuẩn (SOP) cho công việc hòa tan và phân phối thuốc nhuộm, theo như cách mà chúng dược duy trì cho các phương pháp nhuộm. Ngoài ra, các nhà sản xuất thuốc nhuộm đưa ra các phương pháp khuyến nghị để chuẩn bị các dung dịch và các chất phân tán và cần phải tuân theo các khuyến nghị này. Khu vực pha chế hiện đại được trang bị các thùng pha chế bằng thép không rỉ, các thùng này có dạng côn hoặc trụ, số lượng cần cho mỗi máy phụ thuộc vào chi tiết của quá trình gia công. Sau lần đánh nhão hoặc làm ướt ban đầu, thuốc nhuộm có thể được đổ vào thùng pha chế và được pha loãng. Các thùng như thế luôn được trang bị cơ cấu kiểm soát mức tự động để kiểm soát lượng cấp vào, gia nhiệt bằng hơi và kiểm soát nhiệt độ, cơ cấu khuấy, đường ống để cấp dung dịch thuốc nhuộm bằng phương pháp trọng lượng tới máy nhuộm, xả chất thải để làm vệ sinh, chu kỳ rũ, nước nóng và nước lạnh (được cung cấp qua chu kỳ rũ)

Các thùng pha chế do vậy yêu cầu cung cấp thông thường về nước nóng và nước lạnh, hơi, điện và khí nén để kích hoạt các van điều khiển. Các thùng pha chế có thể được điều khiển thủ công từ bảng vận hành máy cục bộ (MOP) nhưng phổ biến hơn là chúng được điều khiển như một phần của hệ thống điều khiển máy toàn bộ. Các chất lỏng được cấp từ các thùng tới máy nhuộm (bằng trọng lượng được ưa thích hơn) bằng đường ống thép không rỉ hoặc thủy tinh. Cả hai loại có thể dễ dàng làm sạch bằng các dung dịch làm vệ sinh khử. Khi phân phối từ các hệ thống phân phối thuốc nhuộm trên cao, cần có đủ thời gian tại các pha thích hợp của quy trình nhuộm thường quy đối cho dung dịch đi tới máy nhuộm và cho các dung dịch đồng nhất.

Điều khiển và tự động hóa

Các máy nhuộm hiện thường được cung cấp một số dạng thiết bị điều khiển đảm bảo rằng các biến số của quá trình gia công như nói trong SOP được tuân theo triệt để và được kiểm soát trong khi đồng thời loại trừ hoặc giảm bớt thời gian can thiệp nảy sinh từ máy được điều khiển thủ công. Cả các quy trình phân phối và nhuộm có thể được vận hành từ các bảng điều khiển máy cục bộ (MOP) nhưng rất chắc chắn rằng các chức năng này sẽ được kiểm soát như là một phần của hệ thống điều khiển bán tự động hoặc hoàn toàn tự động (SAC hoặc FAC). Hiện có các hệ thống cân và phân phối tự động (được rô bốt hóa hiệu quả) cho nhiều dạng thuốc nhuộm. Ưu điểm của thiết bị như vậy đối với thuốc nhuộm rắn gồm bảo quản kín, an toàn và khô ráo thuốc nhuộm để ngăn ngừa dao động hàm ẩm và loại trừ các mối nguy hiểm về sức khỏe cùng với việc có độ chính xác cao.

Các hệ thống điều khiển hiện có gồm: cân vật liệu nền, bảo quản đơn, tính toán và truy tìm, cân và pha chế thuốc nhuộm và hóa chất, vận hành máy nhuộm, các ứng dụng vật lý màu, quản lý hóa chất thuốc nhuộm trong kho, tạo nên các thống kê, báo cáo và thông tin quản lý. Hiện có các thiết bị cho gia công tận trích và liên tục.

Kết luận

Tầm quan trọng của quản lý nhà máy nhuộm và thiết bị điều khiển là các thành tố cơ bản để nhận được sản xuất RFT tái lặp. Việc lắp đặt các thiết bị phân phối hiện đại có tác động chính lên các yêu cầu sức khỏe và an toàn. Tiết kiệm tài chính và các lợi ích khác dẫn đến thời gian hoàn vốn ngắn.

Nguyễn Hoàng Minh

Theo www.textiletoday.com.bd