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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
     FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA


  ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
              QUÍMICA
        ÁREA TEMÁTICA: ÁREA DE PROCESOS
              Optimización de procesos


 “OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE
      FIBRAS TEXTILES PREVIA A LA TINTURA”



ALUMNO EXPOSITOR:
  ADRIAN MANUEL CÓRDOVA MELÉNDEZ           082795C


PROFESORES ASESORES:
                       ING. MABEL LUNA CHÁVEZ
                       ING. RONALD PORTALES T.




            BELLAVISTA-CALLAO
                         2012
Área de
       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
                                                                                            procesos




                                 INTRODUCCIÓN




Los tratamientos previos a la tintorería de un material textil son el desengomado (tejido
plano), descrudado y blanqueo químico. Los procesos de descrudado y blanqueo
químico son factibles de realizarlos simultáneamente. Con este tipo de proceso obtiene
un grado de hidrofilidad y grado de blancura suficiente para efectuar una buena tintura y
estampación.



Para poder emprender a la realización de este proyecto se ha tenido que tener
información sobre el procedimiento de procesos previos del material textil, los
diagramas de descrude y blanqueo de planta, teniendo en cuenta:

    El tiempo del proceso.
    Efectividad.
    Producción.



Se observo que los procesos de descrude y blanqueo se realizaban por separado,
empleando más tiempo y energía, y esto conllevaba a un retraso en la solicitud de telas
necesitadas para su tintura. En dialogo con docentes con amplia experiencia en el área
de tintorería y acabados textiles se propuso este proyecto con el fin de reducir tiempos
en los procesos previos de los tejidos para beneficio y desarrollo de la empresa.



Principalmente, para el desarrollo del proyecto se tomó como fibra base a la fibra de
algodón, ya que es la fibra textil mayormente utilizada en esta industria. Sin embargo,
con la optimización aquí propuesta, el proceso puede extenderse para fibras de poliéster
que necesiten un blanqueo previo a la tintura también.




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OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE FIBRAS
           TEXTILES PREVIA A LA TINTURA



                                      RESUMEN


De manera obligatoria, antes de que un tejido pase al área de tintorería propiamente
dicha, se realizan distintos procesos previos, dependiendo del tipo de fibra a utilizarse.
La tendencia actual es realizar estos procesos previos en procedimientos separados o
baños distintos, y cada proceso con su respectivo diagrama de procedimiento.

El material textil de tejido de punto de algodón primero es sometida al proceso de
descrude propiamente dicho, luego a un acidulado y sus respectivos enjuagues en frío y
caliente para eliminar la soda cáustica del textil. Posteriormente el tejido ingresa al
proceso de blanqueo con agua oxigenada.

El tiempo que toma realizar ambos procesos (descrude y de blanqueo) oscila entre 3
horas y 30 minutos aproximadamente, dependiendo también de la maquinaria empleada,
pero siempre dentro de la aproximación aquí expuesta. Entonces, se observa que el
tiempo empleado para los procesos previos del material es considerable.

El presente proyecto propone un procedimiento simultáneo de descrudado y blanqueo
químico que abarca un menor tiempo de procedimiento, obteniendo los mismos
resultados de calidad, y con un coste menor a los procesos usados convencionalmente.




OBJETIVOS

Objetivo principal:

       Realización de descrude y blanqueo en un solo baño (simultáneamente) para los
       tejidos de punto de algodón con resultados óptimos de calidad.


Objetivos específicos:

       Realización del proceso de descrude y blanqueo simultáneamente.
       Obtener similar porcentaje de reflectancia de luz o índice de blancura en relación
       con el actual procedimiento empleado en los procesos previos.
       Que el material procesado en el trabajo de innovación presente una afinidad
       tintórea igual con los tejidos trabajados con el procedimiento actual.
       Obtener solideces óptimas de calidad.




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ANÁLISIS Y DESARROLLO DEL TEMA


DESCRUDE

El descrude o descrudado tiene por objeto la eliminación por saponificaron ó
emulsificacion de materias grasas que contienen el algodón llamadas ceras de algodón,
la eliminación de los colores naturales del algodón y la eliminación de toda clase de
impurezas, como las cáscaras y pelusas de las semillas de algodón, las hojas, etc.

Un algodón bruto, según varios técnicos, tiene la siguiente composición:
      Celulosa                              83.3%
      Grasas y ceras                        0.6%
      Pectinas                              5.9%
      Proteínas                             1.6%
      Agua                                  6.9%
      Ceniza                                1.7%


La mayoría de las materias grasas y ceras se saponifican simplemente con una solución
alcalina de carbonato de potasio o hidróxido de sodio Las grasas, minerales y ceras que
no se pueden saponificar se emulsionan y se eliminan como emulsiones. El descrudado
de los tejidos de algodón es una operación que consiste en tratar los tejidos en el baño
alcalino en presencia de un detergente humectante resistente en medio alcalino.

La operación de descrude se puede efectuar baja presión y sin presión. El algodón se
descruda bajo todas las formas comerciales en rama, cinta de carda, en madejas, bobinas
cruzadas y sobre todo en telas. En el descrude bajo presión, generalmente se trata
mercancía cruda y en el descrudado sin presión de tratan telas crudas que tienen efectos
teñidos. Hay varios colorantes que resisten un descrude bajo presión. Los colorantes
indanthrenos y los colorantes naftoles que resisten descuides semejantes que se pueden
adecuar a las necesidades.

Ahora, los efectos del descrudado sobre la fibra son los siguientes:

a) Pérdida de peso: Es el más importante ya que influye sobre algunos de los otros.
Esta pérdida de peso varía de un 4 a 6 %, si bien algunos autores dan márgenes más
amplios de un 2 a 7 %. Depende del descrudado que se efectúe y de la clase de algodón
a descrudar.
La pérdida de peso aumenta muy poco al aumentar la concentración de NaOH, en
contra de lo que se cree muchas veces que un aumento en la concentración de NaOH
trae consigo una considerable pérdida de peso. La mayor parte de impurezas son
eliminadas descrudando a 100ºC y presión atmosférica.

b) Pérdida de longitud: Varia bastante con la clase de descrudado que se efectúa, pero
no pasa nunca de un 2.5%. La estructura del tejido influye notablemente en la
concentración.




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c) Alteración en la torsión: Es de dos clases. Si las fibras han estado sometidas a
cualquier acción mercerizante, la torsión natural de las fibras tendera a disminuir. Existe
también un incremento en el número de vueltas por metro, en la torsión dada en la
hilatura. Esto es debido al encogimiento y adelgazamiento del hilado.

d) Alteración en el número (grosor del hilo): Es función de la pérdida de peso y de la
concentración. A mayor pérdida de peso mayor numero de obtendrá, y a mayor
concentración menos numero. Debido a esto la alteración del número es la diferencia
entre estas variaciones. Dicha variación viene a representar un aumento de un 4 %
aproximadamente en el número de hilado.

e) Aumenta de resistencia: Es función del encogimiento siendo una prueba de que el
proceso de descrudado ha sido bien conducida sino observa dicho aumento es que hay
alguna falla en dicho descrudado. Por regla general, el incremento de la resistencia es de
un 20%.

Debido a las propiedades que el residuo de ceras confiere a los tejidos de algodón, se ha
de procurar el que aquel no sea inferior a 0.1% ya que entonces el tacto de los hilados y
tejidos, se vuelvan ásperos y quebradizos, es conveniente un residuo grasa de un 0.25%
para que les confiere un tacto adecuado, si bien no se debe sobrepasar este, ya que
puede haber lugar a amarillamientos posteriores.

El proceso de descrude convencional se realiza de la siguiente manera:

                           98ºC                30 min




25ºC        10 min
                                                                   B.B.

 Humectante
 Secuestrante de dureza
 NaOH




BLANQUEO QUÍMICO

Además de las impurezas ya señaladas, existen otras de tipo leñoso y coloreadas que no
se eliminan en el descrudado, por lo que las fibras celulósicas a la salida de esta
operación quedan aun con un color amarillento. Si la fibra a operar debe quedar blanca
o teñirse en tonos claros, es necesario eliminar este pigmento mediante oxidantes,
dependiendo la pureza del blanco obtenido de la intensidad del blanqueo, pero este debe
ser limitado para no perjudicar la resistencia de la celulosa. En artículos que se deben
teñir en tonos oscuros, no es necesario efectuar el blanqueo, pero puede hacerse
superficialmente para aumentar la hidrofilidad del tejido y logra así una tintura regular.
Este proceso es el blanqueo químico.




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En el blanqueo de las fibras celulósicas, se emplean dos tipos de soluciones oxidantes:

   1. Soluciones acuosas de compuestos que contienen cloro en su constitución, entre
       ellas tenemos compuestos inorgánicos tales como el acido hipocloroso, los
       hipocloritos, Los cloritos, etc.; y los compuestos orgánicos tales como el
       Activin, etc.

   2. Soluciones acuosas de compuestos oxidantes que no contienen cloro en su
       molécula, y que principalmente están representados por los peróxidos,
       permanganatos, perboratos, ozono, etc. Entre los citados nos centraremos en el
       blanqueo con oxidante, específicamente en el blanqueo con peróxidos.


Los peróxidos empleados como agentes de blanqueo, son usualmente lo de sodio e
hidrógeno. El primero da soluciones de blanqueo ligeramente más económicas de precio
que el segundo si bien este ofrece mayor facilidad de manipulación, y en algunos
procesos de blanqueo es insustituibles. Por otra parte, el empleo del peróxido de
hidrógeno es cada día mas extendido en la industria


También, como ya es conocido, las soluciones de H2O2 se encuentran en el comercio a
varias concentraciones, siendo preferibles el empleo de las de una riqueza de 130 o 200
vol O2 / litro de solución de H2O2, las cuales ya se encuentran ligeramente acidificadas a
fin de evitar su descomposición, que como se sabe es rápida en medio alcalino y lenta o
casi nula en medio ácido.


Cuando se calienta una solución alcalina de H2O2, esta se descompone como sigue:



Y el oxigeno liberado, si actúa sobre una materia textil, produce su oxidación y efectúa
una acción de blanqueo. Es pues evidente, que toda regulación en la producción del
oxigeno, tendrá sus repercusiones en el proceso de blanqueo.

Sin embargo, a temperatura ambiente y medio acuoso el peróxido puede descomponerse
como:


Como en la mayoría de estos procesos, dos factores actúan d forma decisiva en la
velocidad de descomposición del H2O2: temperatura y pH. La regla general, es que al
aumentar ambas. la velocidad de descomposición aumenta, debiéndose de regular los
valores de temperatura y pH, de forma que la velocidad de formación del oxigeno sea
análoga a la de su captación por la fibra, a fin de evitar el desaprovechamiento de los
medios activos de blanqueo. Es en estos 2 parámetros en los que fundamentalmente se
basa la propuesta de solución aquí presentada.




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El proceso de blanqueo químico convencional va de la siguiente manera:




                           98ºC           30 min

                                                                          10 min
                                                    60-78ºC

                                                               Neutralizador de H2O2      B.B.
25ºC        10 min



  Humectante
  Estabilizador de H2O2
  H2O2
  NaOH




PROCESO SIMULTÁNEO DE DESCRUDE-BLANQUEO

El proceso simultáneo es factible por el medio alcalino del baño tanto en el descrude y
como en el proceso de blanqueo de los tejidos, siendo posible unirlos en un solo baño.

El proceso mencionado obliga emplear soluciones alcalinas como la soda cáustica; el
pH de la solución es conveniente que sea 10.8 a 13. Con este tipo de proceso en
simultáneo de descrude y blanqueo en un solo baño se obtienen una hidrofilidad y grado
de blancura suficiente para efectuar una buena tintura o estampación.




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    PARTE EXPERIMENTAL

    El proceso se recreó a escala de laboratorio (pretratamiento a la discontinua) con los
    siguientes parámetros:


    PROCESO CLÁSICO DE DESCRUDE

    Descripción de productos auxiliares necesarios:

                Producto auxiliar                              Concentración
               Soda caustica 36ºBe                                50 g/L
           Kieralon MFB (Detergente)                               3 g/L
       Lavoral GR (Secuestrante de dureza)                        10 g/L
            Leophen M (Humectante)                                 1 g/L


    La curva del proceso de descrude es la siguiente:

                             98ºC                   30 min



    25ºC          10 min


                                                                      B.B.
     Kieralon MFB
     Lavoral GR
     Leophen M
     NaOH 36ºBe


    La relación de baño depende de la masa de la tela a pretratar. Por ende, el volumen del
    baño también depende de este valor. Sin embargo, los valores de concentración de
    auxiliares siguen siendo las mismas para cualquier relación de baños.


    En la parte del descrude, los valores de pH medidos son:



                      3                       4              Punto     Temp. ( )          pH
                                                               1                          8.7
                                                               2                         10.7
1             2                                                3                          9.5
                                                5              4                          9.8
                                                               5                         10.3




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    PROCESO CLÁSICO DE BLANQUEO QUÍMICO


    Descripción de productos auxiliares necesarios:

                  Producto auxiliar                                 Concentración
                 Soda caustica 36ºBe                                   0.6 g/L
            Peróxido de hidrógeno al 50%                                2 g/L
      Idrosolvan E-500 (Detergente-humectante)                          1 g/L
         Celidon E-21 (Estabilizador de H2O2)                           1 g/L
        Megalase KRL (Neutralizador de H2O2)                            1 g/L

    La curva del proceso de blanqueo químico es la siguiente:


                            98ºC              30 min

                                                                               10 min
                                                          60-78ºC

                                                                     Megalase KRL               B.B.
    25ºC       10 min



      Idrosolvan E-500
      Celidon E-21
      H2O2
      NaOH



    La relación de baño depende de la masa de la tela a pretratar. Por ende, el volumen del
    baño también depende de este valor. Sin embargo, los valores de concentración de
    auxiliares siguen siendo las mismas para cualquier relación de baños.


    En la parte del blanqueo químico, los valores de pH medidos son:



               3                  4                           Punto     Temp. ( )         pH
                                                      6         1                         8.5
                                                                2                        11.2
                                                                3                         9.1
1          2                  5
                                                                4                        10.3
                                                                5                        11.1
                                                      7         6                        11.4
                                                                7                        11.2




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PROCESO PROPUESTO


El tejido usado es un tejido punto tipo jersey 20/1, compuesto 100% de algodón
Tangüis. Se eligió este tipo de tela ya que el tejido de punto no requiere de un
desencolado previo al proceso de tintura.


PROCESO SIMULTÁNEO DE DESCRUDE-BLANQUEO

El objetivo principal de este proceso simultáneo es poder realizar los procesos de
descrude y blanqueo químico en un solo baño, cuidando que los resultados de calidad
obtenidos en el área de tintorería sean óptimos.
Para ello, primero partimos de mediciones de temperatura y pH realizadas en las
distintas etapas de los baños de descrude y blanqueo químico:

De los datos de temperatura y pH expuestos anteriormente, podemos hacer una gráfica
de comparación de variación de pH en ambos procesos:


                               Variación de pH - tiempo
       14

       13

       12

       11
  pH




       10                                                                      Descrude
                                                                               Blanqueo quimico
        9

        8

        7
             0            20             40              60          80
                                    tiempo (min)




Para poder elaborar la curva, partimos de nuestra gráfica de temperatura y pH. Como
conocemos la procedencia del algodón y la composición de la fibra, podemos partir de
nuestra curva de descrude clásico. Al tratar de juntarla con el proceso de blanqueo,
tenemos que asegurarnos de 2 aspectos principalmente:

    En el neutralizado de la base, tenemos que tener un pH adecuado, tal que no sea del
     todo fuerte y que llegue a arrastrar toda la grasa, porque así la fibra perdería caída.
     Según nuestros resultados, vemos que el rango de pH está aún dentro de lo permisible
     para asegurar la permanencia de lípidos que aseguren una caída aceptable.




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Área de
       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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    En el neutralizado del peróxido, hay que tener en cuenta también el rango de pH y el
     rango de temperaturas a la hora del baño, ya que al trabajar con una enzima (catalasa)
     tiene condiciones de acción muy marcadas. Esto lo aseguraremos haciendo primero el
     neutralizado de la base, y luego el neutralizado del peróxido, para así tener un pH
     adecuado en la acción de la catalasa, y esto se condice con nuestros resultados.

    Por último, tenemos que asegurarnos que la cantidad de peróxido residual también se
     encuentre dentro de los rangos permitidos, ya que una cantidad excesiva de peróxido
     residual podría afectar la coloración en el teñido de nuestra tela, especialmente si los
     colores a teñirse son claros.


A escala de laboratorio hemos usado una relación de baño de 1/20. Y para implementar
este proceso en planta, viendo las máquinas que poseen la tintorería donde se llevará a
cabo el proceso, se ha establecido conveniente una relación de baño de 1/7.


Como los reactivos vienen para su
aplicación directa en planta, para la
reproducción del proceso a nivel de
laboratorio es necesario diluir los
reactivos a la presentación requerida, en
su mayoría se diluyeron a 1g/10 mL.




En la tabla siguiente se detalla una descripción de productos auxiliares necesarios. Se
detallan sus nombres técnicos, y su concentración:


               Producto auxiliar                                  Concentración
              Soda caustica 36ºBe                                     10 g/L
         Peróxido de hidrógeno al 50%                                  2 g/L
   Idrosolvan E-500 (Detergente-humectante)                            1 g/L
     Celidon E-21 (Estabilizador de H2O2)                              1 g/L
        Kollasol CDA (antiespumante)                                   1 g/L

    Megalase KRL (Neutralizador de H2O2)                              0.3 g/L

                 Ácido acético                                        0.3 g/L




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          Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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  Y la curva textil propuesta a seguir es la siguiente:



                                       20 min
                           98ºC
                                                          10 min
                                                75ºC
                                                                             10 min

  25ºC        10 min                                           60ºC
                                         Ácido acético                                       B.B.
                                         Agua                      Megalase KRL
 Idrosolvan E-500        NaOH
 Celidon E-21            H2O2
 Kollasol CDA




  Como conocemos la procedencia del algodón (Tangüis) podemos proseguir. Sin
  embargo, en algunas tintorerías no se indica esto, y para evitar una alta concentración de
  Fe en la fibra, se puede secuestrar este metal mediante el siguiente baño:

                  60ºC      10 min

                                         B.B.                  Producto
                                                                                Concentración
                                                                auxiliar

25ºC      5 min
                                                              Lavoral GR
                                                             (Secuestrante            2 g/L
                                                              de dureza)
     Lavoral GR




  La aplicación de esta curva bien puede hacerse
  después de la etapa de neutralización del ácido
  acético, ya que los rangos de pH mas la
  temperatura del baño pueden ayudar a la
  oxidación del Fe2+ a Fe3+, y dado el carácter
  mucho más soluble de este catión, su
  eliminación se ve favorecida. La concentración
  de hierro en el baño al final no debe exceder los
  0.1 mg/L (o 0.1 ppm).




  A partir de esta curva, se obtiene una tela blanqueada, lista para su posterior teñido, ya
  sea con colorantes o con blanqueo óptico.


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       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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Ahora, evaluando los rangos de temperatura y pH de la curva propuesta:


                        3            4                       Punto     Temp. ( )          pH
                                                               1                          8.6
                                               6               2                         11.5
                                 5                             3                         10.1
                                                        8      4                         10.3
 1                  2                                          5                         11.1
                                          7                    6                         10.8
                                                               7                         10.2
                                                               8                          9.7


Llevando a una gráfica junto a los procesos separados, vemos que:


                                 Variación de pH - tiempo
           14
           13
           12
           11
      pH




                                                                         Descrude
           10
            9                                                            Blanqueo quimico
            8                                                            Simultaneo
            7
                0           20           40            60       80
                                     tiempo (min)


Vemos que los valores de pH medidos aquí se complementan con los valores mostrados
en la gráfica. Entonces, se puede concluir que el proceso es similar en el tema de pH y
temperatura.

La presencia de peróxido residual en la tela la comprobamos con la ayuda de indicadores de
peróxido residual:



                                                                 Usando estos indicadores,
                                                                 comprobamos que el valor de
                                                                 peróxido       residual     se
                                                                 encuentra en 0.25 mg/L
                                                                 aproximadamente. Con este
                                                                 resultado, vemos que la
                                                                 curva tiene buena acción en
                                                                 el neutralizado del peróxido.




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        Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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PRUEBAS DE CALIDAD

Para poder determinar que los parámetros de calidad de la tela al final del
pretratamiento son óptimos, se realizaron diversas pruebas de solidez y calidad, de
acuerdo a las normas textiles de la AATCC (normas técnicas americanas, indispensables
para telas destinadas a la exportación) y de las NTP (normas técnicas peruanas,
aprobadas por la Sociedad Nacional de Industrias).

El espectrofotómetro utilizado en todas las
pruebas fue un Datacolor Spectrum 400,
equipado con el software Datamaster, para
evaluación de colores y blancura. Posee 3
estándares de reflectancia (LAV, SAV,
USAV) y zoom automático en 3 posiciones.

El tejido usado es un tejido punto tipo jersey
20/1, compuesto 100% de algodón Tangüis.
Se eligió este tipo de tela ya que el tejido de
punto no requiere de un desencolado previo
al proceso de tintura.


PRUEBAS DE BLANCURA

Físicamente, las telas sometidas al proceso clásico y al proceso simultáneo tienen el
siguiente aspecto:




                  Proceso actual                       Proceso propuesto

Llevando al espectrofotómetro nos arrojó la siguiente lectura:




                                         Página
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       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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Vemos aquí que los valores de blancura arrojados a la luz de la lámpara D65 a 10º
arrojan grados Berger de blanco aceptables, donde el patrón tiene 77.3 grados Berger de
blancura, y la imitación tiene 76.9 grados Berger de blancura, lo que se condice con
coordenadas CIE de blancura muy cercanas.


Para la evaluación de reflectancia de colores, la curva espectral arrojada y los valores de
color, croma e intensidad son los siguientes:




Vemos aquí que los valores de color arrojados a la luz de la lámpara D65 a 10º arrojan
valores de color también cercanas al patrón, con tendencia al verde y al amarillo. Se
observa también una luminosidad alta. Además observamos un valor de croma cercano,
lo que indica poca saturación del color. Y por último, en cuanto al ángulo métrico de
croma, vemos que es de un valor óptimo en comparación con el patrón, lo que indica
similitud cromática.




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PRUEBAS DE TEÑIDO Y AFINIDAD TINTÓREA

Las muestras se sometieron a un proceso clásico de teñido por colorante reactivo. Se
eligió un colorante con grupo reactivo vinilsulfona, ya que su temperatura de teñido se
halla en el punto medio de la temperatura de los demás grupos. A continuación se
especifican los colorantes aplicados y los matices obtenidos:

MATIZ CLARO: Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Yellow S-8G al 2%.




                 Proceso actual                       Proceso propuesto


MATIZ OSCURO: Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%.




                 Proceso actual                       Proceso propuesto

Llevando al espectrofotómetro para la evaluación del color en el matiz oscuro, habiendo
usado el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%, tuvimos la siguiente lectura:




Vemos que, poniendo como patrón a la tela teñida con pretratamiento clásico, nuestra
tela tiene una mayor luminosidad, menor croma y menor cromacidad. Esto se refleja en
que nuestra muestra es más clara, menos verde y menor amarilla.




                                       Página
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       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
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PRUEBAS DE SOLIDEZ AL LAVADO

Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma
técnica AATCC 61. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Los
resultados se exponen a continuación:

Muestra actual:
                                                                  Tipo           Valor
                                                                 Acetato         4–5
                                                                 Algodón          4
                                                                  Nylon           3
                                                                   PES            4
                                                                  PAC             5
                                                                  Lana            5



Muestra innovada:

                                                                  Tipo           Valor
                                                                 Acetato          4
                                                                 Algodón          4
                                                                  Nylon           3
                                                                   PES           4–5
                                                                  PAC            4–5
                                                                  Lana            4




PRUEBAS DE SOLIDEZ AL AGUA

Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma
técnica AATCC 107. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%.
Los resultados se exponen a continuación:


Muestra actual:
                                                                  Tipo           Valor
                                                                 Acetato          4
                                                                 Algodón          3
                                                                  Nylon           3
                                                                   PES            3
                                                                  PAC             4
                                                                  Lana            3




                                       Página
                                       16
Área de
       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
                                                                                         procesos

Muestra innovada:
                                                                  Tipo           Valor
                                                                 Acetato          4
                                                                 Algodón          3
                                                                  Nylon           3
                                                                   PES            3
                                                                  PAC             4
                                                                  Lana            3




PRUEBAS DE SOLIDEZ AL FROTE

Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma
técnica AATCC 8. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Los
resultados se exponen a continuación:

Muestra actual:




                   En seco: 5                            En húmedo: 5


Muestra innovada:




                   En seco: 5                           En húmedo: 4.5



                                       Página
                                       17
Área de
       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
                                                                                           procesos

ANÁLISIS DE COSTOS

Dentro de todo proceso, es importante realizar el análisis de los costos a involucrar en
ello. Para esto, procedemos a detallar los costos y sus impactos a continuación:

        Productos                       Costos en $                 Costos en S/.
      Soda cáustica                         0.3                         0.78
    Idrosolvan E-500                        2.4                         6.24
      Celidon E-21                          2.6                         6.76
      Kollasol CDA                          2.0                         5.46
  Agua oxigenada al 50%                    0.42                        1.092
     Megalase KLR                          2.72                        7.092
      Ácido acético                         1.0                          2.6
      Agua blanda                         0.078                       0.2028
    Energía eléctrica                    1 kW/h                          0.5
          Vapor                         Hora=31.23                    81.198
      Mano de obra                                                      12.5

Total en soles: S/. 120.77
Dólar considerado: S/. 2.6

Si deseamos hacer el proceso simultáneo para 500 m de tejido, tendremos los siguientes
costos:

      Productos:
               Soda cáustica:                  30 L
               Idrosolvan E-500:               7.5 kg
               Celidon E-21:                   7.5 kg
               Kollasol CDA:                   7.5 kg
               Agua oxigenada al 50%:          30 L
               Ácido acético:                  0.56 L
               Megalase KLR:                   2.25 kg
      Agua:                                   3750 L
      Energía eléctrica:                      40 kW/h
      Mano de obra:                           2.5 h
      Vapor:                                  2.5 h
      Tiempo de proceso:                      2.5 h

Llevando a una tabla, para el proceso simultáneo, tenemos que:

                                Energía           Mano de
 Productos        Agua                                         Vapor           Total
                                eléctrica           obra
 S/. 288.522     S/. 7.605        S/. 20          S/. 10.40   S/. 257.65     S/. 584.177

Evaluando ahora el costo por separado, tenemos que:

                                Energía           Mano de
 Productos        Agua                                         Vapor           Total
                                eléctrica           obra
 S/. 750.25      S/. 19.26        S/. 35          S/. 16.64   S/. 380.24     S/. 1201.38



                                         Página
                                         18
Área de
       Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura
                                                                                             procesos



Los beneficios serían:

       Ahorro:
           Productos auxiliares:              61.54%
           Agua:                              60.49%
           Energía:                           42.85%
           Vapor:                             37.50%
           Mano de obra:                      32.24%

       Ganancia o ahorro por proceso:          S/. 617.203
       En porcentaje:                          45.21% del proceso actual

       Ahorro de tiempo por proceso:           1.5 horas
       En porcentaje:                          37.5% del proceso actual



CONCLUSIONES

Concluimos principalmente que con el proceso optimizado simultáneo de descrude-
blanqueo obtenemos los siguientes beneficios:

    Disminución del tiempo empleado en los pretratamientos del material textil y en los
     costos (45.21% de ahorro y 1.5 horas en tiempo).
    Ahorro de energía.
    Disponibilidad de maquinas.
    Mayor productividad.
    Evitamos retrasos en los procesos de tintura de las telas tanto en planta como en
     laboratorio.



BIBLIOGRAFÍA

       BEZEMA                       RAI – 1 / RAI – 2 / RAI – 3 / RAI – 4 (Reaktiv All In)
                                    Industriegebit Letzan – CH-9462. Información técnica


       Costa, Mirko R.              LAS FIBRAS TEXTILES Y SU TINTURA, Vol.II.
                                    CONCYTEC, Lima, 2002.


       Horsfall, R.S.               TRATADO DE TINTURA DE LAS FIBRAS
                                    TEXTILES. José Monteso Editores. Barcelona,
                                    1956.




                                        Página
                                        19

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  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA TEMÁTICA: ÁREA DE PROCESOS Optimización de procesos “OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE FIBRAS TEXTILES PREVIA A LA TINTURA” ALUMNO EXPOSITOR: ADRIAN MANUEL CÓRDOVA MELÉNDEZ 082795C PROFESORES ASESORES: ING. MABEL LUNA CHÁVEZ ING. RONALD PORTALES T. BELLAVISTA-CALLAO 2012
  • 2. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos INTRODUCCIÓN Los tratamientos previos a la tintorería de un material textil son el desengomado (tejido plano), descrudado y blanqueo químico. Los procesos de descrudado y blanqueo químico son factibles de realizarlos simultáneamente. Con este tipo de proceso obtiene un grado de hidrofilidad y grado de blancura suficiente para efectuar una buena tintura y estampación. Para poder emprender a la realización de este proyecto se ha tenido que tener información sobre el procedimiento de procesos previos del material textil, los diagramas de descrude y blanqueo de planta, teniendo en cuenta:  El tiempo del proceso.  Efectividad.  Producción. Se observo que los procesos de descrude y blanqueo se realizaban por separado, empleando más tiempo y energía, y esto conllevaba a un retraso en la solicitud de telas necesitadas para su tintura. En dialogo con docentes con amplia experiencia en el área de tintorería y acabados textiles se propuso este proyecto con el fin de reducir tiempos en los procesos previos de los tejidos para beneficio y desarrollo de la empresa. Principalmente, para el desarrollo del proyecto se tomó como fibra base a la fibra de algodón, ya que es la fibra textil mayormente utilizada en esta industria. Sin embargo, con la optimización aquí propuesta, el proceso puede extenderse para fibras de poliéster que necesiten un blanqueo previo a la tintura también. Página 1
  • 3. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE FIBRAS TEXTILES PREVIA A LA TINTURA RESUMEN De manera obligatoria, antes de que un tejido pase al área de tintorería propiamente dicha, se realizan distintos procesos previos, dependiendo del tipo de fibra a utilizarse. La tendencia actual es realizar estos procesos previos en procedimientos separados o baños distintos, y cada proceso con su respectivo diagrama de procedimiento. El material textil de tejido de punto de algodón primero es sometida al proceso de descrude propiamente dicho, luego a un acidulado y sus respectivos enjuagues en frío y caliente para eliminar la soda cáustica del textil. Posteriormente el tejido ingresa al proceso de blanqueo con agua oxigenada. El tiempo que toma realizar ambos procesos (descrude y de blanqueo) oscila entre 3 horas y 30 minutos aproximadamente, dependiendo también de la maquinaria empleada, pero siempre dentro de la aproximación aquí expuesta. Entonces, se observa que el tiempo empleado para los procesos previos del material es considerable. El presente proyecto propone un procedimiento simultáneo de descrudado y blanqueo químico que abarca un menor tiempo de procedimiento, obteniendo los mismos resultados de calidad, y con un coste menor a los procesos usados convencionalmente. OBJETIVOS Objetivo principal: Realización de descrude y blanqueo en un solo baño (simultáneamente) para los tejidos de punto de algodón con resultados óptimos de calidad. Objetivos específicos: Realización del proceso de descrude y blanqueo simultáneamente. Obtener similar porcentaje de reflectancia de luz o índice de blancura en relación con el actual procedimiento empleado en los procesos previos. Que el material procesado en el trabajo de innovación presente una afinidad tintórea igual con los tejidos trabajados con el procedimiento actual. Obtener solideces óptimas de calidad. Página 2
  • 4. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos ANÁLISIS Y DESARROLLO DEL TEMA DESCRUDE El descrude o descrudado tiene por objeto la eliminación por saponificaron ó emulsificacion de materias grasas que contienen el algodón llamadas ceras de algodón, la eliminación de los colores naturales del algodón y la eliminación de toda clase de impurezas, como las cáscaras y pelusas de las semillas de algodón, las hojas, etc. Un algodón bruto, según varios técnicos, tiene la siguiente composición:  Celulosa 83.3%  Grasas y ceras 0.6%  Pectinas 5.9%  Proteínas 1.6%  Agua 6.9%  Ceniza 1.7% La mayoría de las materias grasas y ceras se saponifican simplemente con una solución alcalina de carbonato de potasio o hidróxido de sodio Las grasas, minerales y ceras que no se pueden saponificar se emulsionan y se eliminan como emulsiones. El descrudado de los tejidos de algodón es una operación que consiste en tratar los tejidos en el baño alcalino en presencia de un detergente humectante resistente en medio alcalino. La operación de descrude se puede efectuar baja presión y sin presión. El algodón se descruda bajo todas las formas comerciales en rama, cinta de carda, en madejas, bobinas cruzadas y sobre todo en telas. En el descrude bajo presión, generalmente se trata mercancía cruda y en el descrudado sin presión de tratan telas crudas que tienen efectos teñidos. Hay varios colorantes que resisten un descrude bajo presión. Los colorantes indanthrenos y los colorantes naftoles que resisten descuides semejantes que se pueden adecuar a las necesidades. Ahora, los efectos del descrudado sobre la fibra son los siguientes: a) Pérdida de peso: Es el más importante ya que influye sobre algunos de los otros. Esta pérdida de peso varía de un 4 a 6 %, si bien algunos autores dan márgenes más amplios de un 2 a 7 %. Depende del descrudado que se efectúe y de la clase de algodón a descrudar. La pérdida de peso aumenta muy poco al aumentar la concentración de NaOH, en contra de lo que se cree muchas veces que un aumento en la concentración de NaOH trae consigo una considerable pérdida de peso. La mayor parte de impurezas son eliminadas descrudando a 100ºC y presión atmosférica. b) Pérdida de longitud: Varia bastante con la clase de descrudado que se efectúa, pero no pasa nunca de un 2.5%. La estructura del tejido influye notablemente en la concentración. Página 3
  • 5. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos c) Alteración en la torsión: Es de dos clases. Si las fibras han estado sometidas a cualquier acción mercerizante, la torsión natural de las fibras tendera a disminuir. Existe también un incremento en el número de vueltas por metro, en la torsión dada en la hilatura. Esto es debido al encogimiento y adelgazamiento del hilado. d) Alteración en el número (grosor del hilo): Es función de la pérdida de peso y de la concentración. A mayor pérdida de peso mayor numero de obtendrá, y a mayor concentración menos numero. Debido a esto la alteración del número es la diferencia entre estas variaciones. Dicha variación viene a representar un aumento de un 4 % aproximadamente en el número de hilado. e) Aumenta de resistencia: Es función del encogimiento siendo una prueba de que el proceso de descrudado ha sido bien conducida sino observa dicho aumento es que hay alguna falla en dicho descrudado. Por regla general, el incremento de la resistencia es de un 20%. Debido a las propiedades que el residuo de ceras confiere a los tejidos de algodón, se ha de procurar el que aquel no sea inferior a 0.1% ya que entonces el tacto de los hilados y tejidos, se vuelvan ásperos y quebradizos, es conveniente un residuo grasa de un 0.25% para que les confiere un tacto adecuado, si bien no se debe sobrepasar este, ya que puede haber lugar a amarillamientos posteriores. El proceso de descrude convencional se realiza de la siguiente manera: 98ºC 30 min 25ºC 10 min B.B.  Humectante  Secuestrante de dureza  NaOH BLANQUEO QUÍMICO Además de las impurezas ya señaladas, existen otras de tipo leñoso y coloreadas que no se eliminan en el descrudado, por lo que las fibras celulósicas a la salida de esta operación quedan aun con un color amarillento. Si la fibra a operar debe quedar blanca o teñirse en tonos claros, es necesario eliminar este pigmento mediante oxidantes, dependiendo la pureza del blanco obtenido de la intensidad del blanqueo, pero este debe ser limitado para no perjudicar la resistencia de la celulosa. En artículos que se deben teñir en tonos oscuros, no es necesario efectuar el blanqueo, pero puede hacerse superficialmente para aumentar la hidrofilidad del tejido y logra así una tintura regular. Este proceso es el blanqueo químico. Página 4
  • 6. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos En el blanqueo de las fibras celulósicas, se emplean dos tipos de soluciones oxidantes: 1. Soluciones acuosas de compuestos que contienen cloro en su constitución, entre ellas tenemos compuestos inorgánicos tales como el acido hipocloroso, los hipocloritos, Los cloritos, etc.; y los compuestos orgánicos tales como el Activin, etc. 2. Soluciones acuosas de compuestos oxidantes que no contienen cloro en su molécula, y que principalmente están representados por los peróxidos, permanganatos, perboratos, ozono, etc. Entre los citados nos centraremos en el blanqueo con oxidante, específicamente en el blanqueo con peróxidos. Los peróxidos empleados como agentes de blanqueo, son usualmente lo de sodio e hidrógeno. El primero da soluciones de blanqueo ligeramente más económicas de precio que el segundo si bien este ofrece mayor facilidad de manipulación, y en algunos procesos de blanqueo es insustituibles. Por otra parte, el empleo del peróxido de hidrógeno es cada día mas extendido en la industria También, como ya es conocido, las soluciones de H2O2 se encuentran en el comercio a varias concentraciones, siendo preferibles el empleo de las de una riqueza de 130 o 200 vol O2 / litro de solución de H2O2, las cuales ya se encuentran ligeramente acidificadas a fin de evitar su descomposición, que como se sabe es rápida en medio alcalino y lenta o casi nula en medio ácido. Cuando se calienta una solución alcalina de H2O2, esta se descompone como sigue: Y el oxigeno liberado, si actúa sobre una materia textil, produce su oxidación y efectúa una acción de blanqueo. Es pues evidente, que toda regulación en la producción del oxigeno, tendrá sus repercusiones en el proceso de blanqueo. Sin embargo, a temperatura ambiente y medio acuoso el peróxido puede descomponerse como: Como en la mayoría de estos procesos, dos factores actúan d forma decisiva en la velocidad de descomposición del H2O2: temperatura y pH. La regla general, es que al aumentar ambas. la velocidad de descomposición aumenta, debiéndose de regular los valores de temperatura y pH, de forma que la velocidad de formación del oxigeno sea análoga a la de su captación por la fibra, a fin de evitar el desaprovechamiento de los medios activos de blanqueo. Es en estos 2 parámetros en los que fundamentalmente se basa la propuesta de solución aquí presentada. Página 5
  • 7. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos El proceso de blanqueo químico convencional va de la siguiente manera: 98ºC 30 min 10 min 60-78ºC  Neutralizador de H2O2 B.B. 25ºC 10 min  Humectante  Estabilizador de H2O2  H2O2  NaOH PROCESO SIMULTÁNEO DE DESCRUDE-BLANQUEO El proceso simultáneo es factible por el medio alcalino del baño tanto en el descrude y como en el proceso de blanqueo de los tejidos, siendo posible unirlos en un solo baño. El proceso mencionado obliga emplear soluciones alcalinas como la soda cáustica; el pH de la solución es conveniente que sea 10.8 a 13. Con este tipo de proceso en simultáneo de descrude y blanqueo en un solo baño se obtienen una hidrofilidad y grado de blancura suficiente para efectuar una buena tintura o estampación. Página 6
  • 8. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PARTE EXPERIMENTAL El proceso se recreó a escala de laboratorio (pretratamiento a la discontinua) con los siguientes parámetros: PROCESO CLÁSICO DE DESCRUDE Descripción de productos auxiliares necesarios: Producto auxiliar Concentración Soda caustica 36ºBe 50 g/L Kieralon MFB (Detergente) 3 g/L Lavoral GR (Secuestrante de dureza) 10 g/L Leophen M (Humectante) 1 g/L La curva del proceso de descrude es la siguiente: 98ºC 30 min 25ºC 10 min B.B.  Kieralon MFB  Lavoral GR  Leophen M  NaOH 36ºBe La relación de baño depende de la masa de la tela a pretratar. Por ende, el volumen del baño también depende de este valor. Sin embargo, los valores de concentración de auxiliares siguen siendo las mismas para cualquier relación de baños. En la parte del descrude, los valores de pH medidos son: 3 4 Punto Temp. ( ) pH 1 8.7 2 10.7 1 2 3 9.5 5 4 9.8 5 10.3 Página 7
  • 9. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PROCESO CLÁSICO DE BLANQUEO QUÍMICO Descripción de productos auxiliares necesarios: Producto auxiliar Concentración Soda caustica 36ºBe 0.6 g/L Peróxido de hidrógeno al 50% 2 g/L Idrosolvan E-500 (Detergente-humectante) 1 g/L Celidon E-21 (Estabilizador de H2O2) 1 g/L Megalase KRL (Neutralizador de H2O2) 1 g/L La curva del proceso de blanqueo químico es la siguiente: 98ºC 30 min 10 min 60-78ºC  Megalase KRL B.B. 25ºC 10 min  Idrosolvan E-500  Celidon E-21  H2O2  NaOH La relación de baño depende de la masa de la tela a pretratar. Por ende, el volumen del baño también depende de este valor. Sin embargo, los valores de concentración de auxiliares siguen siendo las mismas para cualquier relación de baños. En la parte del blanqueo químico, los valores de pH medidos son: 3 4 Punto Temp. ( ) pH 6 1 8.5 2 11.2 3 9.1 1 2 5 4 10.3 5 11.1 7 6 11.4 7 11.2 Página 8
  • 10. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PROCESO PROPUESTO El tejido usado es un tejido punto tipo jersey 20/1, compuesto 100% de algodón Tangüis. Se eligió este tipo de tela ya que el tejido de punto no requiere de un desencolado previo al proceso de tintura. PROCESO SIMULTÁNEO DE DESCRUDE-BLANQUEO El objetivo principal de este proceso simultáneo es poder realizar los procesos de descrude y blanqueo químico en un solo baño, cuidando que los resultados de calidad obtenidos en el área de tintorería sean óptimos. Para ello, primero partimos de mediciones de temperatura y pH realizadas en las distintas etapas de los baños de descrude y blanqueo químico: De los datos de temperatura y pH expuestos anteriormente, podemos hacer una gráfica de comparación de variación de pH en ambos procesos: Variación de pH - tiempo 14 13 12 11 pH 10 Descrude Blanqueo quimico 9 8 7 0 20 40 60 80 tiempo (min) Para poder elaborar la curva, partimos de nuestra gráfica de temperatura y pH. Como conocemos la procedencia del algodón y la composición de la fibra, podemos partir de nuestra curva de descrude clásico. Al tratar de juntarla con el proceso de blanqueo, tenemos que asegurarnos de 2 aspectos principalmente:  En el neutralizado de la base, tenemos que tener un pH adecuado, tal que no sea del todo fuerte y que llegue a arrastrar toda la grasa, porque así la fibra perdería caída. Según nuestros resultados, vemos que el rango de pH está aún dentro de lo permisible para asegurar la permanencia de lípidos que aseguren una caída aceptable. Página 9
  • 11. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos  En el neutralizado del peróxido, hay que tener en cuenta también el rango de pH y el rango de temperaturas a la hora del baño, ya que al trabajar con una enzima (catalasa) tiene condiciones de acción muy marcadas. Esto lo aseguraremos haciendo primero el neutralizado de la base, y luego el neutralizado del peróxido, para así tener un pH adecuado en la acción de la catalasa, y esto se condice con nuestros resultados.  Por último, tenemos que asegurarnos que la cantidad de peróxido residual también se encuentre dentro de los rangos permitidos, ya que una cantidad excesiva de peróxido residual podría afectar la coloración en el teñido de nuestra tela, especialmente si los colores a teñirse son claros. A escala de laboratorio hemos usado una relación de baño de 1/20. Y para implementar este proceso en planta, viendo las máquinas que poseen la tintorería donde se llevará a cabo el proceso, se ha establecido conveniente una relación de baño de 1/7. Como los reactivos vienen para su aplicación directa en planta, para la reproducción del proceso a nivel de laboratorio es necesario diluir los reactivos a la presentación requerida, en su mayoría se diluyeron a 1g/10 mL. En la tabla siguiente se detalla una descripción de productos auxiliares necesarios. Se detallan sus nombres técnicos, y su concentración: Producto auxiliar Concentración Soda caustica 36ºBe 10 g/L Peróxido de hidrógeno al 50% 2 g/L Idrosolvan E-500 (Detergente-humectante) 1 g/L Celidon E-21 (Estabilizador de H2O2) 1 g/L Kollasol CDA (antiespumante) 1 g/L Megalase KRL (Neutralizador de H2O2) 0.3 g/L Ácido acético 0.3 g/L Página 10
  • 12. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos Y la curva textil propuesta a seguir es la siguiente: 20 min 98ºC 10 min 75ºC 10 min 25ºC 10 min 60ºC  Ácido acético B.B.  Agua  Megalase KRL  Idrosolvan E-500  NaOH  Celidon E-21  H2O2  Kollasol CDA Como conocemos la procedencia del algodón (Tangüis) podemos proseguir. Sin embargo, en algunas tintorerías no se indica esto, y para evitar una alta concentración de Fe en la fibra, se puede secuestrar este metal mediante el siguiente baño: 60ºC 10 min B.B. Producto Concentración auxiliar 25ºC 5 min Lavoral GR (Secuestrante 2 g/L de dureza)  Lavoral GR La aplicación de esta curva bien puede hacerse después de la etapa de neutralización del ácido acético, ya que los rangos de pH mas la temperatura del baño pueden ayudar a la oxidación del Fe2+ a Fe3+, y dado el carácter mucho más soluble de este catión, su eliminación se ve favorecida. La concentración de hierro en el baño al final no debe exceder los 0.1 mg/L (o 0.1 ppm). A partir de esta curva, se obtiene una tela blanqueada, lista para su posterior teñido, ya sea con colorantes o con blanqueo óptico. Página 11
  • 13. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos Ahora, evaluando los rangos de temperatura y pH de la curva propuesta: 3 4 Punto Temp. ( ) pH 1 8.6 6 2 11.5 5 3 10.1 8 4 10.3 1 2 5 11.1 7 6 10.8 7 10.2 8 9.7 Llevando a una gráfica junto a los procesos separados, vemos que: Variación de pH - tiempo 14 13 12 11 pH Descrude 10 9 Blanqueo quimico 8 Simultaneo 7 0 20 40 60 80 tiempo (min) Vemos que los valores de pH medidos aquí se complementan con los valores mostrados en la gráfica. Entonces, se puede concluir que el proceso es similar en el tema de pH y temperatura. La presencia de peróxido residual en la tela la comprobamos con la ayuda de indicadores de peróxido residual: Usando estos indicadores, comprobamos que el valor de peróxido residual se encuentra en 0.25 mg/L aproximadamente. Con este resultado, vemos que la curva tiene buena acción en el neutralizado del peróxido. Página 12
  • 14. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PRUEBAS DE CALIDAD Para poder determinar que los parámetros de calidad de la tela al final del pretratamiento son óptimos, se realizaron diversas pruebas de solidez y calidad, de acuerdo a las normas textiles de la AATCC (normas técnicas americanas, indispensables para telas destinadas a la exportación) y de las NTP (normas técnicas peruanas, aprobadas por la Sociedad Nacional de Industrias). El espectrofotómetro utilizado en todas las pruebas fue un Datacolor Spectrum 400, equipado con el software Datamaster, para evaluación de colores y blancura. Posee 3 estándares de reflectancia (LAV, SAV, USAV) y zoom automático en 3 posiciones. El tejido usado es un tejido punto tipo jersey 20/1, compuesto 100% de algodón Tangüis. Se eligió este tipo de tela ya que el tejido de punto no requiere de un desencolado previo al proceso de tintura. PRUEBAS DE BLANCURA Físicamente, las telas sometidas al proceso clásico y al proceso simultáneo tienen el siguiente aspecto: Proceso actual Proceso propuesto Llevando al espectrofotómetro nos arrojó la siguiente lectura: Página 13
  • 15. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos Vemos aquí que los valores de blancura arrojados a la luz de la lámpara D65 a 10º arrojan grados Berger de blanco aceptables, donde el patrón tiene 77.3 grados Berger de blancura, y la imitación tiene 76.9 grados Berger de blancura, lo que se condice con coordenadas CIE de blancura muy cercanas. Para la evaluación de reflectancia de colores, la curva espectral arrojada y los valores de color, croma e intensidad son los siguientes: Vemos aquí que los valores de color arrojados a la luz de la lámpara D65 a 10º arrojan valores de color también cercanas al patrón, con tendencia al verde y al amarillo. Se observa también una luminosidad alta. Además observamos un valor de croma cercano, lo que indica poca saturación del color. Y por último, en cuanto al ángulo métrico de croma, vemos que es de un valor óptimo en comparación con el patrón, lo que indica similitud cromática. Página 14
  • 16. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PRUEBAS DE TEÑIDO Y AFINIDAD TINTÓREA Las muestras se sometieron a un proceso clásico de teñido por colorante reactivo. Se eligió un colorante con grupo reactivo vinilsulfona, ya que su temperatura de teñido se halla en el punto medio de la temperatura de los demás grupos. A continuación se especifican los colorantes aplicados y los matices obtenidos: MATIZ CLARO: Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Yellow S-8G al 2%. Proceso actual Proceso propuesto MATIZ OSCURO: Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Proceso actual Proceso propuesto Llevando al espectrofotómetro para la evaluación del color en el matiz oscuro, habiendo usado el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%, tuvimos la siguiente lectura: Vemos que, poniendo como patrón a la tela teñida con pretratamiento clásico, nuestra tela tiene una mayor luminosidad, menor croma y menor cromacidad. Esto se refleja en que nuestra muestra es más clara, menos verde y menor amarilla. Página 15
  • 17. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos PRUEBAS DE SOLIDEZ AL LAVADO Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma técnica AATCC 61. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Los resultados se exponen a continuación: Muestra actual: Tipo Valor Acetato 4–5 Algodón 4 Nylon 3 PES 4 PAC 5 Lana 5 Muestra innovada: Tipo Valor Acetato 4 Algodón 4 Nylon 3 PES 4–5 PAC 4–5 Lana 4 PRUEBAS DE SOLIDEZ AL AGUA Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma técnica AATCC 107. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Los resultados se exponen a continuación: Muestra actual: Tipo Valor Acetato 4 Algodón 3 Nylon 3 PES 3 PAC 4 Lana 3 Página 16
  • 18. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos Muestra innovada: Tipo Valor Acetato 4 Algodón 3 Nylon 3 PES 3 PAC 4 Lana 3 PRUEBAS DE SOLIDEZ AL FROTE Las muestras se sometieron a un proceso de prueba de solidez al lavado, según la norma técnica AATCC 8. Se utilizó el colorante reactivo Bezaktiv Blue S GN 150 al 2%. Los resultados se exponen a continuación: Muestra actual: En seco: 5 En húmedo: 5 Muestra innovada: En seco: 5 En húmedo: 4.5 Página 17
  • 19. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos ANÁLISIS DE COSTOS Dentro de todo proceso, es importante realizar el análisis de los costos a involucrar en ello. Para esto, procedemos a detallar los costos y sus impactos a continuación: Productos Costos en $ Costos en S/. Soda cáustica 0.3 0.78 Idrosolvan E-500 2.4 6.24 Celidon E-21 2.6 6.76 Kollasol CDA 2.0 5.46 Agua oxigenada al 50% 0.42 1.092 Megalase KLR 2.72 7.092 Ácido acético 1.0 2.6 Agua blanda 0.078 0.2028 Energía eléctrica 1 kW/h 0.5 Vapor Hora=31.23 81.198 Mano de obra 12.5 Total en soles: S/. 120.77 Dólar considerado: S/. 2.6 Si deseamos hacer el proceso simultáneo para 500 m de tejido, tendremos los siguientes costos:  Productos: Soda cáustica: 30 L Idrosolvan E-500: 7.5 kg Celidon E-21: 7.5 kg Kollasol CDA: 7.5 kg Agua oxigenada al 50%: 30 L Ácido acético: 0.56 L Megalase KLR: 2.25 kg  Agua: 3750 L  Energía eléctrica: 40 kW/h  Mano de obra: 2.5 h  Vapor: 2.5 h  Tiempo de proceso: 2.5 h Llevando a una tabla, para el proceso simultáneo, tenemos que: Energía Mano de Productos Agua Vapor Total eléctrica obra S/. 288.522 S/. 7.605 S/. 20 S/. 10.40 S/. 257.65 S/. 584.177 Evaluando ahora el costo por separado, tenemos que: Energía Mano de Productos Agua Vapor Total eléctrica obra S/. 750.25 S/. 19.26 S/. 35 S/. 16.64 S/. 380.24 S/. 1201.38 Página 18
  • 20. Área de Optimización del proceso de tratamiento de fibras textiles previas a la tintura procesos Los beneficios serían: Ahorro:  Productos auxiliares: 61.54%  Agua: 60.49%  Energía: 42.85%  Vapor: 37.50%  Mano de obra: 32.24% Ganancia o ahorro por proceso: S/. 617.203 En porcentaje: 45.21% del proceso actual Ahorro de tiempo por proceso: 1.5 horas En porcentaje: 37.5% del proceso actual CONCLUSIONES Concluimos principalmente que con el proceso optimizado simultáneo de descrude- blanqueo obtenemos los siguientes beneficios:  Disminución del tiempo empleado en los pretratamientos del material textil y en los costos (45.21% de ahorro y 1.5 horas en tiempo).  Ahorro de energía.  Disponibilidad de maquinas.  Mayor productividad.  Evitamos retrasos en los procesos de tintura de las telas tanto en planta como en laboratorio. BIBLIOGRAFÍA BEZEMA RAI – 1 / RAI – 2 / RAI – 3 / RAI – 4 (Reaktiv All In) Industriegebit Letzan – CH-9462. Información técnica Costa, Mirko R. LAS FIBRAS TEXTILES Y SU TINTURA, Vol.II. CONCYTEC, Lima, 2002. Horsfall, R.S. TRATADO DE TINTURA DE LAS FIBRAS TEXTILES. José Monteso Editores. Barcelona, 1956. Página 19