công nghệ nhuôm theo khuynh hướng hóa học xanh

các phương pháp xử lí nước thải băng phương pháp xanh và thân thiên với môi trương, gốm 4 chương: chương 1: tổng quan về nhuộm chương 2: các yếu tố ảnh hưỡng đến môi trường chương 3: giải pháp thông qua ví dụ công ty minh đạt chương 4: giai pháp hoa học xanh ngoài ra thì còn có một số tiến bộ trong thời gian gần đây

Chủ đề: HOÁ HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM

Nhóm 6 Thành viên:

Mục lục

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 3

PHẦN 2: NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: TIỀM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI 4

1.1 Quy trình sản xuất vải dệt kim 4

1.2 Quy trình nhuộm vải dệt kim 4

1.3 Quy trình hoàn tất vải 4

CHƯƠNG 2: CÁC TIẾN BỘ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ NHUỘM GẦN ĐÂY 2.1 Các công nghệ từ A Monforts -10

2.2 HEJV của Tong Geng 10

2.3 Máy nhuộm hình chữ O của Hsiang 10

2.4 Công nghệ gia công rô bốt hóa của Obem 11

2.5 Máy nhuộm iMaster của Thies (Đức) 11

2.6 Các máy XO-Series của Xorella 11

CHƯƠNG 3: CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG NGHIỆP DỆT 14

3.1 Ô nhiễm không khí: 14

3.2 Ô NHIỄM NƯỚC 16

3.3 Ô nhiễm chất thải rắn 17

CHƯƠNG 4: CÁC BIÊN PHÁP XỬ LÍ 19

4.1Xử lí nước thải dệt nhuộm bằng hệ xúc tác Fenton dị thể 19

4.2 Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng than carbon hóa 24

4.3 Thay thế thuốc nhuộm hóa học bằng thuốc nhuộm tự nhiên 25

PHẦN 3: KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 28

1 KẾT LUẬN 28

2 KIẾN NGHỊ 28

Tài liệu tham khảo -29

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

Hiện nay, 54 triệu tấn xơ dệt được xử lý mỗi năm cần khoảng 1 triệu tấn thuốc nhuộm

và 7 triệu tấn các hóa chất khác Nước và năng lượng sử dụng chỉ đứng sau côngnghiệp bột giấy và giấy (theo số liệu từ công ty Danisco Genencor - nhà sản xuất cácenzyme cho xử lý dệt) Nhu cầu trên thế giới cho hóa chất dệt được ước tính tăng2,8% mỗi năm lên đến 19 tỷ USD trong năm 2012 (theo Tập đoàn Freedonia)

Các loại hóa chất này ngoài việc sử dụng cho sản xuất xơ dệt còn được sử dụng chocác công đoạn nấu, tẩy, hồ, làm mềm, làm bóng, nhuộm, in và hoàn tất dệt Chúng baogồm cả các nguyên liệu đặc biệt chẳng hạn như biôxit, chất chống cháy, chất kỵ nước,chất chống bẩn, chất chống tĩnh điện

Chất chống cháy cho vải, đặc biệt các ête poly-brominated diphenyl (PBDEs), trởthành mối quan tâm lo lắng trong những năm gần đây của nhiều công ty Trong số đó

có những công ty, chẳng hạn như Avocet tại Anh và Teijin, đã thay thế bằng các chấtkhông Brom

Mối quan tâm về formandehyde trên vải dệt cũng đã được đưa ra tại Mỹ và EU Một

sự đáp ứng là hệ thống in pigment Helizarin không formandehyde của BASF, hệthống này đảm bảo không nhiễm formandehyde trong quá trình sản xuất Các sảnphẩm khác của BASF bao gồm hai hệ thống hoàn tất fluorocarbone mới cho chốngbám bẩn và nhả bẩn Cả hai bao gồm hoàn tất fluorocarbon Lurotex trên nền C6 vàchất tăng bọt Perapret cho công năng nâng cao Hai công ty Genencor và Novozymerđều cung cấp các công nghệ dựa trên enzyme mà có thể thay thế các hóa chất độc hại.Một trong các chất đó là chất làm trắng sinh học PrimaGreen, được phát triển và giớithiệu bởi công ty Genencor với sự hợp tác của Hunstman Textile Effects tại Thụy sĩ.Khi được sử dụng trong hệ thống tẩy Gentle Power Bleaching của Huntsman, nó cóthể tiết kiệm tới 40% năng lượng và nước sử dụng và giảm hao phí bông tới 50%

Nói chung, hiện nay việc sử dụng enzyme trong công nghiệp dệt mới chỉ chiếmkhoảng 1% , nhưng theo thời gian khi khách hàng yêu cầu về các sản phẩm xanh hơnngày càng nhiều và sức ép của các qui định ngày càng cao, thì tiềm năng phát triểncho các lựa chọn enzyme này sẽ là đáng kể

Tóm lại, công nghệ dệt có các vấn đề về môi trường như đã đề cập ở trên với các giảipháp xử lý cuối đường ống, nhưng lĩnh vực hóa học ngày nay đang đi theo một hướng

"phòng ngừa còn hơn khắc phục", mà kết hợp với các cơ sở sản xuất máy dệt tạo raviễn cảnh về bảo vệ môi trường không cần phải thêm chi phí sản xuất

PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TIỀM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI

Gồm 3 giai đoạn

Công nghiệp dệt là một ngành đóng góp đáng kể cho nền kinh tế tại nhiều quốc gia,bao gồm cả các hoạt từ phạm vi nhỏ đến rộng lớn trên toàn thế giới Trên phươngdiện đầu vào hoặc sản xuất và nhân công thì công nghiệp dệt là một trong các ngànhcông nghiệp lớn nhất trên thế giới

Đặc điểm của gia công sản xuất dệt là sự tiêu thụ ở mức cao về nước, nhiên liệu vànhiều loại hóa chất khác nhau trong một chuỗi gia công dài, làm phát sinh một lượngđáng kể các chất thải Các hoạt động thông thường với hiệu quả gia công thấp sẽ tạo

ra sự lãng phí về cơ bản các nguồn tài nguyên và phá hủy nghiêm trọng môi trường.Các vấn đề môi trường chính liên quan đến công nghiệp dệt là ô nhiễm nguồn nướcmặt do phát thải các dòng chất lỏng chưa được xử lý Phát thải môi trường không kémphần quan trọng là phát thải khí, đặc biệt từ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) vàtiếng ồn quá mức cho phép hoặc mùi cũng như an toàn nơi làm việc

Quy trình sản xuất vải dệt kim

Trong quy trình sản xuất vải dệt kim, trước hết chúng tôi nhập sợi về, sau đó chuyển qua công đoạn mắc sợi Sau đó chuyển sang hồ rồi mới đưa qua hệ thống máy dệt để thực hiện công đoạn dệt

Tại công đoạn dệt này, quy trình sản xuất vải dệt kim được bắt đầu với các máy dệt tự động công nghệ cao dưới sự điều khiển của các kỹ sư và công nhân lành nghề Sợi được đan với nhau theo một quy trình đã được định sẵn để đảm bảo theođúng kiểu vải dệt mong muốn Máy dệt được lập trình để kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất vải dệt kim, điều này đảm bảo sự đồng nhất cho toàn bộ mẻ dệt trong suốt quy trình dệt

Sau quy trình sản xuất vải dệt kim, chúng ta có những cây vải mộc Đây là nguyênliệu đầu vào của quy trình nhuộm Vải sau khi dệt được chuyển qua bộ phận mộc đểnối các đầu cây lại với nhau, phân theo cùng loại cùng khổ Sau đó vải được đưa vàomáy dùng để giũ hồ, sở dĩ ta phải giũ hồ vì trong vải mộc có chứa nhiều tạp chất hồnhư hồ tinh bột, chất làm mềm, chất bôi trơn…

Sản phẩm vải mộc sau quá trình dệt (vải dệt kim) còn chứa nhiều tạp chất, hồ, dầumỡ… Vì vậy tất cả các sản phẩm vải mộc đều khô cứng khó thấm các dung dịch hóachất khác cho nên rất khó nhuộm màu, mặc khác lại chưa có độ trắng cần thiết chonên cần xử lý vải trước khi chuyển sang quy trình nhuộm Mục đích của công nghệtiền xử lý là làm sạch các tạp chất để tăng khả năng nhuộm màu, đảm bảo sản phẩmnhuộm đều màu sâu màu và màu được tươi trong quy trình nhuộm kín

1.1 Quy trình nhuộm vải dệt kim

Xưởng nhuộm Công ty dệt nhuộm Minh Đạt (Midatex) chúng tôi có các máy nhuộm

đảm bảo màu đều hơn, sâu hơn, nâng cao độ bền màu và chống chạy màu…Với cácthiết bị nhuộm kín tạo ra quy trình nhuộm đáp ứng những đòi hỏi về chất lượng màusắc của sản phẩm vải dệt kim bền đẹp và phong phú về chủng loại

Quá trình nhuộm vải dệt kim là quá trình kỹ thuật được hình thành bởi các yếu tố:vật liệu nhuộm, thuốc nhuộm nhuộm sử dụng nhiệt độ, các chất phụ trợ, áp suất,dung tỷ nhuộm, thiết bị và phương pháp tiến hành nhuộm Mỗi loại vật liệu, sảnphẩm sẽ có một qui trình và công thức nhuộm riêng tối ưu cho loại vật liệu, sảnphẩm đó Đây là công đoạn quan trọng nhất, nó quyết định màu sắc của sản phẩm vàđáp ứng thị hiếu người tiêu dùng

Công đoạn vải mộc sẵn sàng đưa vào quy trình tẩy nhuộm

Quá trình nhuộm vải của hệ thống máy nhuộm cao áp khép kín

Quá trình nhuộm vải dệt kim được thực hiện trong các máy nhuộm cao áp, nhuộmtheo phương pháp nhuộm gián đoạn Vải trong quá trình nhuộm được ngâm vàotrong dung dịch nhuộm trong một khoảng thời gian nhất định, thuốc nhuộm đượcđưa vào cùng với vải mộc theo đúng công thức đã được bộ phận kỹ sư chuyểngiao theo quy trình công nghệ nhuộm nhất định Kết thúc quy trình sản phẩm vải dệtkim nhuộm được xử lý cuối cùng trong máy.Thời gian nhuộm thường kéo dài từ 4cho tới 18 tiếng (tùy vào từng loại vải) Bây giờ chúng ta đã có màu vải như mongmuốn

Tiếp tới vải được giặt để loại bỏ toàn bộ tạp chất và hóa chất còn dư của quá trìnhnhuộm Sau đó vải được làm khô bằng máy sấy chuyên dụng và chuyển tới khâu cuốicùng đó là định hình

1.2 Quy trình hoàn tất vải

Quy trình hoàn tất vải là khâu cuối cùng trước khi xuất xưởng vải thành phẩm Vảisau khi nhuộm còn rất nhiều nước nên không thể vào hoàn tất ngay được, vì vậy cầnphải sấy trước khi đưa vào máy căng hoàn tất, nhiệt độ sấy từ 110-1300C (đối vớimàu đậm ta sấy ở nhiệt độ 1100C nhằm chống chạy màu và loang màu) tuy nhiên tốc

độ sấy tùy thuộc vào từng mặt hàng, đối với mặt hàng vải càng dày tốc độ sấy càngchậm

Sau khi sấy vải tiếp tục được đưa vào máy căng hoàn tất, máy căng này chạy ở nhiệt

độ thấp hơn máy căng định hình 130-1700C, đầu máy có một máng hồ chứa dung dịch

hồ vải để tạo cho vải có được những tính chất theo yêu cầu vải sau khi hoàn tất đã đạtđược những yêu cầu cần thiết, tuy nhiên để tăng thêm tính thẫm mỹ vải được đem đi

xử lý cơ học lần cuối trước khi thành phẩm, biện pháp xử lý này bằng máy COMFIT,nguyên tắt của máy này là dung nhiệt độ để ủi thẳng vải và làm cho vải mềm mịn hơn.Sau COMFIT vải được đem in biên và cuộn thành phẩm

CHƯƠNG 2: CÁC TIẾN BỘ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ NHUỘM GẦN

ĐÂY

2.1 Các công nghệ từ A Monforts

Theo nhà sản xuất máy nhuộm và xử lý hoàn tất A Monforts (Đức), hệ thống thu hồinhiệt của máy văng sấy Montex 6500 – hiện có cho tất cả các máy văng sấy Monforts– có thể tiết kiệm tới 30% năng lượng Do vậy thu hồi nhiệt không chỉ tiết kiệm cácnguồn tự nhiên mà còn giảm đáng kể chi phí sản xuất Trong lĩnh vực nhuộm liên tụcbông, quá trình Econtrol chắc chắn là quá trình có hiệu quả, theo A Monforts So vớiquá trình nhuộm ngấm ép-sấy-thermofix hoặc quá trình ngấm ép-sấy-ngấm ép-chưnghơi, quá trình nhuộm Econtrol trên Thermex 6500 Hotflue không cần quá trình gắnmàu tách riêng

Môi trường Econtrol bên trong khoang Thermex đảm bảo kết quả nhuộm hoàn hảotrong quá trình sấy, Monforts hiện đã phát triển quá trình một bể để nhuộm các hỗnhợp PES/CO bằng cách dùng kỹ thuật Econtrol mà không cần giặt khử trung gian Cácphương pháp nhuộm đã được thiết lập cho các hỗn hợp như vậy cực kỳ mất thời gian

và tốn nhiều chi phí Chúng yêu cầu nhiều nước, hóa chất và sử dụng nhiều nănglượng

2.2 HEJV của Tong Geng

Tong Geng (Đài Loan) đã giới thiệu máy nhuộm vải mới hình chữ L Side Flow –HEJV Máy kết hợp ưu điểm của cả máy nhuộm dòng trên và dòng dưới Máy phùhợp với rất nhiều loại vải, đặc biệt là đối với vải dệt kim và dệt thoi là những loại vảinhạy với nhăn, PES chưa định hình, các hỗn hợp Lycra và các hỗn hợp polyeste.Đường ống dẫn Side Flow thiết kế mới được cấp bằng sáng chế ngắn hơn (về chiềuthẳng đứng) so với đường ống dẫn truyền thống Do vậy, yêu cầu áp lực vòi phun thấphơn để mang vải đi, tạo ra tốc độ tuần hoàn tốt Đường ống dẫn cũng có sự thay đổi vịtrí nhiều hơn cho dòng vải Điều này cho phép vải hồi phục giãn và mềm ra, tăng chấtlượng của nhuộm, đặc biệt có hiệu quả đối với các loại vải quăn mép

Về mặt tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, máy này có thiết kế khoang dung tỷthấp Thể tích chết bên trong khoang được tích hợp với hệ thống rũ thông minh, rútngắn giai đoạn rũ và đồng thời đạt dung tỷ thấp

Ngoài thiết kế khoang dung tỷ thấp, tấm bên trong là thiết kế với sàn gợn sóng hìnhchữ w đặc biệt Vải đi không bị ngăn cản trong chu kỳ tuần hoàn mà không cần bơm

mô tơ lớn, tiết kiệm chi phí điện năng

2.3 Máy nhuộm hình chữ O của Hsiang

Hsiang Fu machinery (Đài Loan) đã giới thiệu máy nhuộm overflow dung tỷ thấphình chữ O Máy nhuộm overflow dung tỷ thấp nhiệt độ cao và áp suất cao nghĩa làmáy nhuộm thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng, chất lượng cao, năngsuất cao và chi phí điện năng thấp.

Các thuốc nhuộm hoạt tính với dung tỷ 1:4 – 1:5 tiêu thụ chưa tới 50 tấn nước/tấn vải(từ các màu nhạt tới đậm) cho toàn bộ quá trình gia công, tiết kiệm nước, năng lượng45-50%, tạo ra cacbon thấp và giảm phát thải

2.4 Công nghệ gia công rô bốt hóa của Obem

Nhà sản xuất máy Obem (Italia) đã phát triển nhà máy gia công được rô bốt hóa hoàntoàn khi vật liệu đang được xử lý (sợi hoặc xơ) được tự động vận chuyển từ nơi chấttải cho tới bất kỳ máy gia công nào, kho trung gian, các máy gia công khác cho đến vịtrí dỡ tải tại đó vật liệu được gia công xong sẽ được chở đi hoặc dược vận chuyển tớiphân xưởng khác

Công nghệ rô bốt hóa cho phép giảm số lượng công nhân và loại trừ thời gian đàotạo; đây là công nghệ để quản lý số lượng lớn rất tốt và cũng rất linh hoạt và tốt đểquản lý số lượng nhỏ Nó cũng cho phép kiểm soát trung tâm bằng máy tính có thểdùng để truy tìm “cái gì đang ở đây” và là một công cụ tốt để giúp Obem phát hiện (từvăn phòng công ty ở Italia) các vấn đề của bất kỳ nhà máy nào theo thời gian thực và

có thể đưa ra giải pháp, hiệu suất tốt hơn về mặt điều phối thời gian làm việc của máy

và ít tiêu thụ hóa chất, nước và điện năng hơn

2.5 Máy nhuộm iMaster của Thies (Đức)

Gần đây Thies đã tiết lộ máy nhuộm vải nhiệt độ cao iMaster H2O tiêu thụ ít nước chobông Máy bắt đầu tại dung tỷ 1:3,7, phụ thuộc vào mức độ ngấm nước của vải Ngoài

ra, người ta nói rằng máy có thể giảm thời gian gia công đáng kể trong khi đạt chấtlượng cải thiện cả về mặt ngoại quan và độ giãn dài của vải

iMaster được thiết để xử lý dải rộng các loại vải và hàng dệt kim từ xơ và các hỗnhợp xơ tự nhiên và tổng hợp, kể cả visco Với chiều cao nâng dây vải ít nhất tạo rakiểm soát độ co được cải thiện và dây vải ít quăn hơn đối với vải đàn hồi như là bông

và lycra

2.6 Các máy XO-Series của Xorella

Nhà sản xuất máy xử lý chưng hơi chân không Xorella (Thụy Sỹ) đã gới thiệu Series mới Series sử dụng các thành phần cơ bản với chất lượng cao và chế tạo tuyệtvời cả về công năng và độ tin cậy để giúp khách hàng tiết kiệm tiêu thụ năng lượng tới15-24% Máy nổi bật với hệ thống chưng hơi XO tiên tiến, sử dụng công nghệ đa chânkhông nổi tiếng được kết hợp với hơi bão hòa 100% được tạo ra ở bên trong dể điềuhòa, định hình nhiệt, làm co sơ bộ và hồi phục giãn của sản phẩm dệt có hiệu quả

Theo Xorella, máy XO-Series đã kết hợp khái niệm sinh thái để tạo ra tiêu thụ nănglượng thấp hơn và thiết kế đơn giản đáng ngạc nhiên với yêu cầu bảo dưỡng tối thiểu

để đáp ứng chi phí gia công thấp nhất và các yêu cầu chất lượng cao nhất Hiệu suấtvận hành được cải thiện dáng kể bằng các hệ thống chất tải và vận chuyển tự động

XO-Smart Series nổi bật thiết kế gọn và công nghệ gia công tự động mới nhất với hệthống chưng hơi XO cho các ứng dụng nhiệt độ thấp tới 95oC hiện có ở ba kích thước

và công suất tiêu chuẩn

Như là thiết bị được thiết kế theo yêu cầu khách hàng, XO-Select series hiện có ở bất

kỳ kích thước và công suất nào để tối ưu hóa và kết hợp dòng vật liệu để giảm chi phísản xuất Công ty giới thiệu hai máy kiểu Select, như là máy dạng trụ và máy dạng lậpphương

CHƯƠNG 3: CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG NGHIỆP DỆT

Đặc điểm của công nghiệp gia công dệt không chỉ đòi hỏi một lượng lớn nước chocác công đoạn khác nhau mà còn là các loại hóa chất khác nhau được sử dụng cho cácqui trình gia công khác nhau Có một chuỗi dài của các công đoạn gia công ướt yêucầu đầu vào là nước, hóa chất, năng lượng và tạo ra chất thải trong mỗi công đoạn.Nét đặc trưng khác của ngành công nghiệp dệt, mà là xương sống của ngành quần áothời trang, là các yêu cầu rất khác nhau về chủng loại, mẫu mã và màu sắc của vải tạonên sự thay đổi rất bất thường về tải trọng và khối lượng chất thải phát sinh Gia côngdệt phát sinh nhiều dòng thải , bao gồm các chất thải dạng lỏng, khí và rắn, một sốtrong đó có thể là các chất thải nguy hiểm Bản chất của các chất thải phát sinh phụthuộc vào dạng thiết bị dệt, qui trình gia công và công nghệ được thực hiện, các loại

xơ và hóa chất được sử dụng Tổng quan về lượng chất thải phát sinh trong gia côngdệt được tóm tắt trong bảng 1

Bảng 1: Tóm tắt chất thải phát sinh trong sản xuất dệt

Qui trình gia

công Chất thải khí Nước thải Chất thải rắn

gói

được hồ, xơ phế, cácchất thải trong quá trình

vệ sinh và gia công

loại, chất thải vệsinh, hồ

Xơ, sợi phế, các chấtthải bao gói, , hồ tinhbột không sử dụng

trơn, các chất visinh, các hợp chấtchống tĩnh điện

phế, các chất làm sạch

và bảo dưỡng

glycol và dungmôi nấu

Chất tẩy rửa, dưlượng thuốc trừ sâu,NaOH, xà phòng, dầu, chất bôi trơndệt kim, các chấthoàn tất kéo sợi, cácdung môi đã sử dụng

rất ít hoặc không có rất ít hoặc không có

rất ít hoặc không có rất ít hoặc không có

Kim loại, muối, chấthoạt động bề mặt,các chất trợ hữu cơ

từ quá trình, hợpchất cation, mầu,BOD, COD, sulphie,dung môi axit/kiềm,dung môi đã sử dụng

rất ít hoặc không có

In

Dung môi, aceticacid-nhuộm vàsấy và xử lýnhiệt, khí lò vàkhí cháy

Các chất rắn lơ lửng,urea, các chất dungmôi, mầu, kim loại,nhiệt, BOD, chất bọt

rất ít hoặc không có

Hoàn tất

VOCs, các chấtbẩn trong hóa

BOD, COD, cácchất rắn lơ lửng, các

vải vụn, phế thải baogói