STT Thành phần
tham gia Chức vụ Vai trò Ghi chú
1 Nguyễn Hồ Quang Long
Phoù Giám đốc Xem xét và trình các đề xuất cho Giám đốc xét duyệt
Thành viên 2 Nguyễn Thành Nhân Trưởng bộ phận cơ điện Theo dõi và tổng hợp các số liệu về tiêu thụ điện, nước của công ty
Trưởng nhoùm 3 Huỳnh Tú Vy Trưởng phịng tài
chính vật tư
Cung ứng ngân sách để thực hiện SXSH và tính tốn lợi ích mang lại cho công ty sau khi áp dụng SXSH
Thành vieân
4 Nguyễn Tư Quản đốc xưởng nhuộm
Kiểm tra, đôn đốc việc thực hiện SXSH của công nhân
Thành viên 5 Lê Hồng Vũ Tổ trưởng tổ
nhuộm
Chịu trách nhiệm thực hiện SXSH tại khâu nhuộm
6 Nguyễn Nam Tổ trưởng tổ hồ hoàn tất
Chịu trách nhiệm thực hiện SXSH tại khâu hồ hồn tất 7 Nguyễn Thị
Khánh Ly
Sinh viên ĐHKT Công nghệ TP.
Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp SXSH cho cơng ty và
Chuyên viên SXSH
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 40 SVTH: Nguyễn Thị Khánh Ly
HCM trợ giúp thực hiện
Ghi chuù: Trong quá trình thực hiện đồ án này, TS. Đặng Viết Hùng cũng đã tận tình tư vấn về tất cả các vấn đề có liên quan đến SXSH.
Sự tương quan trong mối quan hệ của đội SXSH được thể hiện theo sơ đồ sau:
4.1.2. Liệt kê các công đoạn trong quá trình nhuộm vải PES và cotton a. Cơng đoạn tiền xử lý
Œ Tẩy trắng
Ø Mục đích: Tạo cho vải có bề ngồi trắng sạch. Khả năng hấp thụ thuốc
nhuộm cũng sẽ được nâng cao sau công đoạn tẩy trắng.
Nguyễn Hồ Quang Long (Phó Giám đốc)
Hình 4.1. Sơ đồ tương quan giữa các bộ phận trong đội SXSH của công ty.
Nguyễn Thị Khánh Ly (chuyên viên
SXSH)
Trao đổi các thông tin và các yêu cầu trong áp dụng SXSH
Xác định trọng tâm đánh giá SXSH Lập kế hoạch triển khai SXSH
Trình bày kết quả giám sát khi áp dụng SXSH Trình các đề xuất cho Giám đốc xét duyệt và chỉ đạo thực hiện Cung cấp thông tin và kết quả giám sát khi áp dụng SXSH Trợ giúp thực hiện các giaûi pháp SXSH Đại diện các bộ phận Huỳnh Tú Vy (tài chính vật tư) Nguyễn Tư (quản đốc xưởng nhuộm) Nguyễn Thaønh Nhân (cơ điện)
Ø Nguyên tắc: Quá trình này được thực hiện trong máy Jet, trong điều kiện
pH từ 3,5 – 4,5 (chất điều chỉnh pH là CH3COOH), NaClO2 chuyển hóa thành oxi nguyên tử oxi hóa màu của vải sợi và vải sẽ đạt được độ trắng cần thiết. Đối với vải PES thì nhiệt độ bắt đầu từ 40 – 500C, trong voøng 20 – 30 phút, sau đó gia nhiệt lên đến nhiệt độ sôi và tẩy ở nhiệt độ sôi trong thời gian 30 – 45 phút, cuối cùng giặt nóng, giặt xả bằng nước lạnh. Cịn đối với vải cotton thì gian giặt tẩy ít hơn và nhiệt độ bắt đầu từ 30 – 400C.
• Giảm trọng (PES)
Ø Mục đích: Làm nhẹ hàng vải và tạo cho mặt vải sự mềm mại. Ngồi ra, vải
sẽ có độ mao dẫn cao hơn, xốp hơn, dễ hấp thu thuốc nhuộm.
Ø Nguyên tắc: Cơng đoạn này được thực hiện trong máy Jet. Khi xơ sợi PES
được xử lý trong dung dịch kiềm mạnh (NaOH) thì liên kết ester của xơ sợi sẽ được xà phịng hóa và tạo ra nhóm ưa nước (-COOH, -OH); đồng thời giảm trọng lượng xơ sợi cho ta cảm giác sờ tay dễ chịu, mặt vải mềm mại. Sau khi giảm trọng ta phải giặt nóng, tiến hành trung hòa xút bằng acid acetic (CH3COOH phản ứng với xút và sẽ tạo muối nên hoàn tồn có thể giặt sạch ra khỏi vải) nhằm tránh không cho xảy ra hiện tượng đốm trắng trên mặt vải khi nhuộm, và cuối cùng là
giặt xả bằng nước lạnh.
Ž Làm bóng (cotton)
Ø Mục đích: Tăng độ bền căng, độ láng bóng và tăng ái lực của vải với thuốc
nhuộm.
Ø Nguyên tắc: Quá trình làm bóng trải qua ba giai đoạn nhỏ là ngấm kiềm,
ổn định và giặt sạch. Quá trình này làm cho vải ở trạng thái kéo căng tác dụng với dung dịch kiềm đậm đặc ở nhiệt độ 16 – 30 0C trong một khoảng thời gian rất ngắn (40 – 50 giây), làm cho xơ bông trương nở to, mặt ngoài của xơ trở nên phẳng hơn, có khả năng phản xạ ánh sáng tốt hơn, vì vậy làm cho xơ trở nên bóng hơn. Ngồi ra, khi xơ nở to làm thay đổi một phần cấu trúc phân tử nên xơ trở neân
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 42 SVTH: Nguyễn Thị Khánh Ly
háo nước hơn, dễ thấm nước và dễ hút ẩm hơn, tăng khả năng hút màu, tiết kiệm được 15 – 30% thuốc nhuộm so với vải chưa được làm bóng.
b. Cơng đoạn xử lý
• Nhuộm
Quá trình nhuộm được thực hiện trong máy nhuộm Jet một họng với công suất tối đa là 300kg/mẻ. Đây là thiết bị nhuộm kín, hoạt động theo nguyên lý “vải và dung dịch cùng chuyển động”,
điều này tạo điều kiện cho thuốc nhuộm dễ dàng khuếch tán vào sợi vải, rút ngắn thời gian nhuộm. Đối với vải PES thì ta dùng thuốc nhuộm phân tán, cịn đối với vải cotton thì ta dùng thuốc nhuộm hoạt tính.
Ÿ Đối với vải PES: bắt đầu ở
nhiệt độ 400C, cho vải vào máy cùng với nước và một số chất trợ như chất càng hóa EDTA (axít axetic ethylene diamine tetra) để phức hóa các chất gây độ cứng cho nước và các ion kim loại nặng; chất khuếch tán (Kortamol NNO); chất làm đều màu (Sonadon D-72). Ta cũng điều chỉnh pH từ 5 – 5,5 bằng CH3COOH vì tất các các thuốc nhuộm phân tán đều nhuộm tốt ở khoảng pH trên. Tuần hoàn vải và dung dịch 10 phút rồi mới cho thuốc nhuộm vào. Gia nhiệt tùy màu nhạt, trung, đậm. Và cuối cùng vải được giặt nóng ở 60 – 700C và giặt xả sạch ở nhiệt độ phịng
Hình 4.2. Máy nhuộm Jet đơn.
Hình 4.3. Giản đồ nhuộm vải PES màu trung bình.
5' ’ 400C 800C 1200C 1300C Giặt xả sạch Giặt nóng 60 – 700C (5 – 30’) Thuốc nhuộm Nước, chất trợ 10’ Vải 10’ 30 – 50’ 30 – 60’ 5 – 10’
Ÿ Đối với vải cotton: bắt đầu ở nhiệt độ 300C, cho vải vào máy cùng với nước và các chất trợ như EDTA, chất đều màu và chất ngấm (tăng cường khả năng khuếch tán màu, giúp cho màu hòa tan đều và ngấm sâu vào bên trong lõi xơ); muoái Natri sunfat (Na2SO4) chạy máy trong 20 phuùt (Na2SO4 là chất điện ly, đóng vai trị chất dẫn giúp cho thuốc nhuộm đi sâu vào trong lõi xơ và đều màu); sau đó gia nhiệt lên đến nhiệt độ nhuộm yêu cầu. Khi đạt đến nhiệt độ nhuộm, chia Natri cacbonat (Na2CO3) làm 03 lần cho vào, mỗi lần cách nhau khoaûng 10 phuùt (Na2CO3 là chất tạo môi trường kiềm, giúp thuốc nhuộm liên kết hóa học với xơ sợi); sau đó tiếp tục giữ nhiệt độ khoảng 15 – 60 phút tùy theo màu nhạt, trung, đậm. Sau khi giặt nóng ở nhiệt độ 500C – 600C và xả sạch ở nhiệt độ phòng, vải được cầm màu ở nhiệt độ 400C – 400C bởi chất cầm màu là chất tạo màng cao phân tử, ngăn khơng cho thuốc nhuộm ra ngồi, giữ lại thuốc nhuộm trên vải, giúp sản phẩm có màu sắc như mong muốn.
Q trình nhuộm bao gồm 4 giai đoạn sau:
Ÿ Giai đoạn 1: Các hạt thuốc nhuộm khuếch tán từ dung dịch đến bề mặt
ngồi xơ sợi.
Giặt xả sạch Cầm màu 40 – 500C 2 – 2,50C/ phuùt 80 – 900C 300C Vaûi Na2SO4 Thuốc nhuộm Nước, chất trợ 20’ Giặt nóng 50 – 600C (5 – 30’) 1/3Na2CO3 1/3Na2CO3 1/3Na2CO3 10’ 10’ 15 – 60’ 10 – 20’
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 44 SVTH: Nguyễn Thị Khaùnh Ly
Ÿ Giai đoạn 2: Các hạt thuốc nhuộm được hấp thụ lên bề mặt ngoài xơ.
Ÿ Giai đoạn 3: Các hạt thuốc nhuộm, khuếch tán từ mặt ngoài vào sâu trong
lõi xơ sợi theo các mao quản.
Ÿ Giai đoạn 4: Thực hiện liên kết bám dính thuốc nhuộm vào xơ.
Löu ý: Nhiệt độ và thời gian có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nhuộm. Nhiệt độ tối ưu để vải có thể bắt màu là 1300C. Nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm cho vải bị biến tính, chuyển sang màu khác, loang màu hoặc vải có thể bị mục nếu dùng thước nhuộm Acid, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, độ dày mỏng hoặc màu sắc của sản phẩm. Lưu ý đối với máy nhuộm cao áp chỉ được mở máy, xả bỏ dung dịch, lấy mẫu sau khi nhiệt độ đã hạ thấp xuống 35oC và áp suất baèng 0.
• Vắt
Ø Mục đích: Giảm bớt nước trong vải bằng máy vắt ly taâm.
Ø Nguyên tắc: Dùng lực ly tâm, khi máy hoạt động sẽ tách nước ra với tốc độ
quay 600 – 650 vịng/phút, vắt khơ đến 70 – 80%. Nếu tốc độ quay quá cao và vắt quá kiệt sẽ làm cho vải PES bị biến dạng.
c. Cơng đoạn hồn tất
Cơng đoạn hồn tất bao gồm hai q trình: xử lý hóa học (hồ hồn tất) và xử lý cơ học (sấy khơ và căng định hình).
‘ Xử lý hóa học (hồ hồn tất)
Ø Mục đích: Tăng chất lượng sản phẩm, tăng độ bền ma sát, chống thấm,
nhàu, làm mềm vải.v.v…
Ø Nguyên tắc: Máy căng định hình có bộ phận ép hồ gồm một máng có hai
trục dẫn và hai trục ép. Vải được đưa qua các trục cố định và trục lăn tự do. Khi đi xuống vải sẽ được ban ra nhờ ba trục ban vải và qua hệ thống chỉnh tâm, sau đó vải sẽ được đưa vào trục ép nhờ các trục lăn tự do và 1 trục bang. Khi hai trục ép tiếp xúc nhau, vải sẽ thấm hồ đầy đủ. Bộ phận gia nhiệt từ 1600C – 1700C giuùp
cho các chất hồ bám lên mình vải. Thường sử dụng máy ngấm ép có tỉ lệ 60 – 80% lượng hồ. Tùy theo yêu cầu đối với từng loại vải mà ta sẽ đưa vào vải các loại hồ khác nhau như: hồ quang học, hồ cứng, hồ mềm, hồ chống thấm, chống nhàu, khử mùi.v.v…
’ Xử lý cơ học (sấy khơ và căng định hình)
Ø Mục đích: Khử ẩm và chống co rút, các sợi dọc sợi ngang vng góc nhau
giúp ổn định lại khổ vải.
Ø Nguyên tắc: Vải được đưa vào máy nhờ bộ phận xích tải. Hai dây xích tải
có nhiệm vụ dẫn vải đi và căng khổ vải. Hai trục để điều chỉnh mật độ sợi, thông thường các trục phải chạy đều nhau (khoảng 1m/p) nhưng do kinh nghiệm người đứng máy, người ta thường cho trục trên chạy chậm hơn trục dưới từ 1 – 2 m/p thì vải sau khi định hình sẽ đẹp hơn. Tùy theo từng loại vải mà có nhiệt độ khác nhau, thường nhiệt độ khoảng 190 – 2100C, toác độ máy cũng dao động trong khoảng 17 – 35 m/p.
Trong thân máy cịn có các buồng gia nhiệt và các quạt thổi có nhiệm vụ luân chuyển dịng khơng khí nóng khắp bề mặt vải. Phịng thứ nhất có nhiệm vụ gia nhiệt từ từ cho vải lên nhiệt độ sấy cần thiết tránh cho hàng vải nóng đột ngột gây quá nhiệt cục bộ dẫn đến vải sẽ bị cứng nhám, chai hàng không sửa chữa được.
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 46 SVTH: Nguyễn Thị Khánh Ly
Các phịng cịn lại có nhiệm vụ gia nhiệt cho vải đúng nhiệt độ u cầu của quy trình, sau đó phịng cuối cùng có tác dụng làm nguội vải bằng hệ thống thơng gió giảm nhiệt độ xuống cịn khoảng 50 – 700C và các trục dẫn cuối máy sẽ làm tiếp phần cịn lại. Khi vải ra sẽ có nhiệt độ khoảng 30 – 400C.
“ Kiểm cuộn
Đây là công đoạn cuối cùng nhằm phân loại, kiểm tra lại chất lượng sản phẩm lần cuối trước khi đóng gói đưa ra thị trường.
4.1.3. Xác định và lựa chọn các cơng đoạn gây lãng phí
Hầu hết tất cả các cơng đoạn của q trình nhuộm vải đều tiêu thụ nước, hóa chất và năng lượng rất nhiều, bắt đầu từ công đoạn tiền xử lý cho đến cơng đoạn hồn tất. Nên có thể nói xem đây là cơ hội rất lớn để nghiên cứu thực hiện các giải pháp SXSH cho cơng ty.
4.2. PHÂN TÍCH CÁC BƯỚC CƠNG NGHỆ 4.2.1. Chuẩn bị sơ đồ cơng nghệ chi tiết
Đầu ra Đầu vào LỊ HƠI Dầu FO Điện Nước Khí thải Nhiệt Bụi Nhiệt Dung dịch hồ Nhiệt Dịch thải Hồ hồn tất Đóng gói thành phẩm Chất thải rắn Kiểm cuộn Nước NaOH
Nước thải, nhiệt, hơi hóa chất Giảm trọng Nước thải Vắt Vải mộc (PES) Nước, NaClO2, CH3COOH
Nước thải, nhiệt, hơi hóa chất
Tẩy trắng
Nhuộm
Nước, chất trợ Thuốc nhuộm
Nước thải, nhiệt, hơi hóa chất
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 48 SVTH: Nguyễn Thị Khánh Ly
4.2.2. Cân bằng vật chất – năng lượng
Cân bằng vật liệu và năng lượng có ý nghóa quan trọng đối với đánh giá SXSH vì thơng qua đó người ta có thể xác định và định lượng những hao hụt và phát thải mà trước đó chưa phát hiện được. Một bước thiết yếu trong cân bằng vật liệu là kiểm tra rằng “cái gì đi vào một cơng đoạn/quy trình thì sẽ phải đi ra ở nơi nào đó.” Vì thế, tất cả đầu vào sẽ có những đầu ra tương ứng. Phép cân bằng này cũng hữu ích trong việc giám sát tiến bộ đạt được từ chương trình SXSH cũng như đánh giá chi phí và lợi ích của chương trình. Do thời gian làm đồ án có hạn nên đề tài chỉ tập trung cân bằng vật chất – năng lượng cho q trình nhuộm vải PES mà thơi.
Cơ sở cân bằng nguyên vật liệu dựa vào nguyên lý: “Tổng đầu vào = Tổng đầu ra + thất thoát”.
a. Cân bằng nguyên vật liệu
Một số ghi chú trong quá trình cân bằng nguyên vật liệu
Theo tài liệu hướng dẫn SXSH trong ngành dệt nhuộm của Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam:
- Hóa chất tẩy trắng NaClO2 có độ tận trích rất thấp, khoảng 10% nên lượng hóa chất có trong nước thải dòng ra là 90%.
- Thuốc nhuộm phân tán có độ tận trích 90% nên lượng thuốc nhuộm có trong nước thải dịng ra laø 10%.
- Phương pháp ngấm ép có thể ngấm khoảng 80% lượng hồ vào vải nên lượng hồ ở dòng ra là 20%.
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng Trang 50 SVTH: Nguyeãn Thị Khánh Ly
Bảng 4.2. Bảng cân bằng nguyên vật liệu tính cho 1 mẻ sản xuất = 300kg vải (Đơn vị tính: kg/mẻ)
Cơng đoạn Dịng vào Dịng ra Dịng thải
300 kg vải Tên Lượng Teân Lượng Lỏng Rắn Khí Ghi chú
NaClO2 3 NaClO2 2,7 + + 0,3 kg nằm trên vải
Tẩy traéng
CH3COOH 1,5 CH3COOH 1,5 +
NaOH 15 NaOH 15 +
Giảm trọng
CH3COOH 3 CH3COOH 3 +
CH3COONa (khan) 1,5 CH3COONa (khan) 1,5 +
CH3COOH 0,75 CH3COOH 0,75 +
EDTA 1 EDTA 1 +
Kortamol NNO 1,5 Kortamol NNO 1,5 + Sonadon D-72 1,5 Sonadon D-72 1,5 + Nhuoäm
Thuốc nhuộm 6 Thuốc nhuộm 0,6 + 5,4 kg nằm trên vải
Hồ hồn tất Hóa chất hồ 3 Hóa chất hồ 0,6 + 2,4 kg ngấm vào vải
Ống giấy 5 Ống giấy 0,5 + 4,5 kg được dùng để cuộn vải
Kiểm cuộn
Nylon cuộn vaûi 2 Nylon cuộn vải 0,2 + 1,8 kg được dùng để cuộn vải
Ø Nhaän xét: Khi nhuộm 1 mẻ (300kg vải) thì cơng ty sử dụng hết 44,75kg nguyên vật liệu và thải ra lượng dịng thải là 30,35kg bao gồm các loại hóa chất cơ bản, thuốc nhuộm, chất trợ, ống giấy và nylon. Như vậy, để nhuộm 1 tấn vải thì cơng ty phải tiêu thụ gần 150 kg nguyên vật liệu và thải ra khoảng 100 kg chất thải. Đó là chưa kể lượng hóa chất bị thất thốt trong q trình lấy hóa chất hoặc cịn dính lại trên thùng chứa hóa chất.
b. Cân bằng nước
Ngành nhuộm là một trong những ngành sử dụng rất nhiều nước. Đây cũng là một trong những trọng tâm thực hiện SXSH. Do vậy, cân bằng nước để so sánh với lượng nước thực tế mà công ty đã tiêu thụ để định lượng được lượng nước thất thoaùt trong quá trình sản xuất. Từ đó tìm hiểu ngun nhân và đề xuất các giải pháp nhằm tiết kiệm nước cho công ty.
Một số lưu ý trong tính tốn cân bằng nước
Theo tài liệu hướng dẫn SXSH trong ngành dệt nhuộm của Trung tâm Sản