На современных отделочных предприятиях процессы отваривания и беления тканей осуществляются в основном на агрегатах и линиях непрерывного действия. Однако переход от периодически действующего оборудования к непрерывным методам обработки тканей связан с известными трудностями и предъявляет к современному оборудованию непрерывного действия некоторые требования.
Трудности вызываются тем, что в условиях непрерывной обработки резко сокращается продолжительность самой обработки, т. е. время воздействия рабочих растворов на обрабатываемую ткань. Поэтому, чтобы получить при непрерывном методе обработки тканей хорошие результаты, необходимо компенсировать сокращение времени обработки применением современных средств интенсификации процесса обработки. Отсюда важнейшим требованием, предъявляемым к современному оборудованию непрерывного действия, следует считать использование в конструкции машин агрегатов и линий всех наиболее эффективных средств интенсификации технологического процесса обработки тканей.
Процессы отваривания и беления, как и любые другие процессы влажно-тепловой обработки тканей, состоят из ряда последовательных операций. Последние можно условно разделить на две группы. К первой группе относят операции, связанные с обработкой ткани материальными растворами и проводимые при оптимальной температуре и в течение оптимального времени. При этом достигается основная цель проводимого технологического процесса. Так, при расшлихтовке и отваривании, в результате воздействия на ткань растворов моющих и эмульгирующих веществ, в условиях оптимальной температуры и оптимальной продолжительности достигается разрушение шлихты и перевод продуктов ее распада, а также замасливающих веществ в раствор или же в состояние устойчивых суспензий и эмульсий. Ко второй группе относят операции, связанные с удалением из ткани всех продуктов материальной обработки и сопутствующих ей веществ путем вымывания их из ткани.
Таким образом, каждый процесс влажно-тепловой обработки ткани состоит из ее материальной обработки и промывки.
При непрерывной обработке ткани материальными растворами химических веществ наибольшее применение получили следующие средства интенсификации: многократный отжим ткани в процессе ее пропитывания и запаривание ткани насыщенным паром после пропитывания.
Многократный отжим ткани вследствие суммарного воздействия химических и механических факторов способствует хорошему ее пропитыванию рабочим раствором. Конструктивно отжим-обеспечивается установкой в пропиточной коробке агрегата ряда отжимных пар роликов.
Запаривание пропитанной рабочим раствором ткани в среде насыщенного водяного пара при температуре, несколько превышающей 100° С, является одним из высокоэффективных интенсифицирующих средств, используемых в процессах отваривания, беления и крашения тканей. Продолжительность обработки пропитанной ткани в среде насыщенного пара по сравнению с продолжительностью обработки в водной среде значительно меньше. Осуществляют запаривание в специальных запарных камерах, входящих в состав современных агрегатов и линий.
В расшлихтовочно-отварочных агрегатах и линиях устанавливают запарные камеры конвейерного типа, где ткань, уложенная равномерными складками на конвейере, запаривается при непрерывном двиткении конвейера. Изменением скорости конвейера устанавливают оптимальную продолжительность запаривания для тканей каждого артикула или каждой группы артикулов. Использование запарных камер конвейерного типа при расшлихтовке и отваривании тканей обусловливается тем, что благодаря свободному состоянию материала на конвейере создаются благоприятные условия для параллельно протекающего в паровой среде процесса релаксации. Релаксация ткани, сопровождаемая ее усадкой по основе и утку, ведет к улучшению потребительских свойств и внешнего вида ткани; для некоторых же тканей, например креповых, она является технологически необходимой.
Процессы непрерывной промывки тканей в современном оборудовании также максимально интенсифицированы. Применяемые здесь средства интенсификации более разнообразны и применяются, как правило, в комплексе.
По характеру вымываемых из ткани веществ различают:
1) промывку ткани с вымыванием из нее корпускулярных частиц и загрязнений, не растворимых в воде и переходящих в раствор в виде суспензий или эмульсий (продуктов распада шлихты, замасливающих веществ, различного рода загрязнений, остатков печатных красок и загусток);
2) промывку ткани с вымыванием из нее водорастворимых химических материалов (кислот, щелочей, солей и некоторых других химических веществ). В обоих случаях промывной средой является вода.
' При вымывании из ткани корпускулярных частиц и загрязнений важнейшим фактором является осуществление принципа одновременного движения ткани в промывной жидкости и самой промывной жидкости. Степень загрязнения промывной жидкости играет второстепенную роль, вода является только растворяющим и транспортирующим средством. Поэтому используются следующие средства интенсификации: вибрация полотен ткани при движении в промывной жидкости, интенсивное перемешивание промывной жидкости соответствующими механизмами, вибрация и турбулентное движение промывной жидкости.
Вибрация движущейся ткани достигается с помощью устанавливаемых в коробках промывных аппаратов специальных ребристых направляющих роликов, получающих принудительное быстрое вращение. Вращение этих роликов сообщает полотнам вибрирующее движение в направлении, перпендикулярном направлению движения ткани.
Интенсивное перемешивание промывной жидкости в коробках аппаратов обеспечивается применением вращающихся бил различной конструкции.
Вибрация промывной жидкости осуществляется путем установки в коробках промывных аппаратов вибраторов специального профиля, получающих поступательно-возвратное движение высокой частоты. Вибрация этих устройств вызывает колебательные движения промывной жидкости в непосредственной близости от проходящей ткани.
Вибрация ткани и вибрация промывной жидкости конструктивно не совмещаются и применяются раздельно.
Новым средством интенсификации является турбулентное движение промывной жидкости. В этом случае проводится специальная заправка ткани в промывных коробках через четыре ряда роликов, обеспечивающая движение соседних полотен ткани в противоположных направлениях (рис. 8).
Расстояние между движущимися полотнами 10—15 мм, скорость движения ткани 70—80 м/мин. Образующееся между движущимися полотнами ткани турбулентное движение жидкости дает высокий интенсифицирующий эффект при промывке тканей.
В процессе непрерывной промывки ткани с вымыванием корпускулярных частиц и загрязнений важны, естественно, не только интенсифицирующие средства, но и вводимые в промывную жидкость моющие и эмульгирующие вещества. Последние способствуют растворению частиц и загрязнений и удерживают их в растворе в состоянии устойчивых суспензий и эмульсий. Интенсивному вымыванию способствует и повышение температуры моющего раствора.
Рис.8 Схема заправки ткани для получения турбулентного движения жидкости
В отдельных случаях коробки проходных аппаратов, отводимые для горячей промывки ткани, делают закрытыми. Часто в закрытых коробках осуществляют подвод острого пара в их верхнее воздушное пространство. Образующаяся паро-воздушная среда значительно повышает эффект промывки тканей.
При промывке тканей после обработки их растворами кислот, щелочей, солей и другими водорастворимыми химическими материалами средства интенсификации другие и конструктивно оформляются они тоже иначе.
В случае вымывания из ткани водорастворимых химических материалов интенсивность промывки находится в прямой зависимости от величины так называемого моечного перепада в ванне и скорости отвода насыщаемых химическими материалами промывных вод.
Под моечным перепадом понимается разность концентраций водорастворимого химического материала в ткани и промывной жидкости. Чем выше эта разность концентраций, чем выше моечный перепад, тем выше интенсивность протекающего процесса промывки ткани.
На практике возможна как высокая, так и слабая (остаточная) концентрация в ткани водорастворимого химического вещества. В первом варианте вымывание из ткани химических материалов сопровождается быстрым увеличением их концентрации в промывных водах. Для повышения интенсивности промывки требуется возможно быстрое снижение этой концентрации в промывной жидкости, т. е. поддержание высокого моечного перепада.
Рис.9 Схема устройства трех коробок промывного аппарата
Таким образом, становится необходимым большой расход промывной воды. Быстрый отвод загрязненной воды уменьшает общий расход воды и обеспечивает высокую интенсивность процесса промывки. Во втором варианте важную роль играет фактор времени (продолжительность перехода химических материалов из ткани в промывную воду). Промывку тканей с невысокой остаточной концентрацией в них химических материалов рекомендуется проводить в «длинных ваннах» с использованием современных интенсифицирующих средств.
Наиболее эффективными средствами интенсификации при непрерывной промывке тканей с вымыванием водорастворимых химических веществ являются следующие: многократный отжим ткани в процессе промывки, обработка поверхности ткани мощными струями воды через спрыски и противоток промывной жидкости. Все эти средства интенсификации обеспечивают поддержание высокого моечного перепада и резко уменьшают расход промывной воды.
Противоток промывной жидкости, означающий движение промывной жидкости в сообщающихся коробках промывного аппарата в направлении, противоположном движению ткани, в комплексе с другими интенсифицирующими средствами, получил хорошее конструктивное решение в промывных аппаратах.
Промывные коробки аппарата (рис. 9) разделены вертикальными поперечными перегородками, которые удлиняют путь движения промывной жидкости и тем самым способствуют наиболее эффективному осуществлению принципа противотока. Ткань, переходя из одного отделения в другое, получает промежуточный отжим, что заметно уменьшает количество загрязнений жидкости, уносимой тканью в очередное отделение коробки. Отжимное устройство между коробками промывного аппарата состоит из двух горизонтально расположенных отжимных валов и дополнительного валика, образующего отжимную пару с первым валом отжимного устройства. Этот дополнительный валик отделяет от ткани наиболее загрязненную пленочную воду, которая собирается в специальной ванне, расположенной под главными отжимными валами, и отводится в канализацию. Лишь отжатая пленочная вода из ванны отжимного устройства третьей промывной коробки как наиболее чистая отводится не в канализацию, а во вторую коробку и дальше участвует в системе противотока.