Розрахунок витрат хімматеріалів і барвників

 

Витрати хімічних матеріалів і барвників по цехах розраховують відповідно до зазначених норм, а також на підставі літературних даних, практичних даних фарбувально-опоряджувальних фабрик і проектних організацій.

Загальні витрати хімічних матеріалів М_заг. в кг можуть бути розраховані за формулою (1) :

(1)

де G_тк – вага текстильного матеріалу, що обробляється, кг; Р - витрата хімічних матеріалів і барвників у відсотках від маси текстильних матеріалів, %.

 

Вага текстильного матеріалу кг, який обробляється (2):

(2)

де L – довжина тканини що обробляється, м;

b – ширина ткани, м;

m_м2 – поверхнева щільність тканини (вага м² тканини ), г/м².

У тих випадках, коли норми витрат хімічних матеріалів і барвників відсутні, розрахунок здійснюють за формулами (3) – (17).

Для машин безперервної дії хімічні матеріали кг розраховуються виходячи з рецептури робочих розчинів за формулою (3):

Мзаг. = Мпросоч.+ Мз.р. + Мхім.вз. + Мадс. - Мреген.,

(3)

де М_заг. - загальна витрата хімічних матеріалів, кг;

М_{просоч.} - витрата хімічних матеріалів при просоченні текстильного матеріалу, кг;

М_з.р. - витрата хімічних матеріалів з урахуванням зміни розчину на добу, кг;

М_хім.вз. - витрата хімічних матеріалів при наявності хімічної взаємодії, кг; М_адс. - витрата хімічних матеріалів при наявності міжмолекулярної взаємодії барвника з волокном, кг;

М_реген. - кількість хімічних матеріалів, що надходить на повторне використання після регенерації, кг.

При відсутності повторного використання хімічних матеріалів М_реген. дорівнює нулю.

Витрату хімічних матеріалів у кг при просоченні текстильного матеріалу на лініях безперервної дії знаходять за формулою (4):

 

(4)

де G_тм - маса текстильних матеріалів, що підлягають обробці, кг;

W₂- віджим відповідно на виході машини, %;

W₁, - віджим відповідно на вході машини, %;

С_р - концентрація робочого розчину, г/л;

d - питома маса (густина) розчину кг/м³.

Об’єм робочого розчину V_р чи об»єм води, при просоченні водою, який виноситься з машини лінії розраховують (5):

Vр =

(5)

де G_тм - маса текстильних матеріалів, що підлягають обробці, кг;

V_р = V_вл - об’єм робочого розчину чи води, що виноситься волокнистим матеріалом із робочої ванни, л:

W₂ = W - ступінь віджиму (відтжимання) текстильного матеріалу на виході з машини %.

Витрати хімікату на обробку текстильного матеріалу можуть бути розраховані на основі витрат об’ємів робочого, живильного чи концентрованого розчинів та їх концентрацій (густина розчинів = 1) (6):

Мпросоч = Vр *Ср = Vжив * Cжив = Vк* Cк

(6)

V_р ,C_р - об’єм та концентрація робочого - л, г/л;

V_к , C_к - об’єм та концентрація концентрованого розчину - л, г/л;

V_жив , C_жив - об’єм та концентрація живильного розчину - л, г/л.

Маса хімікату при зміні розчину у ваннах чи плюсовках обладнання у разі забруднення розчинів та при повній зупинці роботи обладнання розраховують за формулою (7):

(7)

де V - об"єм ванни ( ММ-200 1200 л, ВМБ-140-10 470 л, ВЦП-120-6 750 л, ВРМ-140-6 880 л, ВЦМ-180-6 1100 л), чи плюсовки (від ПД-120-12 20 л, ПД-180-12 30 л до 200 л)на опоряджувальному устаткуванні при зміні розчинів;

С_р - концентрація робочого розчину, г/л;

n- число раз зміни розчину в добу чи зміну.

Число раз зміни розчину на відбільних чи мерсеризаційних лінія, з великими об»ємами ванн, може здійснюватися по мірі забруднення ванни чи один раз при повній зупинці лінії та зливанні розчинів. Тобто один раз на тиждень при трьохзмінному режимі роботи або інші терміни, встановлені на виробництві.

Загальні витрати М_з.р. зазвичайно становлять не більше 3 – 5 % від витрата хімічних матеріалів при просоченні текстильного матеріалу М_{просоч.}.

У більшості випадків текстильні матеріали обробляються в розведених розчинах, щільність яких можна прийняти рівній 1 г/см³:

Маса хімікатів при наявності хімічної взаємодії - М_хім.вз та при наявності міжмолекулярної взаємодії барвника з волокном - М_адс у кг за звичайно розраховується (8) - (9):

Мхім.вз.= Мпросоч* α

(8)

де α - коефіцієнт що дорівнює 0,002-0,003;

Мадс.= Мпросоч * β

(9)

β - коефіцієнт що дорівнює 0,001-0,002.

Для машин періодичної дії витрати хімічних матеріалів М_заг. розраховуються за формулою (10), кг:

(10)

де G – вага текстильного матеріалу, що обробляється, кг;

G_х – вага партії текстильного матеріалу, що обробляється, кг;

V_p - об’єм ванни робочого розчину обладнання періодичної дії , л;

C_p - масова концентрація робочого розчину, г/л;

m - модуль ванни, тобто відношення обсягу робочого розчину до маси матеріалу.

Для машин періодичної дії V_p - об’єм робочого розчину у л розраховують за формулою (11):

(11)

Якщо робочий розчин готують з концентрованого розчину, то обсяг вихідного концентрованого розчину (12), л:

,

(12)

де С_к - концентрація концентрованого розчину, г/л.

Обсяг води, необхідний для приготування робочого розчину з концентрованого розчину (13), л:

 

(13)

де V_вл -обсяг води, що привноситься волокнистим матеріалом (14), л:

,

(14)

якщо обробляють суху тканину, то ;

W - ступінь віджиму (віджимання) текстильного матеріалу, що надходить на обробку, %.

Якщо відпрацьований розчин використовується вдруге, то обсяг концентрованого розчину л для підживлення ванни розраховується за формулою (15) :

,

(15)

де V_отр - обсяг відпрацьованого розчину, л;

С_отр- масова концентрація відпрацьованого розчину, г/л.

Обсяг води, необхідний для розведення концентрованого розчину, визначається за формулою (16):

 

(16)

Кількість регенерованих речовин розраховується в кожному випадку індивідуально з урахуванням кількості речовин, що повертаються у виробництво. Якщо речовини не регенеруються, М_реген прирівнюється нулю.

 

У цеху друкування витрати загустки, хімічних матеріалів і барвників розраховують виходячи з рецептури фарби для друкування і на підставі її норм витрати на 1 м тканини.

Розрахунок витрати фарби для друкування при вибиванні заснований на використанні емпіричних норм витрати в залежності від грунтовитості малюнку з урахуванням виду волокна і типу машини для друкування.

Для друкування бавовняних тканин на циліндричних машинах із гравірованими валами запропоновані наступні норми витрати фарби для друкування, виходячи з розподілу малюнків за їх складністю та грунтовитістю (площею заповнення малюнком квадратного метра тканини) на сім груп:

Норма витрати фарби на 1м²

Група малюнків для тканини шириною 1 м, г/м

I До 23,5

II 23,5—28,0

III 28,0—34,0

IV 34,0—42,0

V 42,0—48,5

VI 48,5—58,5

VII 58,5—68,5

 

Користаючись цими даними, можна визначити витрати фарби на друкування заданого об"єму тканини.

Загальні витрати фарби для друкування М_к визначають за формулою(17),кг:

,

(17)

де G - маса текстильного матеріалу, кг;

K₁ - витрати фарби для друкування на 1 кг текстильного матеріалу, кг;

р - кількість текстильного матеріалу, м² чи метрів погонної довжини;

К₂ - витрати фарби для друкування на 1 м² чи 1 м погонної довжини, кг.

Аналогічно розраховують кількість фарби для друкування кожного кольору для створення малюнку планованої грунтовитості друкування.

Виходячи з загальної витрати фарби для друкування розраховує вміст кожного компонента від А₁ до А_n , що входять до складу фарби для друкування за формулами (18) (19), кг:

,	(18)
,	(19)

де А₁ - А_n, - кількість відповідного хімікату чи барвника, що входить до складу фарби для друкування, г/кг.

Після розрахунку кількості загустки, необхідної для приготування фарби для друкування, виходячи з рецепту загустки розраховують кількість сухого загусника.

У цеху друкування часто готують фарбу для друкування з великим вмістом барвника (ціла чи маткова). Розбавляючи цілу фарбу для друкування загусткою, одержують розподіл чи купюр. Для відмінності цілої фарби для друкування і розподілу після найменування-барвника, що входить до складу фарби для друкування, ставлять дробове число, у чисельнику якого зазначене число вагових частин загустки. Ціла фарба для друкування позначається 1/0. Для розведення цілої фарби для друкування застосовують эагустку для розподілу, що містить усі компоненти фарби для друкування, крім барвника.

Масову концентрацію барвника в друкованій фарбі розподілу визначають за формулою (20), г/кг:

 

,

(20)

де С , С - концентрація барвника відповідно в розведеній і цілій друкованій фарбі, г/кг;

n_k - число частин цілої фарби для друкування;

n_o - сума числа частин цілої фарби для друкування і загустки в обумовленій фарбі для друкування.

 

У цеху друкування витрату загустників, хімічних матеріалів і барвників розраховують, виходячи з рецептури фарби для друкування і на підставі норм витрат фарби (у грамах на 1м² або кг/м²). Кількість загустників розраховують виходячи з рецепта загустки.

 

Після розрахунку всіх хімічних матеріалів і барвників однойменні матеріали підсумовуються по всіх операціях у цеху і зводяться в загальну таблицю для розрахунку обладнання хімічної станції.

Приклад.

Таблиця — Витрати хімічних матеріалів по цеху

 

Операція	Кількість текстиль них матеріалів, які обробляються, кг	Найменування хімічних матеріалів і барвників	Концентрація робочого розчину, г/л	Від жим, %	Об»єм робочого розчину, л	Витрати хімікату, кг
у добу, зміну	годину	у добу, зміну
Мерсеризація		Гідроксид натрію					1636,4
Вибілювання		Гідроксид натрію
вибілювання		Силікат натрію

 

Закінчуючи розрахункову частину проекту, студент повинен зробити аналіз отриманих результатів, їх відповідності завданню на проектування, висловити свої думки про можливі шляхи удосконалення даного процесу.