thiết kế xưởng nấu tẩy - nhuộm khăn mặt bông với năng xuất 4000 tấn

Thiết kế xưởng nấu tẩy- nhuộm khăn mặt bông với năng xuất
4000 tấn
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn3 3
Mở đầu 4
Phần 1 : Tổng quan về nguyên liệu 5
1.1 : Cấu tạo tính chất hóa học của xơ bông 5
1.1.1 : Đặc điểm của xơ bông 5
1.1.2 : Cấu tạo của xơ bông 6
1.1.3 : Tính chất cơ lý hóa của xơ bông 7
1.1.4 : Tạp chất của xơ bông 13
1.2 : Giới thiệu mặt hàng khăn bông 15
1.2.1 : Cấu tạo của khăn mặt bông 15
1.2.2 : Mét số tính chất của khăn mặt bông 16
Phần 2 : Kỹ thuật xử lý hóa học khăn bông 18
2.1 : Chuẩn bị kiểm tra khăn méc 18
2.1.1 : Kiểm tra phân loại khăn méc 18
2.1.2 : Chuẩn bị khăn cho tẩy nhuộm 19
2.2 : Kỹ thuật nấu khăn bông 19
2.2.1 : Nguyên lý nấu khăn bông 19
2.2.2 : Tính năng, tác dụng của các hoá chất trong khi nấu 20
2.3 : Kỹ thuật tẩy trắng khăn bông 23
2.3.1 : Nguyên lý tẩy trắng 23
2.3.2 : Tẩy trắng khăn bông bằng H
2
O
2
24

2.3.3 : Tăng trắng quang học 26

2.4 : Kỹ thuật nhuộm mầu khăn bông. 27
2.5 : Chọn hóa chất thuốc nhuộm để nhuộm mầu 29
2.5.1: Thuốc nhuộm hoạt tính 30
2.5.2 : Thuốc nhuộm hoàn nguyên 34
2.5.3 : Kỹ thuật xử lý hoàn tất 37
Phần 3 : Thiết kế 38
3.1 : Chế độ làm việc của xưởng 39
3.1.1: Thời gian làm việc 39
3.1.2 : Chế độ bảo dưỡng máy 39
3.1.3 : Phân phối mặt hàng sản xuất 40
3.2 : Chọn, tính thiết bị – thiết kế công nghệ 44
3.2.1 : Chọn, tính máy tẩy trắng khăn mặt bông 44
3.2.2 : Chọn, tính thiết bị công nghệ nhuộm mầu khăn mặt bông bằng
thuốc nhuộm hoạt tính 44
3.2.3 : Chọn, tính thiết bị công nghệ nhuộm mầu khăn mặt bông bằng
thuốc nhuộm hoàn nguyên 56
3.2.4 : Chọn, tính thiết bị công nghệ vắt khăn 61
3.2.5 : Chọn, tính thiết bị sấy khô khăn 62
Phần 4 : Tính kinh tế 67
4.1 : Tính lượng sử dụng hóa chất 67
4.1.1: Hóa chất cho nấu tẩy trắng 67
4.1.2 : Hóa chất cho nhuộm hoạt tính 68
4.1.3 : Hóa chất cho nhuộm hoàn nguyên 69
4.2 : Tính lượng sử dụng điện, hơi, nước 71
4.2.1 : Tính lượng điện sử dông 71
4.2.2 : Tiêu hao nước để sản xuất 4000.000 (kg) khăn 73
4.3 : Bố trí mặt bằng phân xưởng 75
4.3.1 : Bè trí mặt bằng phân xưởng nấu tẩy nhuộm 76
4.3.2 : An toàn lao động 77
Kết luận chung 78

Tài liệu tham khảo 79



LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Phạm Đức Dương
cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa công nghệ Dệt – May và thời trang.
Những người đã trang bị kiến thức cho em trong suốt 5 năm học để em có thể
hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệp này.
Qua đây em còng gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo công ty cổ phần
Dệt Hà Đông thuộc công ty Dệt may Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho
em trong thời gian thực tập tại công ty.
Trong bản đồ án này, các số liệu tính toán đều dùa trên tài liệu hướng
dẫn và có tham khảo thêm ở công ty cổ phần Dệt Hà Đông. Tuy nhiên do
trình độ hiểu biết còn hạn chế và thời gian có hạn nên bản đồ án này không
tránh khỏi những thiếu sót rất mong các thầy giáo, cô giáo cùng toàn thể các
bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để em có thể sữa chữa và bổ xung cho bản
đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 25 tháng 8 năm 2006
Sinh Viên
Nguyễn Duy Tuyên

MỞ ĐẦU
Công nghiệp Dệt - May nước ta là một trong ba ngành dẫn đầu cả nước
về tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu, đồng thời cũng là ngành thu hót đông
đảo lao động ở các tỉnh, thành phố trong cả nước. Ngành dệt nước ta đang
phát triển khá mạnh và đang tập trung vào các mặt hàng chất lượng cao để
xuất khẩu. Tổng kim ngạch xuất khẩu năm 2005 đạt tới 4,8 USD, chỉ đứng
thứ hai sau dầu khí. Theo chiến lược của ngành dệt may tính đến năm 2010
kim ngạch xuất khẩu của ngành sẽ đạt tới 10 tỷ USD.

Trước nhiệm vụ to lớn mà ngành Dệt –May đề ra, toàn ngành phải có
sự phấn đấu, nỗ lực to lớn về mọi mặt như: đầu tư đổi mới công nghệ, thiết bị,
cải tiến đổi mới sản xuất và quản lý kinh doanh. Chủ động tìm đối tác để hợp
tác kinh doanh, phát triển và mở rộng sản xuất, chú trọng chú ý đến việc đào
tạo đội ngò kỹ sư, kỹ thuật mà trong những năm trước còn thiếu.
Trong các mặt hàng dệt xuất khẩu thì mặt hàng khăn bông cũng đóng
góp rất lớn. Ngoài những nhà máy chuyên sản xuất khăn bông thì rất nhiều
nhà máy, công ty ngoài việc dệt các mặt hàng truyền thống còn kết hợp sản
xuất mặt hàng khăn bông phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu.
Sắp tới em là một kỹ sư trong ngành Dệt – May để phục vụ tốt cho sản
xuất em ý thức trách nhiệm của bản thân là phải gia sức học tập, học hỏi để
nâng cao trình độ kiến thức hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao mà hiện tại là
hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài:
Thiết kế xưởng nấu tẩy- nhuộm khăn mặt bông với năng xuất 4000 tấn/
năm với tỷ lệ 1/2 khăn tẩy trắng, 1/2 khăn nhuộm mầu.
PHẦN 1 – TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1 – Cấu tạo hóa học và các tính chất của xơ bông
Đã từ lâu bông được con người sử dụng cho nhu cầu may mặc, do
bông là loại xơ thiên nhiên có nhiều ưu điểm như : độ bền tương đối cao, khả
năng thấm ướt, hót mồ hôi hót Èm cao, thẩm thấu không khí tốt, hợp vệ
sinh, ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã có rất nhiều loại
xơ tổng hợp khác nhau ra đời với tính chất ưu việt như độ bền, độ giãn, không
nhàu, nhưng xơ bông vẫn chiếm 50% tổng số lượng xơ sợi dùng trong ngành
Dệt – may của nước ta cũng như các nước khác trên thế giới. Tuy nhiên hiện
nay bông phần lớn chúng ta phải nhập khẩu của một số nước như: Trung
quốc, Tây phi, Mỹ, Ên độ, do vậy sẽ không chủ động trong vấn đề về chất
lượng của xơ cũng như về giá cả. Vì vậy việc nắm chắc về tính chất của
nguyên liệu, góp phần tạo ra sản phẩm dệt may có chất lượng cao là rất cần
thiết.
1.1.1: Đặc điểm của xơ bông

- Độ dài của xơ: độ dài của xơ bông thay đổi phụ thuộc vào nguồn gốc
xuất sứ của từng giống bông, độ dài của xơ bông là một trong những yếu tố
quan trọng để đánh giá chất lượng của nguyên liệu bông.
+ Xơ mảnh có chất lượng tốt nhất với chiều dài xơ : 35
÷
60mm.
+ Xơ trung bình có chất lượng trung bình với chiều dài : 25
÷
35 mm.
+ Xơ bông lưu niên có chất lượng thấp với chiều dài : 15
÷
20 mm.
Kích thước ngang của xơ bông từ 0,015
÷
0.04 mm, so với chiều dài thì
kích thước ngang nhỏ hơn rất nhiều lần.
- Cấu trúc vật lý: Do kích thước ngang của xơ bông rất nhỏ và lại không
đồng nhất nên việc nghiên cứu cấu trúc của xơ bông là một vấn đề phức tạp,
đòi hỏi tốn nhiều công sức sử dụng nhiều phương pháp cũng như phải cần các
thiết bị hiện đại trong quá trình nghiên cứu cấu trúc của xơ.
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng xenlulô có cấu trúc vi tinh thể và xen
lẫn vô định hình. Ở những phần có cấu trúc tinh thể các phân tử xenlulô nằm
cạnh nhau, song song nhau và có sự sắp xếp định hướng giữa các đại phân tử
gần nhau. Cấu trúc lý học của xơ bông càng chặt chẽ thì độ bền cơ học của nó
càng cao, nhưng khả năng thấm nước, khả năng hấp phụ thuốc nhuộm, tốc độ
hòa tan trong dung môi, của xơ lại giảm.

Bảng 1 - Thành phần hóa học của xơ bông
Tính theo % chất khô tuyệt đối
Của xơ bông chín

Tính theo giá trị trung bình
Xenlulô 94%
Sáp bông 0,6%
Các chất hữu cơ 0,8%
Chất pectin 0,9%
Hợp chất hữu cơ 1,3%
Tro 1,2%
Đường 0,3%
Những chất chưa biết 0,9%
Xenlulô 85%
Các chất hữu cơ 5,5%
Các chất vô cơ 1,5 %
Độ Èm 8%
Cộng 100 % Cộng 100%

1.1.2 : Cấu tạo của xơ bông.
Xenlulô là thành phần chính của các tế bào thực vật và tạo cho chúng
có độ bền cơ học cần thiết. Trong xơ bông xenlulô chiếm tới 94
÷
96% nên
xơ bông đã được làm sạch hóa học có thể coi như xenlulô nguyên chất.
Về cấu tạo hóa học xenlulô thuộc về líp hydrat cacbon, cấu tạo từ ba
nguyên tè ; cacbon, ôxy, và hydro. Mạch phân tử của xenlulô rất dài được hợp
thành từ khâu đơn giản giống hệt nhau, các khâu đơn giản này là các gốc d-
glucô - piranô có công thức là C
6
H
10
O
5

, như vậy công thức tổng quát của
xenlulô là ( C
6
H
10
O
5
)
n
hay
[
C
6
H
7
0
2
(OH)
3
]
n
trong đó hệ sè trùng hợp n =
10000
÷
15000.
Công thức cấu tạo của xenlulô có thể biểu diễn như sau:
Trong công thức cấu tạo của xenlulô các gốc d-glucô- piranô trong
mạch nằm theo đường xoắn, góc nọ nằm lệch với góc kia 180
0
, cứ 2 gốc d-

glucô nằm liền nhau lập thành một gốc xenlôbio có chiều dài 1,028nm, gốc
xenlôbio do đó được coi là khâu đơn giản của mạch. Trong mỗi gốc này đều
chứa 3 nhóm hydroxyl (- OH ), trong tổng số nhóm (-OH) trên toàn mạch là
rất lớn vì vậy các xơ xenlulô nói chung đều thấm nước, dễ hót Èm, thấm mồ
hôi và dễ trương nở khi ngâm vào nước so với các xơ tổng hợp.
1.1.3 : Tính chất cơ - lý - hóa của xơ bông.
1.1.3.1: Tính chất cơ - lý.
- Khối lượng riêng của xơ bông khoảng 1,54g/ cm
3
.
- Độ Èm ở điều kiện tiêu chuẩn 8
÷
8,5 %.
- Độ bền tương đối 25
÷
40 g lực / tex.
- Độ giãn đứt tương đối :
+ 6
÷
8 % ở trạng thái khô
+ 7
÷
10 % ở trạng thái ướt
- Tính dẫn nhiệt : Trung bình.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ : làm cho xơ bông bị vàng ở nhiệt t
0
= 120
0
c
và bị phá hủy ở nhiệt độ trên 180

0
c nếu thời gian kéo dài.
- Khả năng chịu tác dụng của ánh sáng: tương đối tốt, ngả mầu vàng
nếu giữ xenlulô trong một thời gian dài dưới tác dụng của ánh sáng.
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
OH
H
OH H
OH
H
H
HO
H
H
H
H
CH
2
OH
CH
2
OH
H

CH
2
OH
H H
n
CH
2
OH
H
OH
H
H
H
O
O
O
O
O
O
OH
H
O
1.1.3.2: Tính chất hóa học của xơ bông
Vì xenlulô chiếm tới 94
÷
96 % trong thành phần của xơ bông vì vậy
các tính chất hóa học của xenlulô cũng tương tự như tính chất của xơ bông.
Xenlulô có các đặc điểm sau:
+ Tính chất hóa học của xenlulô là do mối liên kết glucozit giữa các
gốc gluco trong phân tử của nó và ba nhóm hydroxyl ( - OH ) của mỗi gốc d-

gluco quuyết định: do cấu tạo của xenlulô nên nó có thể tham gia vào 2 loại
phản ứng sau :
+ Phản ứng đứt mạch xenlulô, nghĩa là đứt mối liên kết glucôzit dưới
tác dụng của tác nhân thủy phân, các chất oxyhóa hoặc tác dụng của nhiệt độ
và cơ học.
+ Phản ứng của các nhóm hydroxyl do các nhóm hydroxyl trong mạch
xenlulô có tính chất như nhóm rượu nên chúng cùng cho các phẩm vật thay
thế ( các este, ete, xenlulô ) và các phẩm vật ôxy hóa.
a- Tác dụng của nhiệt độ đối với xenlulô.
Xenlulô không bền nhiệt, song độ bền nhiệt của nó giảm nhiều hay Ýt
còn tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian gia công và sự tác động của các tác
nhân khác.
Khi không có mặt của ôxy không khí trong 6
÷
8 giê xenlulô chưa
giảm độ bền, sấy ở nhiệt độ 150
÷
200
0
c trong thời gian ngắn thì độ bền của
xenlulô giảm không đáng kể, sấy ở nhiệt độ trên 270
0
c thì xenlulô bị phá hủy
nhanh chóng.
b- Tác dụng của nước và dung môi hữu cơ.
Xenlulô bị trương nở mạnh trong môi trường nước, tiết diện ngang
tăng từ 45
÷
50 % còn chiều dài tăng 1
÷

2 %.
Nước chỉ thấm vào được những phần mà phân tử xenlulô sắp xếp kém
chặt chẽ và định hướng tức là phần vô định hình. Dưới tác dụng của hơi nước
trong thời gian dài thì độ bền cơ học của xenlulô sẽ bị giảm do thủy phân và
đồng thời bị ôxy hóa thành oxit xenlulô.
Xenlulô không tan trong các dung môi thông thường như ete, rượu,
benzen, dung môi mà xenlulô có thể hòa tan được là dung dịch Amôniăc
Đồng.
c– Tác dụng của axit.
Xenlulô kém bền dưới tác dụng của axít nhất là axít vô cơ như HCl,
HNO
3
, H
2
SO
4
, đặc biệt là các axít đậm đặc và nhiệt độ cao. Dưới tác dụng
của các axít mối liên kết glucozit sẽ bị thủy phân làm cho mạch xenlulô bị đứt
thành nhiều đoạn ngắn và dẫn đến độ bền của xơ giảm đi nhanh chóng. Khi
xenlulô bị thủy phân hoàn toàn phẩm vật thu được sẽ là gluco theo phản ứng
sau:
( C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH

2
O nC
6
H
12
O
6
Trong công nghiệp dệt axít được sử dụng ở nhiều khâu trong quá trình
làm sạch hóa học cũng như khi nhuộm. Do đó khi dùng axít trong các quá
trình này cần phải lưu ý tác dụng phá hủy xenlulô của chúng và khống chế các
thông số kỹ thuật cho phép như: nồng độ, nhiệt độ, thời gian,
d– Tác dụng của các muối.
Dung dịch các muối có tính axit phá hủy xenlulô tương tự như các axit
nhưng tốc độ yếu hơn.
Những muối trung tính NaCl, Na
2
SO
4
, không có tính phá hủy xenlulô
mà thường được sử dụng đưa vào dung dịch nhuộm đặc biệt xenlulô hòa tan
trong dung dịch đồng amoniac ( muối phức ) theo phản ứng:
C
6
H
7
O
2
(OH)
3
+Cu(NH

3
)
n
(OH)
2

→
C
6
H
7
O
2
OH Cu(NH
3
)
m
(OH)
2
+
(n-m)NH
3
↑.
axÝt
OH
OH
Trong công nghiệp sản xuất xơ nhân tạo dung dịch đồng amoniac được
dùng để hòa tan xenlulô khi chuẩn bị dung dịch kéo sợi. Khi hòa tan trong
dung dịch đồng amoniac xenlulô rất dÔ bị ôxy hóa bởi ôxy của không khí vì
vậy cần tìm cách loại trừ và ngăn ngõa tác dụng của ôxy.

e– Tác dụng của kiềm.
Xenlulô tương đối bền với các dung dịch kiềm, ở nhiệt độ thường dung
dịch xút pha loãng chưa thể hiện tác động rõ rệt với xenlulô nhưng trong xót
1% ở nhiệt độ sôi thì một bộ phận nhỏ của xenlulô bị hòa tan do mối liên kết
glucozit không bền, dễ bị thủy phân, trong dung dịch kiềm với nồng độ cao
hơn nhất là khi có mặt đồng thời oxy của không khí thì xenlulô càng dễ biến
thành oxit xenlulô, đặc biệt là ở điều kiện nhiệt độ cao.
Cho đến nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất về cơ chế tác dụng giữa
xenlulô và xút, nhưng có hai giả thiết được chấp nhận hơn cả như sau:
[
C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
+ nNaOH
→
[
C
6
H
7
O
2
(OH)

2
ONa
]
n
+nH
2
O dạng alcolat

[
→
C
6
H
7
O
2
(OH)
3
NaOH
]
n
dạng xenlulô kiềm.
Dung dịch canxi hydroxit Ýt gây trương nở xenlulô hơn so với xút
nhưng đã bị hấp phụ vào xơ nó bám rất chặt và rất khó giặt sạch.
Ở nhiệt thường dung dịch xút đậm đặc làm xenlulô bị trương nở mạnh,
chiều dài rút ngắn lại làm cho vật liệu xốp hơn, co dãn hơn so với ban đầu. Áp
dụng những tính chất trên người ta thường dùng xút loãng để nấu vải và dung
dịch xút đậm đặc để làm bóng vải bông ở nhiệt độ (18
0
C – 20

0
C ).
f- Tác dụng của vi sinh vật.
Trong môi trường Èm ướt xenlulô dễ bị phá hủy bởi một số sinh vật và
nấm mốc, xenlulô bị nấm mốc và vi khuẩn phá hủy dễ tan trong kiềm, bị tổn
thất khối lượng nên độ bền cơ học và thời gian sử dụng của nó bị giảm đi.
g- Tác dụng của ánh sáng và khí quyển.
Dưới tác dụng của ánh sáng xenlulô bị ôxy hóa bởi ôxy của không khí
tạo thành ôxit xenlulô làm giảm độ bền cơ học. Quá trình này phụ thuộc vào
chiều dài của sóng ánh sáng ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ Èm của
môi trường, một số thuốc nhuộm hoàn nguyên mầu vàng , mầu da cam cũng
có tác dụng xúc tác làm tăng nhanh tốc độ phá hủy xenlulô của ánh sáng.
Các tạp chất có trên vải cũng có ảnh hưởng đến độ bền với ánh sáng
của xenlulô, thực tế đã chứng minh rằng khi cũng chịu tác của ánh sáng trong
những điều kiện như nhau vải bông méc sẽ bị giảm độ bền nhiều hơn so với
vải đã tẩy trắng.
Song do cấu trúc lý học của mỗi xơ xenlulô một khác nên dưới tác dụng
của ánh sáng và khí quyển chúng bị phá hủy với tốc độ không giống nhau thời
( thời gian phá hủy khác nhau )
h– Tác dụng của chất khử và chất oxy hóa
Xenlulô bền với chất khử, còn các chất oxy hóa rất dÔ biến nó thành
oxit xenlulô. Trong quá trình gia công hóa học sợi dệt người ta thường dùng
các chất ôxy hóa để tẩy trắng vải như : Natri hypoclorit ( NaClO ), hydro
peoxit ( H
2
O
2
), Natri clorit ( NaClO
2
), axit axetic ( CH

3
COOH).
Tùy theo điều kiện gia công mà những chất oxy hóa này sẽ tác dụng
nhiều hay Ýt với các nhóm định chức của xenlulô và nó phá hủy xenlulô hay
không, khi dùng NaClO để tẩy trắng ( oxy hóa xenlulô ) thì sơ đồ oxy hóa có
thể sảy ra như sau:
+ Trong môi trường axit sù oxy hóa xảy ra theo hai hướng.
* Hướng 1: oxy hóa rượu bậc nhất tạo thành aldehyt sau tạo nhánh
cacboxyl.
OH
H
H
- O
CH
2
OH
H
H
OH
H
H OH
H
- O
O -
C=O
H
H
OH
H
+ O

H
O
O
H OH
H
- O
O -
COOH
H
H
OH
H
+ O
O
* Hướng 2: Oxy hóa các rượu bậc 2 để tạo thành mono axeton sau đó
đứt vòng và tạo thành hợp chất có thể xem như este của axit cacboxylic và
xenlulô như sau:
- Trong môi trường kiềm quá trình oxy hóa xenlulô cũng có khả năng
xảy ra theo 2 hướng như sau:
+ Hướng 1: Ôxy hóa các nhóm rượu bậc nhất tạo thành cacboxyl.
+ Hướng 2: Ôxy hóa các rượu bậc hai tạo thành hợp chất kiểu đi
cacboxilic làm cho mạch xenlulô dễ bị đứt như sau:
- Để phân biệt xenlulô với ôxit có thể dùng các phản ứng định tính sau:
+ Ôxít xenlulô bị nhuộm mầu bằng thuốc nhuộm metylen xanh mạnh
hơn nhiều so với xenlulô chưa bị ôxy hóa.
+ Trong dung dịch axit tucxin sunturon có mầu vàng nhạt, ôxit xenlulô
sẽ nhuộm mầu đỏ thẫm nhưng khi giặt bằng xà phòng thì mầu đỏ này hoàn
toàn biến mất đi.
1.1.4 : Tạp chất của xơ bông thiên nhiên
H OH

H
- O
O -
CH
2
OH
H
H
OH
H
H OH
H
- O
O -
H
H
OH
H
+ O
O
O
H
H
- O
CH
2
OH
OH
H
+ O

CH
2
OH
COOH
C-O-
O
O
+ O
H OH
H
- O
O -
CH
2
OH
H
H
OH
H
O
H
OH
H
- O
O -
H
H
OH
H
CH

2
OH
O
+ O
O O
H
- O
O -
CH
2
OH
H
H
OH
H
O
+ O
COOH
H
- O
O -
CH
2
OH
H
H
OH
H
O
COOH

Xơ bông thiên nhiên có chứa một lượng tạp chất nhất định trong quá
trình chuẩn bị khăn trước khi nhuộm và in hoa, người ta phải tìm cách loại bỏ
các tạp chất ra khỏi khăn tạo điều kiện cho thuốc nhuộm dễ khuếch tán vào xơ
tạo cho khăn những tính chất sử dụng như mong muốn. Những tạp chất chủ
yếu của xơ bông thiên nhiên là:
a- Hemi xenlulô
Hemi xenlulô là tập hợp của nhiều hidrat cacbon cao phân tử có tính
chất chung là: không hòa tan trong nước, dễ bị thủy phân trong dung dịch axit
khoáng, dễ bị trích ly ra khỏi xơ bởi dung dịch kiềm loãng. trong hemi
xenlulô ngoài các poly saccarit khác nhau như pentozan và hetozan các
xenlulô với mức độ trùng hợp dưới 150 cũng được xếp vào một trong những
thành phần của của hemi xenlulô và tất cả chúng đều hòa tan trong dung dịch
xút 17,5 – 18 %.
b- Chất sáp
Sáp là thành phần tách ra được từ các xơ thực vật bằng các dung môi
hữu cơ. thành phần của sáp là hỗn hợp các chất khác nhau bao gồm: các rượu
cao phân tử đơn chức mạch thẳng, các axit béo ở dạng tự do, ở dạng muối, ở
dạng este của các rượu cao phân tử với các axit béo.
Ngoài ra sáp còn chứa các hydrat cacbon rắn và đôi khi còn có cả
hydrat cacbon ở thể lỏng.
Các axit béo trong thành phần của sáp dễ bị xà phòng hóa bởi kiềm, các
thành phần khác đặc biệt của este rượu cao phân tử đơn chức với các axit béo,
các rượu cao phân tử tự do và các hydrat cacbon không có khả năng bị xà
phòng hóa, để khi các phân tử này ra khỏi khăn biện pháp tốt nhất là dùng
chất nhò hóa.
Sáp thực vật nóng chảy ở 65 – 70
0
C vì thế muốn tách sáp ra khỏi khăn
phải xử lý trong các dung dịch nóng để chuyển nó thành dạng lỏng thì mới
thực hiện được quá trình nhò hóa một cách dễ dàng.

c- Chất pectin
Xơ bông có chứa một lượng pectin nhất định, nó là một nhóm hydrat
cacbon thành phần rất phức tạp, nhưng có đặc điểm chung là khó hòa tan
trong nước lạnh, trong nước sôi nó cũng không hòa tan hoàn toàn, nhưng
trong dung dịch amôni ôxalat ( COONH
4
)
2
thì hòa tan hoàn toàn.
Thành phần chủ yếu của pectin là axit pôly galac-tunonic hay axit pectic
dễ bị metoxyl hóa một phần. Khi nấu vải bông bằng dung dịch kiềm chất
pectic dễ bị thủy phân và dễ bị giặt ra khỏi khăn.
d- Hợp chất chứa Nitơ
Hợp chất chứa nitơ có tỷ lệ không lớn chủ yếu tập trung trong lõi xơ và
là thành phần chính của nguyên sinh chất. Hợp chất chứa nitơ của xơ bông có
một phần ở dạng hợp chất protit và nitơ chứa trong các hợp chất của axit nitơ
và axit nitric.
Hợp chất chứa nitơ của xơ bông chia làm hai phần, phần thứ nhất có thể
tách ra khỏi xơ bông khi gia công với nước cất ở 60
0
C trong một giê hoặc là
ngâm trong kiềm yếu ở nhiệt độ thường thời gian 2-3 ngày. Ở thành phần thứ
hai chỉ bị tách ra khỏi xơ khi ra công lâu bằng dung dịch xút ở nhiệt độ sôi.
Các hợp chất chứa nitơ bị phá hủy mạnh dưới tác dụng của dung dịch
kiềm và đặc biệt dưới tác dụng của (NaClO) Natri hypo clorit. Ngoài ra người
ta còn dùng men vi sinh vật để tách các tạp chất chứa nitơ ra khỏi vải như :
tripxin, pepxin, nhưng thực hiện tách không triệt để chỉ tách được 50% là
cùng.
e- Tro và các chất mầu thiên nhiên.
Hàm lượng tro trung bình của xơ bông là khoảng 1,2%. Thành phần tro

của xơ bông bao gồm : SiO
2
, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, MnO
4
, CaO, MgO, KCl, NaCl,
ngoài ra còn có muối của axit photphoric và sunfuric. Trong số các hợp chất
vô cơ này thì muối Natri và kali chiếm tới 95% khối lượng của tro. Xơ bông
càng chín kỹ thì hàm lượng tro càng giảm khi hòa tan vào nước tro của xơ
bông có phản ứng kiềm tính rõ rệt.
Chất mầu: Xơ bông chín kỹ thường có mầu trắng nân, các loại xơ xấu
hơn thường có mầu xám, xanh hoặc nâu nhạt do có chứa chất mầu thiên nhiên
ở dạng pigmen vì hàm lượng pigmen trong xơ bông rất nhỏ, chúng lại kém
bền mầu nên dễ bị thủy phân dưới tác dụng của ánh sáng và gia công hóa học.
g- Lignin
Liglin có Ýt trong loại xơ tốt, phản ứng quan trọng và đặc trưng của
lignin là ôxy hóa, clo hóa, sunfat hóa, chưng khô phản ứng với axit và kiềm.
Ngoài các tạp chất vừa nêu ở trên xơ bông còn chứa một số tạp chất cơ học do
trong quá trình thu hoạch bảo quản như: đất, cát, mảnh vỏ quả bông, lá
cây, tất cả các loại tạp chất ngoài thành phần xenlulô thì còn lại đều được
tìm cách loại bỏ trong quá trình gia công hóa học.

1.2 . Giới thiệu mặt hàng khăn bông

1.2.1: Cấu tạo của khăn bông
- Khăn bông được dệt từ sợi bông với các chi số khác nhau.
- Khăn bông được dệt trên máy dệt thoi theo kiểu vải vòng, là kiểu dệt
do ba hệ sợi đan kết nhau bao gồm:
+ Hệ sợi dọc nền có sức căng như kiểu vải dệt thoi bình thường.
+ Hệ sợi dọc tạo vòng bông có sức căng nhỏ hơn.
+ Hệ sợi ngang đan kết vuông góc với hệ sợi dọc để tạo thành vải vòng
bông.
- Ta có thể cắt dọc khăn: theo sợi dọc và cắt vuông góc với sợi ngang
phóng to lên ta có cấu tạo vòng bông như sau:

Hình: 1
1. Hệ sợi ngang (đan chéo vuông góc với sợi dọc 2 và 3)
2. Hệ sợi dọc bông (nổi lên)
3. Hệ sợi dọc nền (chìm xuống)
Khăn bông có nhiều kiểu dệt khác nhau, như kiểu dệt kẻ ô vuông, kiểu
dệt cài hoa, kiểu dệt xọc mầu… kích cỡ của khăn cũng khác nhau, tùy theo
thiết kế cho từng mặt hàng.

Ví Dô : Một số loại khăn đang được sản xuất tại công ty.
+ Khăn tắm : có kích thước dài
×
rộng là 137cm
×
66cm có khối lượng
3750g/tá. ký hiệu là khăn 3750B/T
+ Khăn mặt: kích thước là 91cm
×
38 cm khối lượng 975g/tá. ký hiệu là
khăn 975 F/T.

* Hai loại khăn này đều được dùng sợi Ne 20/2 hay Nm 34/2 làm sợi dọc
nền và sợi dọc bông còn sợi ngang là sợi đơn giản Nm=34/1.
+ Khăn ăn: (khăn lau tay) có kích thước là 32cm
×
28cm có khối lượng là
375g/tá kí hiệu là khăn 375V. Loại này cả sợi dọc và sợi ngang đều dệt từ sợi
Nm34/1 do vậy yêu cầu của sợi dọc nền và sợi dọc bông đều phải qua hồ để
đảm bảo độ bền chống lại sự ma sát của bìa, go làm xù lông gây đứt sợi.
1.2.2 : Mét số tính chất của khăn mặt bông
Khăn mặt bông dùng sợi có chi số thấp Nm=34 số vòng xoắn nhỏ
730x/m, nếu dùng sợi có Nm34/2 xe thì số vòng xoắn xe 320x/m. khi dệt tạo
vải vòng mềm mại, mật độ dệt thấp nên khăn có kết cấu lỏng tạo cảm giác
mềm mại dễ chịu và cũng do sợi kéo có số vòng xoắn thấp tạo nên.
+ Khăn mặt bông phải có độ thấm nước tốt
+ Khả năng giữ nước tốt
+ Mềm mại, dễ chịu
+ Không gây dị ứng cho người sử dụng.
SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT


Kh¨n méc
KiÓm tra, ph©n lo¹i
NÊu tÈy lÇn 1
NÊu tÈy lÇn 2 + l¬ tr¾ng Nhuém mÇu
Lµm mÒm
V¾t
SÊy
KiÓm tra BTP
C¾t may
PHẦN 2 - KỸ THUẬT XỬ LÝ HÓA HỌC KHĂN BÔNG

Công đoạn tiền xử lý hóa học khăn bông rất quan trọng nó tạo điều
kiện thuận lợi cho các khâu tiếp theo như tẩy trắng và nhuộm mầu.
Nhiệm vụ chính của khâu tiền xử lý hóa học là cần loại bỏ tách các tạp
chất ra khỏi xơ bông, như vậy xơ bông sau khi đã xử lý hóa học loại bỏ tạp
chất được coi là xenlulô nguyên chất. Sau khi đã xử lý hóa học xơ bông
trương nở xốp hơn tăng độ hót Èm hót hóa chất và thuốc nhuộm, mềm mại
hơn.
Đối với loại khăn dệt từ sợi dọc có hồ thì cần phải loại bỏ líp hồ đó đi.
Vì khăn có kết cấu lỏng hơn vải may mặc, líp hồ cũng có tỷ lệ thấp khoảng
4% nên trong quá trình nấu tẩy líp hồ tự phân hủy và tách ra khỏi sợi nên ta
không cần khâu giũ hồ riêng như đối với vải dệt thoi sử dụng trong may mặc.
Khăn là loại vải có các vòng bông trên bề mặt nên cũng không cần đốt
đầu xơ và làm bóng
Để đảm bảo tính chất của khăn mặt và chất lượng sản phẩm khăn mặt
bông. nên tôi chọn phương án nấu tẩy –nhuộm mầu theo phương pháp gián
đoạn.
Với năng suất thiết kế là 4000 tấn/năm là phân xưởng thuộc loại vừa
nên phù hợp với phương pháp gia công gián đoạn từng mẻ, tôi dự kiến trang
bị cho phân xưởng nấu tẩy – nhuộm các thiết bị công nghệ hiện đại để có thể
đáp ứng công nghệ trình độ cao lâu bị lạc hậu sản phẩm sản xuất ra có chất
lượng tốt đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và
xuất khẩu.
2.1- Chuẩn bị kiểm tra khăn méc
2.1.1: Kiểm tra phân loại khăn méc
Khăn méc từ xưởng dệt chuyển về xưởng tẩy nhuộm bằng băng truyền
hoặc bằng xe đẩy tại đây công nhân tổ chất lượng có nhiệm vụ kiểm tra phân
loại với mục đích.
+ Kiểm tra kích thước khăn méc
+ Kiểm tra mật độ khăn méc
+ Kiểm tra trọng lượng g/m

2
và phân loại 1,2,3,
+ Kiểm tra phân đúng chủng loại, không để lẫn loại
+ Sửa chữa những khăn rách có thể.
+ Tẩy những vết bẩn cục bé
+ Đánh dấu ghi đầu cây tiện cho theo dõi ở các khâu tiếp theo như ngày
tháng sản xuất, trọng lượng khăn méc, người dệt, để tiện theo dõi chất lượng
trả công lương cho công nhân dệt và dễ dàng khi đưa vào nhuộm.
2.1.2 : Chuẩn bị khăn cho tẩy nhuộm
Khăn bông được chuẩn bị cho từng mẻ sản xuất với số lượng cân nhất
định theo năng xuất của thiết bị.
Công nhân chọn những cuộn khăn phù hợp với trọng lượng mẻ chuẩn bị
không được cắt xé lẻ cuộn khăn, mỗi cuộn khăn là một dây chuyển động trên
máy nấu tẩy hoặc số dây khăn phụ thuộc vào số họng trên máy. Máy hai họng
chuẩn bị hai dây khăn, chiều dài của dây khăn phải tương đương nhau.
Hai đầu cuộn khăn có thể dùng tay để khâu nối hoặc khâu đè yêu cầu
đường may chắc chắn không bị đứt khi máy đang hoạt động.
Tuyệt đối không được buộc mà phải may, khi chuẩn bị song phải có một
phiếu sản xuất kèm theo xe khăn ghi rõ ngày, tháng, loại khăn, trọng lượng,
sản phẩm cần nấu tẩy hoặc nhuộm để tránh nhầm lẫn.
2.2 – Kỹ thuật nấu khăn bông
2.2.1: Nguyên lý nấu khăn mặt bông
Nấu khăn mặt bông là một công đoạn rất quan trọng có tính chất quyết
định chất lượng khăn.
Quá trình nấu khăn là một quá trình hóa học, nghĩa là dùng tác nhân hóa
học để khử các tạp chất có trong xơ bông và các tạp chất khác có trong khăn.
sau quá trình nấu đại bộ phận các tạp chất của xenlulô và hồ sợi dọc đều bị
phá hủy ( trừ tạp chất mầu thiên nhiên ).
Tùy theo công nghệ và mặt hàng khác nhau của từng xí nghiệp mà thành
phần dung dịch nấu có khác nhau nhưng cơ bản bao gồm các chất chủ yếu

sau:
+ Chất ngấm ( chất hoạt động bề mặt ) 0,5 – 1 g/l
+ NaOH 98% từ 8 –10 g/l
+ Na
2
SiO
3
từ 2 – 3 g/l
+ NaHSO
3
từ 2 g/l
Để xây dựng đơn công nghệ, điều kiện nấu phải chú ý đến các đặc điểm
sau:
- Độ dầy mỏng của từng mặt hàng
- Chất lượng của xơ, sợi dệt khăn ( tạp chất nhiều hay Ýt)
- Yêu cầu chất lượng của sản phẩm
- Thiết bị và công nghệ nấu
Nếu khăn nấu theo phương pháp nấu cổ điển dùng nồi nấu ( cố định
lượng khăn ) có dung dịch tuần hoàn, thời gian nấu lâu từ 6-8 giê ở nhiệt độ
110
0
C có áp suất thì lượng hóa chất sử dụng sẽ giảm đi còn khi nấu theo
phương pháp gián đoạn khăn chuyển động và có thể dung dịch cũng chuyển
động ở nhiệt độ sôi áp suất thường thì lượng dùng hóa chất sẽ tăng lên.
2.2.2 – Tính năng tác dụng của các chất trong quá trình nấu
a – Xót NaOH
Xót là thành phần chủ yếu của dung dịch nấu, trong quá trình nấu xút làm
nhiệm vụ biến các chất béo có trong xenlulô thành xà phòng, xà phòng này
góp phần vào việc:
+ Nhò hóa sáp là thành phần khó tách nhất trong số các tạp chất của xơ

bông.
+ Xót còn làm nhiệm vụ phá hủy các hợp chất chứa nitơ các hydrat
cacbon biến chúng thành các chất dễ tan trong kiềm.
+ Xót còn còn có tác dụng phá hủy các líp hồ có trên sợi dọc nếu có.
Xenlulô cũng dễ dàng hấp phụ xút, nên ngoài lượng xút cầt thiết để phá
hủy các tạp chất của xenlulô thì dung dịch nấu có một lượng xút dư nhất định,
thường lượng xút dùng để nấu khăn bông
≥
3% so với khối lượng của khăn
bông.
+ Xót làm cho xenlulô trương nở, tăng độ xốp, tăng độ mao dẫn và khả
năng hót Èm, quá trình nấu ngoài việc phá hủy loại bỏ tạp chất của xenlulô,
thì cấu trúc của xơ sợi cũng thay đổi theo sau khi nấu, dưới tác dụng của dung
dịch kiềm ở nhiệt độ cao làm cho khoảng cách giữa các mạch phân tử xenlulô
tăng lên làm cho một số mối liên kết hydro bị phá vỡ giải phóng thêm một số
nhóm hydroxyl tù do háo nước hơn, do vậy khăn sau nấu loại bỏ tạp chất và
có độ mao dẫn, độ thấm nước cao hơn.
b – Natri bi sunfit ( NaHSO
3
)
Natri bi sunfit là chất khử yếu người ta đưa vào dung dịch nấu theo
phương pháp nấu ở nhiệt độ cao và có áp xuất để khử ôxy trong dung dịch
tránh cho xenlulô không bị ôxy hóa.
Phản ứng sảy ra như sau:
NaHSO
3
+ O
2

→

NaHSO
4
( dưới tác dụng của kiềm, nhiệt độ cao và có mặt của ôxy)
Người ta đưa vào dung dịch nấu chất khử yếu thông thường là Natri bi
sunfit hoặc natri sunfit ( Na
2
SO
3
) còn nếu tiến hành nấu tẩy đồng thời thì
không cần cho chất khử vào vì nó sẽ làm giảm hiệu lực của chất ôxy hóa để
tẩy trắng.
c- Natri silicat (Na
2
SiO
3
)
Trong dung dịch nÊu cho Nattri silicat có hai nhiệm vụ chính sau đây:
+ Tạo hệ keo hấp phụ những phẩm vật bị tách ra khỏi khăn, không cho
chúng bám dính trở lại khăn đảm bảo cho khăn sạch hơn.
+ Hấp phụ các ôxit kim loại nặng có trong nước chuyển chúng từ dạng
phân tán tinh về dạng phân tán thô, các hydroxit sắt sẽ bị kết tủa thành hạt lớn
mất khả năng hấp phụ vào khăn .ngoài ra khi nấu tẩy đồng thời bằng H
2
O
2
thì
Natri silicat còn làm nhiệm vụ ổn định tác nhân tẩy làm cho H
2
O
2

giải phóng
ôxy nguyên tử một cách từ từ.
d- Chất hoạt động bề mặt
Trong thành phần của dung dịch nấu không thể thiếu được chất hoạt
động bề mặt. đó là những chất thể hiện kết hợp các tính chất sau: nhò hóa, tẩy
rửa làm đều mầu, ngấm thấu, phân tán, và ổn định. Riêng khả năng ngấm ướt
và tẩy rửa nhò hóa rất cần cho quá trình nấu khăn bông.
Khi nấu người ta sử dụng những chất hoạt động bề mặt loại anion
không mang ion, có khả năng ngấm ướt và nhò hóa cao đồng thời bền với môi
trường kiềm, nhiệt độ cao Ýt sinh bọt.
* Những biến đổi trong quá trình nấu vải:
Trong khi nấu vải sẩy ra đồng thời các quá trình hóa học, lý học khác
nhau. Các quá trình hóa học chủ yếu là sự phá hủy các tạp chất của xơ bông
còn biến đổi lý học sảy ra trong cấu trúc của xơ bông.
Khi nấu các tạp chất của xơ bông như pectin, hợp chất chứa nitơ,
pentozan, các axit béo dễ dàng bị phá hủy và tách ra khỏi khăn trừ có sáp là
khó tách nhất, nếu sáp không được tách hết nó sẽ ngăn cản xenlulô thấm nước
gây khó khăn cho khâu nhuộm sau này. nhiệt độ nóng chảy của sáp là 70 –
80
0
C muốn tách nó ra thì nhiệt độ của dung dịch nấu phải trên 85
0
C khi đó sáp
ở trạng thái chảy lỏng và bị nhò hóa bởi chất hoạt động bề mặt và chuyển
động cơ học giữa khăn và dung dịch. Sáp được tách ra khỏi khăn và bị nhò
hóa chuyển vào dung dịch ở dạng hạt nhỏ nhờ tác dụng tuần hoàn của dung
dịch nấu.
Tác dụng nấu kiềm không chỉ ở chỗ khử tạp chất của xơ bông mà còn
làm biến đổi cấu trúc lý học liên kết hydro giữa các đại phân tử bị đứt giải
phóng thêm nhiều nhóm hyđroxyl tự do làm cho xơ háo nước hơn, mặt khác

các lỗ trống giữa các đại phân tử xenlulô cũng rộng hơn làm cho dung dịch
hóa chất thuốc nhuộm dễ thấm vào xơ, vì thế xơ đã nấu dễ hấp phụ thuốc
nhuộm hơn xơ chưa nấu.

2.3 – Kỹ thuật tẩy trắng khăn bông
2.3.1 – Nguyên lý tẩy trắng khăn bông
- Tẩy trắng khăn bông dù bằng phương pháp nào cũng phải đạt các yêu
cầu sau:
+ Khăn bông phải được tăng độ trắng nhưng Ýt ảnh hưởng đến độ bền.
+ Không gây độc hại cho người lao động và ô nhiễm môi trường
+ Đáp ứng các yêu cầu hiện đại.
- Chất tẩy trắng được chia làm hai nhóm chính:
+ Nhóm chất tẩy khử dùng là Na
2
S
2
O
4
, NaHSO
3
, những chất tẩy này có
nhược điểm là độ trắng của khăn không bền, trong thời gian ngắn khăn bị
vàng trở lại nhanh.
+ Nhóm chất tẩy ôxy hóa gồm: NaClO, CH
3
COOH.
+ Tăng trắng bằng các chất quang học.
Khăn sau khi nấu, tẩy trắng quang học, tuy đã đạt độ trắng nhất định
song vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của khăn trắng thành phẩm nên người ta
phải dùng các chất tăng trắng quang học để nâng cao độ trắng của nã

( thực chất của các chất tăng trắng quang học là thuốc nhuộm mầu trắng ).
Như đă giới thiệu ở trên trong phạm vi đồ án này tôi chọn chất tẩy
trắng thuộc loại nhóm chất oxy hóa. Vì nhóm này có nhiều ưu điểm của nhóm
chất tẩy khử, vì tác dụng tẩy của nó rất mạnh do chúng phá vỡ hẳn hệ thống
mang mầu của chất mầu thiên nhiên, làm cho chúng không có khả năng hồi
phục mầu nữa và đạt độ trắng cao.
Tuy có ưu điểm như vậy song nó vẫn có những nhược điểm là việc
chọn chất tẩy trắng phù hợp với công nghệ là rất quan trọng. Hai chất tẩy
trắng phổ biến dùng cho tẩy trắng mặt hàng khăn bông là: Natri hypo clorit
( NaClO), hydro peroxit (H
2
O
2
).
* Natri hypo clorit ( NaClO).
Chất tẩy dùng nhiều ở thế kỷ trước song cho đến nay vẫn còn một số cơ
sở sản xuất sử dụng vì NaClO dễ mua, tác dụng tẩy mạnh. Nếu khống chế
điều kiện tẩy đúng kỹ thuật thì hiệu quả tẩy trắng rất cao. Nhưng trong quá
trình tẩy nó có một số nhược điểm mà rất khó khắc phục:
+ Thoát ra khí Clo là loại khí đọc hại đối với cơ thể con người gây ô
nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động.
+ Đặc biệt việc khó khử sạch tàn Clo trên khăn làm cho khăn bị vàng
giảm độ bền trong thời gian bảo quản:
+ Những mặt hàng tẩy bằng NaClO hiện nay thị trường khối EU không
chấp nhận, gây khó khăn cho việc xuất khẩu do vậy NaClO cũng không được
dùng để tẩy trắng nhiều.
* Hydro peoxit (H
2
O
2

)
Là chất tẩy ôxy hóa có khả năng tẩy mạnh sản phẩm tẩy trắng đạt độ
trắng cao, môi trường tẩy không độc hại và tẩy được ở nhiệt độ cao nên có thể
kết hợp với nấu- tẩy đồng thời tiết kiệm công đoạn rút ngắn thời gian gia công
việc giặt sạch H
2
O
2
sau tẩy cũng dễ dàng và đơn giản. H
2
O
2
thể hiện khả năng
tẩy trong môi trường kiềm nên thích hợp cho việc nấu tẩy khăn bông.
Qua phân tích ưu nhược điểm của từng loại chất tẩy trắng em quyết
định chọn H
2
O
2
là chất tẩy trắng cho mặt hàng khăn trong đồ án của mình.