FACULTAD DE INGENIERÍA AGRARIA ESPECIALIDAD INGENIERÍA AMBIENTAL BALANCE DE MATERÍA Y ENERGÍA TRABAJO N1 INDUSTRIA TEXTIL DEL ALGODÓN ALUMNA: Sheyla Pineda Gamarra CODIGO: 20092547
AÑO-2017
INTRODUCCIÓN La industria textil agrupa todas aquellas actividades dedicadas a la fabricación y obtención de fibras, hilado, tejido, tintado, y finalmente el acabado y confección de las distintas prendas. Originalmente, el término textil se aplicaba sólo a las telas tejidas, pero con la evolución de esta industria se extiende ahora incluso a telas producidas por métodos diferentes al tejido, como las formadas por uniones mecánicas o procesos químicos. Igualmente, se aplica a variadas materias primas y materiales obtenidos de las mismas, como filamentos, hilos sintéticos, hilazas, que son empleados en tejidos trenzados, bordados, acolchados, hilados, fieltrados, etc. En estas operaciones textiles también están consideradas las de preparación de las fibras de origen natural (vegetales o animales), y en los que se realizan procesos como el blanqueado, teñido o la mercerización. La elaboración de tejidos se remonta a la antigüedad más lejana. Como industria textil, tras la invención de los telares mecánicos, comenzó a desarrollarse en Gran Bretaña, Francia, Bélgica y Estados Unidos a partir de mediados del siglo XVIII. Las máquinas se fueron perfeccionando rápidamente, pudiendo así incorporarse en la elaboración distintas clases de fibras. La industria textil constituye el primer sector económico en muchos países que todavía se encuentran en vías de desarrollo. Su importancia y evolución en estos países viene determinado por una autonomía en la cual no pr ecisan inversiones o tecnología foránea, materias primas costosas, ni tampoco una mano de obra demasiado especializada. El presente trabajo se basa en la elaboración de procesos de reciclaje de textiles para obtener algodón reciclado, obteniendo como producto final hilos de algodón reciclado. Se realizaron los cálculos correspondientes para el balance de materia en el proceso de reciclaje de algodón a partir de la base de cálculo mencionada, obteniendo como producto final 444.9763 kg de hilos de algodón y hubo una pérdida de algodón con impurezas de 55.0237 kg. El balance de materia y energía es muy importante para procesos industriales como el que se planteó en este trabajo, ya que permite determinar los flujos que se encuentran en un etapa determinada del proceso.
Marco teórico La industria textil comprende multitud de procesos y/o tratamientos específicos destinado a dar a los hilos y a los tejidos propiedades y características concretas. Dependiendo del tipo de fibra, o del efecto de acabado que se desea dar, se utilizan variados métodos físicos y químicos. Entre los procedimientos habituales destacan los siguientes: Ablandado Es una operación consistente en eliminar la aspereza de las hilachas del yute o del cáñamo debidas a las incrustaciones de impurezas que mantienen unidas las fibrillas elementales.
Acabado Es el conjunto de operaciones que se llevan a cabo sobre un tejido crudo para adecuarlo a su uso final. Las principales son: repasado, lavado, cepillado, enrasado, chamuscado y apresto. El acabado castor es un acabado especial que se confiere a la lana para conseguir una superficie cubierta de pelo aplastado. El acabado denominado "Sajonia" es un tipo de acabado que proporciona suavidad a un tejido.
Agramado Es una operación consistente en machacar y espadillar el lino, cáñamo, yute, etc., después de su maceración, para conseguir las f ibras limpias.
Alisado Es una operación consistente en tratar los hilos de lana a cierta tensión, sometidos a temperatura y humedad adecuadas, para evitar su posterior rizado.
Azufrado Es un proceso de blanqueado al cual se someten las lanas mediante emanaciones de azufre.
Muarado Es un proceso que consiste en el tratamiento de una superficie para que aparezca con visos y aguas; el muarado de tejidos se efectúa haciéndolos pasar por calandrias de muarar que, al aplastar el grano del tejido, le confieren un acabado tornasolado (muaré), y la irregularidad del proceso es lo que proporciona un acabado tornasolado o en f orma de aguas.
En este trabajo nos basaremos en la industria textil del Algodón. Generalidades del algodón puro:
Su principal constituyente es la celulosa (87 a 90%). La celulosa es una sustancia sólida, inerte que forma parte de las plantas. Contiene de 5 a 8% de agua e impurezas naturales entre un 4 al 6%.
Características de los hilos de algodón puro
Es una fibra muy resistente y fácil de limpiar. Es resistente a álcalis suaves y resistentes a agentes blanqueadores. Si se ve expuesto a cambios en temperatura o a humedad excesiva, puede haber putrefacción (García, 2014).
Composición: Se refiere a la presencia de un componente determinado. Presenta grosor, elasticidad y solidez al color. El hilo del algodón de se debe almacenar a una temperatura que esté entre 15 y 20°C, y en un ambiente con 40 a 60% de humedad (García, 2014).
Proceso de obtención del tejido de algodón puro
Obtener la fibra Eliminar impurezas Realizar cardado y peinado de la fibra (dejar las fibras estiradas y dispuestas en forma paralela) 4. Realizar hilado en forma continua mediante máquinas, hasta formar una cinta continua. Realizar afinado hasta convertir en una mecha Estirar y retorcer mediante torsión para formar el hilo, que se bobina en carretes (García, 2014).
Rompedor de telas La primera operación que se lleva a cabo es la que se lleva en el rompedor de telas. El rompedor de telas se compone con una serie de tambores que están compuestos con unas duelas desmontables que tienen clavos que efectúan el deshilado del material con dimensiones bien definidos. En general aquí lo que se hace desgarrar las telas, hasta obtener fibras más pequeñas (Pineda, 2011). Esta operación se realiza dos o tres veces, hasta obtener fibras de entre 5 y 8 cm de largo, que se utiliza después en el proceso de cardado.
Cardado La máquina de cardado es empleada en la hilatura de las fibras de algodón y otros textiles. Una vez abierta y limpia las fibras producto del rompedor de telas, se ingresan a la carda para separar las fibras y dejarlas libres de impurezas (Pineda, 2011). En la operación de cardado, se unen las fibras para obtener unas más largas que puedan trabajarse mejor. Dentro de la máquina se dejan entre sueltas y en forma de velo (de gran anchura y espesor pequeño). Esto se hace hasta obtenerse cintas largas de fibras.
Estirador El estiraje textil, se considera como el deslizamiento ordenado de las fibras para orientarlas y reducir gradualmente su número de por sección transversal, con el objetivo de preparar el material para obtener hilos en una máquina de torsión (Tanich, 2010). Condiciones de estiraje Se tienen dos tipos de cilindros, uno productor y un alimentador que son aptos para retener fibras. Los rodillos se colocan por pares y en serie, de manera que cuando entran las fibras por un par de rodillos, aumenta la velocidad en el siguiente par, con esto se busca que la masa de fibras se encuentre más delgadas (Tanich, 2010). En el primer estirador, se insertan cintas obtenidas en el cardado; en general se parte de 6 rollos de cinta, para obtener 1 sola cinta. Lo anterior para fibras más flexibles y con mejores características. En el segundo estirador, se insertan las cintas del primer estirador. Se parte de 8 cintas para obtener solo una cinta.
Open-in El open-in realiza la función de torsión, que es la condensación de fibras al proporcionarles cierta cantidad de giros en sentido de su eje longitudinal, y por ello adquiere una cohesión y consistencias provocando así mayor resistencia (Herrera et Santoyo, 2013). Para esto, se insertan las cintas obtenidas del segundo estirador, para entrelazarlas y así obtener un hilo grueso. Con esto se termina el proceso de reciclado de algodón. El proceso de reciclado de textiles a base de algodón se distingue principalmente en la calidad del hilo obtenido y el proceso de obtención de la fibra o materia prima. En general las fibras recicladas se usan en numerosas industrias, sobre todo en la de los no tejidos, cojines colchonetas, hilatura y relleno.
METODOLOGÍA Y MATERIAL Para obtener los hilos de fibra de algodón reciclado se ejemplifica en el siguiente diagrama de proceso.
Ejercicio de Balance de Materia- En la industria textil
DISCUSIÓN Muchas de las presiones que se ejercen sobre el medio ambiente son proporcionales al número de personas que dependen de los recursos naturales (PNUMA, 2013), en este contexto un manejo integral de los residuos ya sea para su valorización o su reutilización en otros procesos, conlleva a una mejora en el tema del desarrollo sostenible, ya que implica que los efectos negativos que pueda sufrir el ambiente se vean minimizados por este tipo de acciones. El reciclado de textiles puede ser una herramienta que ayudaría a minimizar los efectos negativos que implica el consumo excesivo de prendas de vestir ya que, como se mencionó a inicios de este trabajo, el concepto de fast-fashion tiene impacto en los recursos naturales por el uso de materias primas de manera insostenible. Los balances de masa permiten calcular la cantidad de materia que entra y sale de un proceso dado. De las diferentes corrientes de salida que puede tener un proceso a partir de una sola corriente de alimentación, se representó el diagrama de flujo de procesos para el reciclado de algodón de este trabajo. Para el caso del reciclaje de algodón planteado en este trabajo se usó un aproximado de pérdidas ya que suelen ser pequeñas al momento de llevar a cabo el proceso, pero ocurren en cada corriente. Estas pérdidas se dan principalmente en forma de pelusa derivado de las múltiples operaciones a las que se someten los textiles durante el proceso.
El balance se realizó en función de textiles, los cuales no eran solo de algodón sino que puede ser una mezcla de prendas de diferentes tipos de telas, lo cual indica que el proceso llevado a cabo en los rompedores debe ser selectivo a este tipo de textil en particular. De esta forma durante el proceso llevado a cabo en los rompedores se plantea que se tenga la eliminación de todas las fibras que no sean de algodón. Es entonces que se lleva a cabo el proceso de cardado e hilado, donde las pérdidas ya son sólo de algodón. Al final del proceso (en el open-in), se plantea la obtención de hilos de algodón reciclado.
LA INDUSTRIA TEXTIL CON EL MEDIO AMBIENTE
¿Cómo afecta la industria textil en el medio ambiente? La industria textil se ha caracterizado por ser una de las actividades más contaminantes, debido a los residuos que genera y los altos consumos de agua, energía y reactivos químicos. Los documentos de esta sección estudian medidas tomadas y estrategias propuestas para reducir el impacto ambiental de esta actividad
¿Cuáles son los contaminantes de la industria textil? La industria textil es químicamente intensiva, utilizando una cantidad de diferentes productos químicos para todo, desde la tintura de los tejidos, hasta las impresiones y los acabados. Las aguas residuales de estos procesos, a menudo, son tóxicas y pueden contaminar vías fluviales importantes.
CONCLUSIONES
El proceso de reciclaje de telas principalmente el algodón como una alternativa sustentable es eficiente ya que las pérdidas de material son mínimas (en kg) en comparación al producto, el algodón que se obtiene en forma de hilo se utiliza en otros procesos como fabricación de alfombras o jergas debido a que el material ya no es tan fino, aun así es útil y ayuda a disminuir el consumo de algodón. Se obtuvo teóricamente un producto final de algodón reciclado, del cual su peso final fue de 444.9793 kg/hr de hilo de algodón reciclado con respecto a la base de cálculo que fue de 500 kg/hr. Se realizó el cálculo teórico de pérdidas de algodón y residuos de otras fibras, el cual tuvo un valor de 65.0207 kg. Se identificaron 4 operaciones a realizar en el proceso de reciclaje de telas, que fueron romper, cardado, hilado y open-in
