Beredning

Beredning är ett samlingsnamn på olika textilprocesser på tyg eller garn såsom förbehandling, blekning, mercerisering, färgning, tryckning och efterbehandlingar. Dessa processer beskrivs under respektive artikel.

Resursförbrukning, det vill säga energi-, vatten- och kemikalieförbrukningen, i textilindustrin är i huvudsak kopplad till våtbehandlingarna under beredningen. Vid de mekaniska processerna spinning, vävning, stickning och konfektionering används i huvudsak elenergi, medan de våta processerna kräver en hel del energi för uppvärmning av bad och för torkning och värmebehandling av textilmaterialen. Dessutom kräver de våta processerna vatten och kemikalier. De våta behandlingarna delas, som tidigare nämnts, ofta in i kontinuerliga och diskontinuerliga processer.

Vid kontinuerliga processer löper en del eller en slinga av tygbanan genom en eller flera behandlingsenheter. I dessa enheter sker olika steg av behandlingen, t.ex. tvättning, blekning, torkning och färgning, beroende på hur många behandlingssteg som ingår i kontinyprocessen.

Vid diskontinuerliga processer behandlas ofta tygstycket i ett bad i en maskin och i nästa processteg byter man bad i samma maskin eller flyttar tyget till en annan apparat. Detta innebär att badförhållandet, dvs. kg bad/kg textil blir större vid den diskontinuerliga processen.

Det finns även så kallade halvkontinuerliga processer där bara en slinga av tyget passerar badet, t.ex. den så kallade jiggerapparaten. Ofta behöver tygslingan passera badet flera gånger innan behandlingen är färdig. En kontinyprocess kräver stora tyglängder på flera tusen meter för att kunna fungera rationellt. Med de allt kortare serier som blivit vanliga har emellertid diskontinuerliga processer i s.k. jiggers kommit till heders.

Både kemikalie- och energiförbrukningen i textilindustrin är starkt kopplad till vattenförbrukningen, speciellt via badförhållandet. Högre badförhållande kräver mera energi för uppvärmning och mera kemikalier för badberedningar.

I en omfattande studie utförd av det internordiska projektet Nord Textil Va som slutfördes 1980 redogörs i ett antal delrapporter för teoretiska beräkningar och praktiska försök med att reducera vatten- och energiförbrukningen i textila processer, både kontinuerliga och diskontinuerliga. Man konstaterade att den viktigaste åtgärden för att spara vatten och energi vid diskontinuerliga processer är att undvika överloppssköljningar. Vid överloppssköljning späds hela behandlingsbadet ut genom att fylla på vatten och låta det "rinna över". Stora vatten- och energibesparingar kan göras efter slutförd behandling genom att tappa ur så mycket som möjligt av processbadet för att därefter fylla upp med sköljvatten. En kontinuerlig motströmssköljning kan göras med ca 5 liter vatten per kg tyg, medan en satsvis sköljning kräver mer än tredubbla mängden sköljvatten. En överloppssköljning kräver ytterligare mängd sköljvatten för att erhålla samma tvätthärdighet efter färgning.

I projektet lämnas följande rekommendationer för att minska vattenförbrukningen.

Vid diskontinuerliga processer:

• Undvik överloppssköljning och skölj stegvis eller reducera överloppet!
• Avvattna så långt möjligt mellan varje sköljsteg genom avpressning, avsugning eller centrifugering!
• Minska badförhållandet!

Vid kontinuerliga processer gäller:

• Inför motströmssköljning (dvs att sköljvattnet strömmar mot tygets rörelseriktning) så långt möjligt och bryt inte motströmmen genom onödiga tillsatser.
• Motströmssköljning behöver inte mer än 5 liter vatten per kilo textil vid normal längd på motströmmen (ca 5 tvättlådor). Högre vattenmängd ger liten ökning av sköljeffekten.
• Det är viktigt med anordningar som kan förbättra genomströmningen i väven och därmed utjämna skillnader i substanskoncentrationen i väven och i sköljbadet.

I EU-kommissionens IPPC-BAT-dokumentär förslagen samstämmiga med det som rekommenderats av Nord Textil VA på 80-talet. För att uppnå bästa möjliga teknik sammanfattas hur vattenförbrukningen ska kunna minskas angående ytterligare aspekter. En förutsättning för att man ska kunna kontrollera sin vattenhushållning är att man tar fram förbrukningsdata, dvs. att man börjar mäta hur mycket vatten man hushållar med i sina processer. Förslaget är att man ska installera vattenmätare, som med god precision visar åtgången för varje process. Detta kan senare användas som referens för hur vattenhushållningen har förbättrats genom de åtgärder man har satt in .

Olika förbättringsområden för effektiviserad vattenförbrukning är:

• Förbättrade arbetsmetoder
• Reduktion av badförhållande
• Förbättrad tvätteffektivitet
• Kombination av processer

Med förbättrade arbetsmetoder menas att det ofta förekommer stora mängder onödigt spill. Ofta beror sådan åtgång på en avsaknad av automatiserade lösningar under t.ex. fyllning och sköljning men även genom spill vid nedsänkning av materialet i t.ex. ett färgbad. Denna sorts spill uppskattas utgöra så mycket som 20% av den totala vattenförbrukningen under en färgningscykel.

Stora förbättringar vad gäller vattenförbrukning har skett inom området för diskontinuerliga processer. Trots detta är förbrukningen fortfarande hög inom detta område. Större maskintillverkare har utvecklat maskiner som tillåter lägre badförhållanden och därmed minskar vattenförbrukningen.

Mycken möda och många patent har lagts ned på att minska badförhållandet vid behandling. Detta har givit anledning till alla så kallade MA eller "Minimum Application"- teknikerna där man påför badkemikalier via medlöpare, "simmande valsar", skumbad, sprayning eller sugning. Tidigare apparater har gjorts om med förträngningskroppar, så att badvolymerna vid behandlingen har kunnat minskas. Vid kontinuerliga processer är förbrukningen relativt låg även för konventionella applikationsmetoder som foulardering. Man kan dock ytterligare effektivisera dessa processer genom att byta applikationssätt. Inom mattindustrin finns många applikatorer som anses vara bättre alternativ till resurssnål användning. Intresset för dessa växer även inom den textila beredningsindustrin.

Under tvättprocessen åtgår en avsevärt mycket högre volym vatten än vid själva behandlingen, vid såväl kontinuerliga som diskontinuerliga processer. Medan det finns mycket effektiva maskiner utvecklade för kontinuerliga tvättprocesser, så är det svårare att åstadkomma liknande förbättringar för tvätt som sker diskontinuerligt. Problemet är här att man kan minska badförhållandet vid till exempel färgning, men har svårt att minska på åtgången vid sköljning och tvätt. Utvecklingen har dock gått framåt och man kan finna maskiner med vattenförbrukning som är jämförbar med de kontinuerliga.

En besparingsmetod som är särskilt lämplig under förbehandlingsstegen är återanvändning av vatten genom att man kombinerar processer med varandra. På så vis kan man minska vattenåtgången genom att reducera antalet tömningar. Återanvändning av vatten sker enklast i kontinuerliga processer genom motströmssköljning där vattnet går i motsatt riktning mot textilmaterialet. Ett exempel på hur man kan återanvända vatten i förbehandlingsstegen är att man använder tvättvattnet ur sista tvättbaljan som blekbad och i nästa skede som avkokningsbad. På så vis används samma vatten tre gånger. Betydligt svårare är det att återvinna vatten i diskontinuerliga processer. Här behövs en extra anläggning för ”återanvändbart” processvatten. Nyare maskiner finns med inbyggda ”retursystem” som möjliggör återanvändning av processvatten genom motströmssköljning .

Överloppssköljningen är en teknik som har fördelen att effektivt skölja bort skum från kemikalier och orent vatten från ytan. Nackdelen är att den är väldigt ineffektiv gällande vattenförbrukning. I detta avseende är genomloppssköljningen mer resurssnål. Denna metod går ut på att man fyller, sköljer och tappar i olika steg och därmed kan utnyttja vattnet mer effektivt. Stora nackdelar med denna metod är bland annat den långa cykeltiden som innebär lägre produktivitet, att materialet utsätts för en ”termisk chock” i det första sköljsteget, samt att skummet från ytan avlagras på materialet vid tömning.

Nya metoder har utvecklats som bygger på dessa två men där man hittat tekniska lösningar som tar hänsyn till dessa problem. Man har till exempel utvecklat särskilda tidsbesparande hjälpmedel som kortar sköljcyklerna, metoder för att hantera termisk chock, och ta hand om ytskum. Vad gäller vattenförbrukningen har man skapat en kombinationsmöjlighet, som gör att man kan använda båda metoderna i samma maskin. Detta innebär att man kan utnyttja överloppssköljningen i första sköljningen, för att rena vattnet från ytskum och sedan koppla över till den mindre vattenförbrukande genomloppssköljningen.

Genom att ersätta varje traditionell överloppssköljning med 2-4 cykler modern genomloppssköljning kan man göra en vattenbesparing på 50-75%.

Den nya tekniken för genomloppssköljning kan användas på både äldre och nyare utrustning, men är mest effektiv på nyare maskiner som är utrustade med de senaste tidsbesparingsmekanismerna .

Förbättringar av vattenförbrukning i kontinuerliga processer kan ske genom ökad kontroll av vattenflödet och ökad tvätteffektivitet. Som tidigare nämnts är det viktigt att man börjar kontrollera sin vattenförbrukning på maskinnivå för att kunna se förbättringar. Det är även viktigt för att man ska kunna variera flödet utifrån vad som är en optimal nivå relativt med den produktkvalitet man vill nå. Man kan även installera stoppmekanismer som gör att vattenflödet stryps vid produktionsstopp.

När man talar om effektiv vattenhushållning vid tvätt finns två principer att tillgå i modern tvättutrustning; Motströmstvätt och ”reduktion av rester” (reduction of carry-over). Motströmstvätten sker enligt principen för motströmssköljning, vilket innebär att man återanvänder vattnet från sista badet i det föregående, bakåt genom hela processen. Denna teknik är relativt billig att införa och kan användas vid tvätt efter avklistring, avkokning, blekning, färgning och tryckning. Med principen ”reduktion av rester” ämnar man att minska den mängd förorenat vatten som finns kvar i varan efter ett bad och förs över till nästa. Detta görs vanligtvis genom användning av press- eller vakuumbalkar som pressar ut överskottet ur varan .

Genom att effektivisera vattenförbrukningen vinner man även mycket i energibesparingar, dels genom den reducerade mängden nytt vatten som behöver värmas upp men även genom det återvunna vattnet som redan är uppvärmt.

Kylvatten som också innehåller värme bör kunna återanvändas. Flera fabriker har kanaler för varma och kalla avlopp och de varma avloppen går till värmeåtervinning. Värme och el går åt till baduppvärmning och apparatdrift men även för torkning och värmebehandling. Kraven på snabba leveranser, specialprodukter och korta produktionsserier innebär ofta att det svårt med en direkt återanvändning. Ju mer ensidig produktion man har desto effektivare kan man återanvända behandlingsbad och sköljvatten. Därför är en viktig besparingspunkt att även planera sin produktion så att man i mesta möjliga mån kan återvinna processbad mellan de olika processerna.

Den mest använda apparaten för torkning och värmebehandling är spannramen. På den kan tygernas dimensioner i längd- och tvärriktning kontrolleras med hjälp av löpande kedjor i kanterna. Inom det internordiska spannramsprojektet Spannram nord utarbetades rekommendationer för att bättre utnyttja energin i spannramarna. Projektet visade även hur spannramarnas energiutnyttjande kan styras via speciella sensorer. Många praktiska mätningar ute i fabrikerna visade att utgående torkluft innehöll betydligt mindre fukt än den kunde bära. Genom cirkulation och strypning av utgående torkluft kunde fukthalten i torkluften ofta höjas till det dubbla. Projektets resultat kan sammanfattas i fyra punkter:

• Frånluftens fukthalt vid torkning ska vara minst 90 g/kg torr luft.
• Efter torkning ska tygets fukthalt inte vara lägre än den är i tyg som förvaras i normal luft (65 procent relativ fuktighet vid 20 °C).
• Spannramarna ska förses med instrument för att kunna kontrollera dessa rekommendationer.
• Ramarnas mekaniska funktion ska kontrolleras fortlöpande.

Nästan samtliga spannramar i den svenska textilindustrin är anslutna till energiåtervinning. Det är svårt att hitta någon bra statistik över energi-, vatten- och kemikalieförbrukning för hela den svenska textilindustrin. Bra statistik finns däremot framtaget över textilproduktion, kemikalie- och vattenförbrukning för Älvsborgs län. Utifrån en kemikalieförbrukning i länet på 8 600 ton, en textilproduktion på 14 100 ton och en vattenförbrukning på 2,41 miljoner m3 vatten år 1996 kan man räkna fram att det i genomsnitt användes 0,6 kg kemikalier och 171 liter vatten per kg framställd textil. Av de använda kemikalierna var mer än hälften så kallade baskemikalier, dvs. oorganiska salter, syror, alkali samt oxidations- och reduktionskemikalier. Övriga organiska kemikalier bestod av ytaktiva ämnen, färger och hjälpmedel samt appreturmedel. Energiförbrukningen för textilindustrin i Älvsborgs län redovisas i nedanstående tabell

Lägg in Tabell från sid 53

Ett exempel på hur man kan spara mycket energi i diskontinuerliga torkprocesser är att se till att varan avvattnas ordentligt i sista sköljbadet, på så vis kortas torktiden ner avsevärt. Även här kan man installera ett instrument som känner av fukthalten i antingen luft eller textilmaterial undviker man onödig torktid. Dessutom undviker man att materialet blir ”övertorkat” .

Denna artikel kan behöva omstruktureras samt behöver uppdateras. Artikeln kan även kortas av men bör göras av kunnig inom området innan information raderas. Hjälp gärna till!