كتب mechanical drying process

هي عملية إزالة أكبر كمية ممكنة من الماء (بالإنجليزية: de-watering)‏. وجميعنا نقوم بهذه الخطوة عند عصر الغسيل باليد من أجل التقليل من محتوى النسيج من الماء. وقد تطورت عمليات العصر لاحقا فاستخدمت العصّارة وهي من آلات العصر الميكانيكية المؤلفة من اسطوانتين تضغطان على النسيج وهو يمر بينهما على نحو مستمر. كما استخدمت النابذات (آلات الطرد المركزي) في تجفيف النسيج كما هو الحال في الغسالة الآلية في وقتنا الحاضر.

وهناك ثلاث أليات أساسية لعملية التجفيف الميكانيكية، وهي المعصرة، والنابذة، وشق الامتصاص.

المعصرة

المعصرة (بالإنجليزية: mangling)‏ الهدف منها إزالة أكبر قدر ممكن من الماء، وعلى نحو منتظم ما أمكن. ومن مساوئ هذه الطريقة مشكلة انحناء الاسطوانات العاصرة، فعند تطبيق ضغط كبير على أطراف الاسطوانات، يتولد انحناء في الاسطوانات مما يقلل من الضغط في منتصف منطقة التلامس بين الاسطوانتين. هذا الفرق في الضغط يؤدي إلى تفاوت في العصر من الأطراف وحتى المركز. هذا الفرق في الضغط يعني اختلاف في نسبة العصر، وزيادة لمحتوى الرطوبة في الوسط، مما يعني زيادة في كمية المواد الكيميائية المتبقية في الوسط والتي كان الماء يحملها، كالأصبغة مثلا، مما يولد تفاوت في اللون بين طرفي النسيج ووسطه. يزداد انحناء الاسطوانات بزيادة طولها، وانقاص قطرها، وزيادة الحمل المطبق على أطرافها.

يمكن حل مشكلة انحناء اسطوانات العصر بتعديل التصميم قليلا، إما بجعل سطح الاسطوانة محدبا ليعوض الانحناء الناتج، أو بتعديل التصميم حيث يصنع محور يركب عليه قشرة اسطوانية ثم تغلف بغطاء من الفولاذ المقاوم للصدأ أو تغلف بالمطاط. هذا التركيب يقلل من الانحناء في الدرفيل. ويمكن استخدام الاسطوانة العائمة (بالإنجليزية: swimming roll)‏، وتحتوي هذه الاسطوانة على وسائد هيدروليكية تقوم بتوزيع الضغط على كامل عرض الاسطوانة.

يمكن تقليل نسبة احتباس الماء (وهي نسبة وزن الماء إلى الوزن الكلي للألياف الجافة) أثناء التجفيف بالمعصرة بالطرق التالية:

1. زيادة الضغط المطبق على الاسطوانات. ومن الصعب معرفة الضغط الفعلي المطبق على القماش بسبب صعوبة تقدير مساحة التماس بين الأسطوانتين، فالضغط يزداد باتجاه الخط المركزي لمنطقة التلامس.
2. زيادة قساوة غطاء الاسطوانة، مما يقلل من تشوه الاسطوانة في منطقة التلامس ويزيد من الضغط الفعلي. ولكن هناك حدود لهذه الزيادة، وخصوصا بالنسبة للألياف غير القابلة للانضغاط حيث تترك الاسطوانات القاسية الماء في الفراغات بين الخيوط.
3. زيادة درجة حرارة الماء في النسيج، مما يؤدي إلى تخفيض في لزوجة الماء فيسيل على نحو أسرع خارجا الفجوات في القماش.
4. تخفيض سرعة مرور النسيج، مما يزيد من الوقت المتاح لعملية العصر.
5. تخفيض قطر الاسطوانة، مما يزيد من الضغط الفعلي، ويقلل من عرض منطقة التلامس فيسهل خروج الماء. ولكن الفرق بين 50 و 15 سم في قطر الأسطوانات ينقص الاحتباس بمقدار 3% فقط.

التجفيف بالطرد المركزي

يزيل الماء من الألبسة المصبوغة، والألياف السائبة، وشلل الخيوط، والأقمشة على شكل حبال. يغذى القماش داخل القفص وهو يدور ببطء من أجل توازن الحمولة. يمكن وضع الأنواع الأخرى في حقيبة أو شبكة توضع وتخرج باستخدام مرفاع وذلك لتقليل كلفة اليد العاملة.

يمكن تقليل احتباس الرطوبة إلى 15% وذلك وفقا لنوع الألياف. فمثلا: حوض الطرد المركزي ذو قطر 120 سم، يدور بسرعة 1440 د/د لمدة 10 دقائق يعطي تسارعا معياريا g مساويا 1390 (تسارع معياري بسبب الجاذبية على سطح الأرض وهو كمية لا بعدية) هذا يترك رطوبة متبقية في خيوط الأكريليك تقارب 6-8%.

من مساوئ هذه الطريقة:

• عملية تنفذ على دفعات على عكس العصر وشق الامتصاص.
• آلات ثقيلة.
• تستهلك الكثير من الطاقة (عندما تتسارع لأكثر من 1000 دورة في الدقيقة أو أكثر).
• يجب أن تعلق الآلات تعليقا جيدًا وأن يجهز لهذا الغرض تجهيزًا جيدًا.
• تسبب التجعدات التي قد لا يمكن إزالتها.

شق الامتصاص

طريقة شق الامتصاص (بالإنجليزية: suction slot)‏: تتجعد الأقمشة عند استخدام جهاز الطرد المركزي أو تتضرر عند العصر بين اسطوانات العصر. الشق يكون في أسطوانة أفقية ذات قطر 20 سم تقريبا، مرتبطة في قعرها بأنبوب كبير القطر مزود بمرشح لترشيح الألياف السائبة ولحماية مضخة التفريغ. عرض الشق لا يتجاوز بضعة ميليمترات. الشق مصمم بحيث يحدث أكبر هبوط للضغط عبر القماش. يغطى الجزء المتبقى من الشق والزائد عن عرض القماش بالمطاط. تحدث إزالة المياه بسرعة كبيرة، ويحتاج القماش ليبقى فترة 1-2 ميلي ثانية فقط. إذن، اختلاف الضغط بين طرفي القماش يجبر الماء مدفوعا بتدفق الهواء من الدخول في الشق. تعد الطريقة ممتازة للأقمشة المنسوجة من الشعيرات المستمرة.

يمكن استخدام هذه الطريقة ضمن خط إنتاج مستمر، قبل المجفف مباشرة مثلا، ولكنها تستخدم عادة كآلة للإنتاج غير المستمر (نظام الدفعات)، فقد وجد أن مستويات احتباس الماء تزداد ازديادا كبيرا مع زيادة سرعة القماش من 6 إلى 9 م/د. إذا استخدم شق الامتصاص مباشرة مع حوض الغمر (الفولار)، فإن الامتصاص سوف يستخلص السائل الموجود في مسامات النسيج ويفتح الفراغات مما ينقص من نسبة التقاط النسيج للرطوبة (Wet pick-up). معظم السائل المتبقي سيكون في المكان الأكثر فائدة، وهو داخل الألياف. أما سائل الإنهاء فيمكن إرجاعه إلى حوض الغمر ليعاد استخدامه من جديد، طبعا بعد أن يفلتر من نسالة القطن (Lint)ا.

طريقة التجفيف بشق الامتصاص ذات مردود أكبر مقارنة بالعصر والطرد المركزي، ولكن يجب أن يكون القماش ذا نفاذية جيدة للهواء كي نحصل على نتائج جيدة بهذه الطريقة. فلا تكون الطريقة ناجحة مع الصوف الكتيم مثلا. وكلما كانت نسبة الألياف الاصطناعية أكبر كانت النتائج أفضل.

المزايا:

• جهاز بسيط، سهل التركيب.
• يمكن إعادة استخدام المحلول المسترجع.
• يكون محلول الإنهاء متجانس وفق المقطع العرضي.
• يمكن ضبط عرض فتحة الامتصاص لتناسب الأقمشة ذات العروض المتنوعة.