Praktický příklad prevenčních nástrojů - textilní průmysl

18.6.5

Praktický příklad prevenčních nástrojů - textilní průmysl

Ing. Monika Becková

 NahoruTextilní podniky

Základní surovinou v textilním průmyslu je biologický materiál, ať už rostlinného nebo zvířecího původu. Textilní výrobu lze proto považovat za typický zdroj biodegradabilních odpadů. Dalším typickým rysem textilní výroby je potřeba velkého množství vody, textilní podniky se historicky stavěly u vodotečí. Hlavním odpadním tokem, a tedy místem pro uplatnění prevence vzniku znečištění jsou proto především odpadní vody, jejich zatížení biologickým znečištěním a nebezpečí úniku do blízké vodoteče. Prevenční postupy byly uplatněny v několika podnicích v České republice, pro výzkum využití prevenčních nástrojů jsou vybrány tři typičtí zástupci používaných materiálů a technologií.

 NahoruCharakteristika procesu

První případovou studií je textilní podnik, jehož výrobní program tvoří výroba klasické a vpichované plsti.

Na trh jsou výrobky dodávány v různých velikostech, barvách a tloušťkách dle přání zákazníka. Nacházejí široké využití, jsou určeny především pro obuvnický průmysl na výrobu zateplovacích vložek a plstěných bot, pro stavebnictví k tepelným a zvukovým izolacím, ale také pro oděvní průmysl ke ztužení límců, k výrobě hudebních nástrojů, na výrobu dekorační plsti, sedlářské plsti a jako filtrační materiály určené k filtraci vzduchu a kapalin.

Výroba v posuzovaném textilním podniku je tvořena dvěmi základními směry:

1. klasická výroba plsti,

2. výroba vpichované netkané textilie.

Základním rozdílem mezi technologiemi je kromě výroby i použití základního materiálu a následné použití hotového výrobku. Použití klasické plsti je především v textilním a obuvnickém průmyslu, ve stavebnictví, k dekoracím a na výrobu sportovního nářadí. Vpichovaná netkaná textilie slouží především k filtračním a izolačním účelům, používá se jako geotextilie a našla využití i v automobilovém průmyslu.

 NahoruAnalýza procesu

Výroba klasické plsti

Hlavní surovinou pro výrobu klasické plsti je vlna, která má jako jediné vlákno schopnost plstit. Plstivost je výsadní vlastností textilních materiálů zvířecího původu, hlavně ovčí vlny.

Plstivost je závislá na: šupinaté struktuře, tvárnosti a tažnosti vlny při poměrně malé spotřebě síly a pružnosti - schopnosti vlákna vrátit se do původního stavu.

Lepší plstivost mají vlny jemné a kratší, jihoafrické merino charakteru. Proces plstění probíhá za spolupůsobení vlhka, tepla, tření a tlaku, kdy se plošný útvar rouna spojí, tj. zaplstí se. Je nutno podotknout, že plstění je nejstarším známým procesem výroby plošných vlákenných útvarů.

Z načechrané navlkované směsi probíhá na mykacích strojích proces mykání. Na čistém dokončujícím stroji po druhém mykání vláken se pavučina v plné šíři převádí na listovací zařízení s nekonečným pásmem, kde se vytváří navíjením rouna v potřebné hmotnosti. Takto připravená rouna se z listovacího stroje odstřihnou a navíjejí se v délce 50 metrů na připravované rounové cívky. Tato rouna se podle tloušťky plsti, která se má vyrobit, dále sdružují. Sdružená rouna přicházejí do plsťovny k plstění. Plstění se provádí na plotnových plstících strojích, kde se rouna vkládají mezi bavlněná nebo lněná plstící plátna. Na pařících stolech se před vlastním plstícím strojem napařují, pak jsou vedena do stroje mezi ohřívané plstící plotny opatřené rýhováním, mezi kterými se buď křížovým pohybem, nebo elipsovitým pohybem horní pohybové plotny rouna zaplstí.

Po tomto procesu následuje další technologický postup, tj. valchování na kladivových nebo cylindrových valchách. Účelem valchování je další zpevnění plsti a docílení předepsané tuhosti podle účelu, pro který je plsť vyráběna. Valchovací proces probíhá většinou v kyselém nebo neutrálním prostředí při teplotě 40 - 50 °C. V případě kyselého valchování je nutná neutralizace.

Vyvalchované plsti se dále perou na odstranění nečistot a odmaštění, odstřeďují pro zbavení se přebytečné vody a barví. Barvení vlny probíhá v kyselém prostředí, polovlny v neutrálním. Potom následuje opětné praní kvůli přebytečné barvě a na přání zákazníka apretace. Při této úpravě se do plsti přidají např. látky proti molům, proti hořlavosti plsti a pojiva na zvýšení tuhosti. Následuje znovu odstřeďování a nakonec sušení na sušících fixačních strojích. Zde se plsť roztáhne na požadovanou šířku a fixuje se pro dosažení vhodné pevnosti. Na suché úpravně se postřihuje pro docílení hladkého povrchu plsti, dále se lisuje, chemicky čistí a po výstupní kontrole se navinuje do rolí. Lehké látkové plsti se navinují na hřbetovacím stroji do stůček.

 NahoruVýroba vpichované netkané textilie

Výroba těchto materiálů je podstatně méně náročná na spotřebu vody a energie, jelikož se jedná převážně o suchou cestu výroby. Vpichované netkané textilie jsou vyráběny většinou z chemických vláken a viskózy. Jedná se o technologii, kterou lze nahradit určité druhy klasických plstí. Tím dostaneme podstatně levnější zboží s výrazně nižší cenou vstupní suroviny, vlna je nahrazena chemickými vlákny se stejnými nebo podobnými užitnými vlastnostmi. Z tohoto důvodu je v současné době podstatně nižší zájem o klasickou vlněnou plsť, pouze v určitých oborech je tento materiál nenahraditelný.

Výroba vpichované netkané textilie začíná stejným způsobem jako klasická vlněná plsť, tedy vlkováním a mykáním, poté následuje vpichování. Dále je možná tepelná nebo barevná úprava podle konečného použití materiálu. Vpichováním se rozumí provázání vlákenné vrstvy (rouna) svazky vláken, které provlékly rounem ostny vpichovaných jehel. Orientace vláken je tím změněna a vytvoří se soudržný, plsti podobný textilní útvar, který nazýváme vpichovanou textilií.

Základní princip vpichování spočívá v tom, že libovolným způsobem vyrobené vlákenné rouno je podávacím zařízením přiváděno do jehelného pole, které tvoří jehelní deska, opěrný a stírací rošt. Opěrný rošt podpírá vlákenné rouno během vpichování, při proniku jehel rounem a při jeho posunu. Vpichovací jehly uchycené v desce kolmo nebo šikmo k povrchu vlákenného rouna při vpichování svými ostny nebo drážkami zachycují vlákna a protahují je kolmo nebo šikmo ve směru tloušťky rouna. Při výstupu vpichovacích jehel z rouna se vlákna vysmekají z drážek o stírací rošt, který tvoří horní omezující orgán pro vlákenný útvar. Posuv tohoto zpevňovaného útvaru mezi opěrným a stíracím roštem zajišťuje na výstupu ze stroje odváděcí zařízení. Intenzita vpichování záleží na druhu vpichovací jehly, měrném počtu vpichů na centimetr čtverečný a hloubce vpichu.

Po vpichování je možné takto vyrobenou netkanou textilii dále upravovat buď barvením natavením, nebo impregnací.

Plsť nebo vpichovanou netkanou textilii lze dále vysekávat na tvarovce nebo řezat přířezy dle přání zákazníka a nebo přířezy pro konfekci. Po ušití nebo vysekání je zboží připraveno k expedici.

 NahoruZaměření prevenčního projektu

 NahoruSnížení spotřeby vody

Posuzovaná textilní technologie spotřebovává velké množství vody. Užitková voda se odebírá z blízké vodoteče a po upravení je používána jako voda technologická. Po předčištění v areálu podniku se vypouští do městské kanalizace. V průběhu prací na projektu byly identifikovány případy technologické nekázně, které znamenají úniky vody a její větší spotřebu. V době provádění projektu byly ceny za odebírání vody z vodoteče i stočné výrazně nižší než v současné době, přesto jsou vypočtené efekty zajímavé. Navíc se jedná o opatření neinvestiční, založená pouze na zpřísnění kontroly nakládání s vodou v procesu výroby.

 NahoruPopis opatření

Pracovníci údržby provádějí jedenkrát týdně kontrolu vodních armatur, mistři kontrolují každý den dodržování stanovených technologických postupů. Zjištěné závady evidují a průběžně odstraňují. Úspory se měří na podružném vodoměru a po době sledování, stanovené na 6 měsíců, byly vyhodnoceny dosažené efekty.

 NahoruEkonomické vyhodnocení

Látková bilance:

Spotřeba před zavedením:
Pitná voda: 8 494 m³/rok
Užitková voda: 27 433 m³/rok
Odpadní voda: 35 920 m³/rok

Roční náklady:
Cena vodného: 10,08 Kč/m³
Cena za odběr vody z vodoteče: 2,0 Kč/m³
Cena stočného: 12,05 Kč/m³

Pitná voda: 8 494 m³ /rok x 10,08 Kč = 85 620 Kč/rok
Užitková voda: 27 433 m³ /rok x 2,0 Kč = 54 866 Kč/rok
Odpadní voda: 35 920 m³ /rok x 12,05 = 431 040 Kč/rok

Úspora po realizaci:
Úspora pitné vody o 7,5 % činí 637 m³, což představuje 6 420 Kč/rok.
Úspora užitkové vody o 7,5 % činí 2 057 m³, což představuje 4 114 Kč/rok.
Snížená produkce odpadních vod o 15 % činí 5 388 m³, což představuje 64 925 Kč/rok.

Ekonomické úspory:
Úspory na pitné vodě: 6 420 Kč/rok
Úspory na užitkové vodě: 4 114 Kč/rok
Úspory na odpadní vodě: 64 925 Kč/rok
Celkové roční úspory činí: 75 459 Kč

 NahoruEnvironmentální vyhodnocení

Vyhodnocení jednoduchého organizačního opatření přineslo environmentální efekt v podobě snížení množství odpadní vody o 15 % ročně. Vzhledem k biologickému zatížení odpadních vod vlivem zpracovávané suroviny se jedná o snížení významné.

Dále je třeba zdůraznit, že vyspělá moderní výroba plsti, kromě nosné střižné vlny, zpracovává značné množství druhotných surovin, které vznikají při textilní výrobě tkanin v přádelnách vlny a v česárnách.

Jsou to především značná množství vlněných výčesků, vlněné odpady z přádelen vlny, dále vlněné odpady z mykáren, česané a mykané příze. Podle účelu použití vyráběné plsti se do směsi přidávají také trhané vlny, buničina, juta a len. V některých případech se používá i příměsí syntetických vláken.

Při přípravě směsí surovin pro výrobu plsti je nutné dodržení potřebného podílu vlny, který je minimálně 35 % a je nezbytný pro zachování plstícího procesu.

Při použití náhradních surovin se také používá méně špikovacích (mastících) prostředků, a to z těch důvodů, aby přílišné špikování nezpůsobilo snížení plstivosti roun.

 NahoruCharakteristika procesu

Druhý posuzovaný textilní podnik se zabývá především výrobou a prodejem umělých tkanin na bázi polyamidu, polyesteru a umělého hedvábí. Také se zpracovává i příze bavlněná, ze které se tká manšestr. Vyrobené tkaniny jsou dále barveny a upravovány. Takto zpracovaná tkanina nachází široké uplatnění při výrobě padáků, horkovzdušných balónů, padákových kluzáků, stanů, spacích pytlů, batohů, sportovních oděvů, ale i kravat, motýlků a různé konfekce.

Textilní závod má k dispozici všechny potřebné provozy a technologie zaručující výrobu kvalitně barvené tkaniny. Celý výrobní proces od nákupu tkaniny přes jejich přípravu pro barvení včetně barvení samotného a následné povrchové úpravy až po expedici tkaniny je tedy možno realizovat přímo v areálu závodu. Z hlediska technologické odlišnosti je možno výrobní strukturu závodu rozčlenit na několik základních provozů: barevna, úpravna textilu, úpravna vody, ČOV a závodní kotelna.

 NahoruAnalýza procesu

Barevna je provoz, kde se barví přibližně 90 % tkaniny přicházející z režného skladu a zhruba 10 % textilií, které musí před samotným barvením projít úpravnou textilu. Výstupem z barevny je obarvená látka, která obsahuje poměrně velké množství technologické vody. Hlavními materiálovými a energetickými vstupy jsou: tkanina, voda, elektrická energie, teplo, barviva, chemikálie, směs obalových materiálů, olejů a tuků. Hlavními odpady jsou: odpadní voda a teplo, barviva, zpracované textilní vlákno, směs obalových materiálů, olejů a tuků. Z toho mezi odpady nebezpečné patří: barviva, směs olejů a tuků.

Úpravnou textilu prochází veškerá obarvená tkanina, na níž je zapotřebí provést některé z těchto operací - sušení, fixace, apretace, úprava moire, broušení, potisk, mačkání. Textilie se po barvení a veškerých úpravách zkontrolují z hlediska jakosti, stočí se, zabalí a uskladní, nebo hned vyexpedují zákazníkovi. Hlavními materiálovými a energetickými vstupy jsou: tkanina, voda, elektrická energie, teplo, chemikálie, sublimační papír, sorbent, čisticí tkanina, směs obalových materiálů, olejů a tuků. Hlavními odpady jsou: odpadní voda a teplo, zpracované textilní vlákno, sublimační papír, sorbent, čisticí tkanina, směs obalových materiálů, olejů a tuků. Z toho mezi odpady nebezpečné patří: sorbent, čisticí tkanina, směs olejů a tuků.

Úpravna vody odebírá surovou říční vodu, která je přečerpána do dvou v současnosti nefunkčních galeriových čiřičů, v kterých dochází k sedimentaci. Odtud voda odtéká přes filtr do katexové kolony. Upravená a změkčená technologická voda se shromažďuje ve vodojemu, odkud je odebírána dle potřeby jednotlivými provozy závodu. Hlavními materiálovými a energetickými vstupy jsou: voda, elektrická energie, písek, ionexová pryskyřice, chlorid sodný NaCl. Hlavními odpady jsou: voda z praní a regenerace, odpadní teplo, kal z regenerace katexů, upotřebená ionexová pryskyřice. Z toho mezi odpady nebezpečné patří: kal z regenerace katexů, upotřebená ionexová pryskyřice.

Čistírna odpadních vod zpracovává pomocí mechanicko-chemické technologie vodu svedenou z jednotlivých provozů. Ta natéká přes česlo a stírací žlaby do vyrovnávací nádrže. Odtud je čerpána do čiřicích nádrží. Usazený kal je odčerpán do dvou kalojemů, odkud pokračuje do kalolisu, kde se zbaví nežádoucí vody a je odvezen na skládku. Čistá voda z horní části čiřicí nádrže se vypouští přímo do městské kanalizace. Hlavními materiálovými a energetickými vstupy jsou: voda, elektrická energie, síran železnatý, Kemifloc, vápenné mléko. Hlavními odpady jsou: voda, čistírenský kal. Z toho mezi odpady nebezpečné patří: čistírenský kal.

Důležitým pomocným provozem podniku je kotelna, která zajišťuje dodávku tepla pro výrobu a vytápění. Kotelna je osazena třemi kotli značky Kessel Loos o výkonu 35 055 kW, což znamená max. 38 tun syté páry/hod. Tyto plynové kotle vyrábějí z chemicky upravené vody a z vratného kondenzátu páru, která je parovodem rozváděna na potřebná místa. Vratnost parního kondenzátu v současné době činí asi 50 %.

Pro vyhřívání čtyř fixačních rámů na úpravně textilu se používají dvě plynové pece značky Wiesloch o výkonu 1 200 kW a 2 203 kW. Mezi hlavní materiálové a energetické vstupy patří: voda, plyn, chemikálie pro úpravu vody, elektrická energie, teplo a vratný kondenzát. Hlavními odpady jsou: voda z praní a regenerace a emise vzniklé spalováním plynu.

 NahoruZaměření projektu čistší produkce

 NahoruSnížení spotřeby vody

Z analýzy hlavních materiálových a energetických toků jednotlivými procesy jednoznačně vyplývá, že materiálem s největší kvantitativní a zároveň i finanční náročností je voda. Zejména pak její vysoká spotřeba na barevně a potíže s ní spojené.

Tato velká spotřeba vody je způsobena především charakterem použité výrobní technologie, častým barvením podekonomických dávek a nezanedbatelným množstvím reparantů (opravované šarže), kterých bylo cca 66 tis. m/měsíc, což představuje přibližně 6 % z celkového množství zpracované tkaniny. Pro vlastní barvení je používána voda technologická, filtrací upravená a změkčená. Použitá voda odtéká do mechanicko-chemické ČOV závodu. Zde dochází k vysoké produkci kalů z čištění průmyslových odpadních vod a to je významným problémem, který je zapříčiněn bezesporu velkým množstvím odpadní vody, ale i výraznými dávkami a nízkou účinností chemického prostředku použitého k vytvoření vloček, které na sebe vážou nečistoty.

Jak již bylo uvedeno, barevnou protéká přibližně 75 % celkové roční spotřeby vody na závodě. Zvýšení nákladů na vodu se při zachování její současné spotřeby zákonitě projeví i v růstu nákladů na obarvení jednoho metru látky. Tím se zvýší celková cena výrobku, což může mít v konečném důsledku negativní vliv na jeho konkurenceschopnost.

Z výše uvedeného jasně…