ESTABLECER EL CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO DE

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ESTABLECER EL CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO DE MER CERIZACION

PARA LA TINTORERIA DE COATS CADENA S.A

Presentado por:

LUZ ADRIANA BERMUDEZ IBARRA

PEDRONEL MORALES ARANGO

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA

PROGRAMA DE QUIMICA INDUSTRIAL

2

FACULTAD DE TECNOLOGIA

TRABAJO DE GRADO

PEREIRA

2007

ESTABLECER EL CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO DE MER CERIZACION

PARA LA TINTORERIA DE COATS CADENA S.A

LUZ ADRIANA BERMUDEZ IBARRA

PEDRONEL MORALES ARANGO

TRABAJO DE GRADO

Como requisito parcial para optar el título de Químico Industrial

Director:

CARLOS HUMBERTO MONTOYA NAVARRETE

3

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA

PROGRAMA DE QUIMICA INDUSTRIAL

FACULTAD DE TECNOLOGIA

TRABAJO DE GRADO

PEREIRA

2007

PAGINA DE ACEPTACION

Nota de aceptación

_________________________

_________________________

_________________________

Presidente del jurado

_________________________

4

Jurado

__________________________

Jurado

__________________________

Pereira, Julio de 2007

AGRADECIMIENTOS

Los autores, manifestamos nuestra gratitud A:

La Empresa COATS CADENA S.A. Y al Gerente del departamento de Tintorería

Ingeniero Carlos David Uribe Montoya, por habernos permitido desarrollar el

proyecto.

Todo el personal mecánico y eléctrico del departamento de Tintorería ya que

fueron la base fundamental para el desarrollo del proyecto.

5

Carlos Humberto Montoya, director del proyecto, por su apoyo y valiosa colaboración.

CONTENIDO Pag

1. RESUMEN 1

2. INTRODUCCIÓN. 2

3. PROBLEMA DE INVESTIGACION. 3

4 .PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4

5. JUSTIFICACION. 6

6. OBJETIVOS 8

6.1 OBJETIVO GENERAL 8

6

6.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 8

7. METODOLOGIA. 9

8. MARCO CONCEPTUAL. 11

9. MARCO TEORICO. 13

9.1. FIBRA DE ALGODÓN. 13

9.1.1. HISTORIA. 14

9.1.2. ORIGEN. 14

9.1.3. MORFOLOGICAS. 15

9.1.4. PROPIEDADES FISICAS. 16

9.1.5. PROPIEDADES QUIMICAS. 18

9.2. PROCESO DE MERCERIZACION. 19

9.2.1. DEFINICION. 20

9.2.2. DESCRIPCION DEL PROCESO. 21

9.2.3. MECANISMO DE MERCERIZACION. 22

9.2.4. PARAMETROS DE CONTROL EN LA MERCERIZACION. 24

10. DIAGNOSTICO. 26

10.1. MEDICIONES INICIALES DE LAS VARIABLES. 27

10.2. ANÁLISIS DE LAS VARIABLES. 28

11. PROPUESTA. 35

11.1. TEMPERATURA DE LA SODA CAUSTICA. 35

11.2. HUMECTACION. 41

11.3. CONCENTRACION DE SODA CAUSTICA. 42

11.4. TENSIÓN. 43

11.5. PERIMETRO DE LA MADEJA. 43

11.6. SODA RESIDUAL. 44

11.7. NUMERO DE BARIO. 44

12. PUESTA EN MARCHA. 45

12.1. TEMPERATURA DE LA SODA CAUSTICA. 45

12.1.1. DESCRIPCION SISTEMA DE ENFRIAMIENTO. 46

12.1.2. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO. 49

12.2. HUMECTACION. 51

12.3. CONCENTRACION DE LA SODA CAUSTICA. 55

12.4. TENSION. 55

12.5. RESULTADO FINAL DE LAS VARIABLES. 55

12.6. ANÁLISIS DE LAS VARIABLES. 57

13. DISCUSION DE RESULTADOS. 59

14. DOCUMENTACION PARA EL SISTEMA DE GESTION DE CAL IDAD. 66

7

15. CONCLUSIONES. 67

BIBLIOGRAFIA. 69

8

INDICE TABLAS

Pág.

TABLA 1. RESULTADOS INICIALES DE LAS VARIABLES. 27

TABLA 2. DIAGNOSTICO. 32

TABLA 3. DIAGNOSTICO. 33

TABLA 4. HUMECTACIÓN. 51

TABLA 5. HUMECTACIÓN FRECUENCIA 1. 52

TABLA 6. HUMECTACIÓN FRECUENCIA 2. 53

TABLA 7. HUMECTACIÓN FRECUENCIA 3. 54

TABLA 8. RESULTADOS FINALES DE LAS VARIA BLES. 56

9

INDICE DE ANEXOS

ANEXO 1. TABLAS DE DATOS SEGUIMIENTO PROCESO DE MERCERIZACIO N. ANEXO 2. FICHA TÉCNICA DEL REFRIGERANTE. ANEXO 3. FICHA TÉCNICA DE LA SODA CÁUSTICA.

10

INDICE DE FIGURAS

Pág.

FIGURA 1. FIBRA DE ALGODÓN. 13

FIGURA 2. VISTA MICROSCÓPICA DE LA FIBRA DE ALGODÓN . 16

FIGURA 3. ESTRUCTURA DE LA CELULOSA. 18

FIGURA 4. PLANO INICIAL PROCESO DE MERCERIZACIÓN. 21

FIGURA 5. ALGODÓN NO MERCERIZADO – MERCERIZADO. 22

11

FIGURA 6. DIAGRAMA BALANCE DE ENERGÍA. 37

FIGURA 7. PLANO FINAL PROCESO DE MERCERIZACIÓN. 65

12

13

Anexo 2. Fichas Internacionales de Seguridad Químic a

CLORODIFLUOROMETANO ICSC: 0049

CLORODIFLUOROMETANO

Freón 22 Difluoroclorometano

(botella) CHClF2

Masa molecular: 86.5

NºCAS75-45-6 NºRTECSPA6390000 NºICSC0049 Nº NU 1018

TIPOS DE PELIGRO/

EXPOSICION

PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION PRIMEROS AUXILIOS/

LUCHA CONTRA INCENDIOS

INCENDIO No combustible. En caso de incendio se desprenden humos (o gases) tóxicos e irritantes.

En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.

EXPLOSION Riesgo de incendio y explosión (véanse Peligros Químicos).

En caso de incendio: mantener fría la botella rociando con agua.

EXPOSICION

•••• INHALACION Confusión mental, somnolencia, pérdida del conocimiento.

Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria.

Aire limpio, reposo, respiración artificial si estuviera indicada y proporcionar asistencia médica.

•••• PIEL

EN CONTACTO CON LIQUIDO: CONGELACION.

Guantes aislantes del frío. EN CASO DE CONGELACION: aclarar con agua abundante, NO quitar la ropa y proporcionar asistencia médica.

•••• OJOS

Enrojecimiento, dolor. Gafas ajustadas de seguridad. Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.

•••• INGESTION

DERRAMAS Y FUGAS ALMACENAMIENTO ENVASADO Y ETIQUETADO

14

Ventilar. NO verter NUNCA chorros de agua sobre el líquido,

Separado de polvos metálicos, tales como aluminio y cinc. Mantener en lugar fresco. Ventilación a ras del suelo.

Botella especial aislada. Clasificación de Peligros NU: 2.2

VEASE AL DORSO INFORMACION IMPORTANTE

ICSC: 0049 Preparada en el Contexto de Cooperación entre el IPCS y la Comisión de las Comunidades Eurpoeas © CCE, IPCS, 1994

15

Fichas Internacionales de Seguridad Química

CLORODIFLUOROMETANO ICSC: 0049

D

A

T

O

S I

M

P

O

R

T

A

N

T

E

S

ESTADO FISICO; ASPECTO Gas licuado comprimido, incoloro, de olor característico. PELIGROS FISICOS El gas es más denso que el aire y puede acumularse en las zonas más bajas, produciendo una deficiencia de oxígeno. PELIGROS QUIMICOS En contacto con superficies calientes o con llamas esta sustancia se descompone formando humos muy tóxicos y corrosivos (cloruro de hidrógeno, fosgeno, cloro, fluoruro de hidrógeno). Reacciona violentamente con polvos metálicos tales como aluminio y cinc, originando peligro de incendio y explosión. Ataca al magnesio y sus aleaciones. LIMITES DE EXPOSICION TLV (como TWA): 1000 ppm; 3540 mg/m3 (ACGIH 1993-1994).

VIAS DE EXPOSICION La sustancia se puede absorber por inhalación. RIESGO DE INHALACION Al producirse pérdidas en zonas confinadas este gas puede originar asfixia por disminución del contenido de oxígeno del aire. EFECTOS DE EXPOSICION DE CORTA DURACION El líquido puede producir congelación. La exposición podría causar arritmia cardiaca y asfixia. EFECTOS DE EXPOSICION PROLONGADA O REPETIDA

PROPIEDADES FISICAS

Punto de ebullición: -41°C Punto de fusión: -146°C Densidad relativa (agua = 1): 1.21 Solubilidad en agua, g/100 ml a 25°C: 0.3

Presión de vapor, kPa a 20°C: 908 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3.0 Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: 1.08

DATOS AMBIENTALES

Esta sustancia puede ser peligrosa para el ambiente; debería prestarse atención especial al aire.

N O T A S

Los agentes adrenérgicos están contraindicados. Altas concentraciones en el aire producen una deficiencia de oxígeno con riesgo de pérdida de conocimiento o muerte. Comprobar el contenido de oxígeno antes de entrar en la zona. La

16

1. RESUMEN.

Para establecer el control de calidad en el proceso de mercerizado de algodón en la

Tintorería de Coats Cadena S.A, se inicia el proyecto recolectando información teórica

y realizando mediciones de las variables contenidas en el; para luego emitir un

diagnostico de las fortalezas y debilidades del proceso que dieron la pautas para

establecer y dar solución a la problemática encontrada.

Posteriormente se elabora una propuesta de acuerdo a los resultados que arroja el

diagnostico y se plantean dos sistemas que facilitan el control de las variables del

proceso de mercerizado, uno de ellos es un sistema de enfriamiento y el otro un

método para mantener regulado el tiempo de humectación del algodón en el proceso.

Se logran implementar dichas sugerencias para la estandarización del proceso de

mercerización y se establece un procedimiento para el control y seguimiento de las

variables, además de la documentación teórica de todo el proceso.

alerta por el olor es insuficiente. NO utilizar cerca de un fuego, una superficie caliente o mientras se trabaja en soldadura. Con el fin de evitar la fuga de gas en estado líquido, girar la botella manteniendo arriba el punto de escape. Nombres comerciales: Freon 22, Frigen 22, Halon 22.

Ficha de emergencia de transporte (Transport Emergency Card): TEC (R)-20G08

17

2. INTRODUCCIÓN

Desde su establecimiento en la región , Coats ha tenido una destacada participación

en el desarrollo de cada país, esto se puede apreciar, en aspectos como: Su

contribución permanente al desarrollo de la industria de confección mediante el

suministro de productos de la mejor calidad con una asistencia técnica profesional; la

creación de gran cantidad de empleos directos e indirectos, el cumplimiento

permanente de toda la normatividad local, su preocupación permanente por la

conservación del medio ambiente y la utilización racional de los recursos.

Una prioridad para la empresa Coats Cadena S.A es mejorar cada uno de su proceso

productivo con el fin de incrementar la calidad de sus productos, logrando así

permanecer en el mercado como una de las industrias más competitivas en cuanto a

fabricación de hilos de coser, bordar y tejer. El Grupo Coats en el mundo cuenta con

una amplia trayectoria y experiencia en la Cadena Productiva de Textiles y

Confecciones; dicha trayectoria abarca cerca de 3 siglos, consolidándose como un

verdadero proveedor mundial de hilos.

18

3. PROBLEMA DE INVESTIGACION

No existe un proceso de mercerizado optimo en la tintorería de Coats Cadena S.A

por lo cual se debe establecer su estandarización mediante la documentación técnica

y la identificación de las variables criticas de el proceso.; Variables que influyen

directamente en la calidad del producto terminado y que deben ser controladas para

garantizar hilos de calidad.

Se busca que dicho proceso cumpla y supere las exigencias especificaciones del

mercado utilizando todas las herramientas disponibles para el control de proceso y

calidad del mismo.

19

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El departamento de Tintorería de COATS CADENA S.A. tiene como objetivo

fundamental producir hilo teñido de diferentes sustratos que cumpla todos los

parámetros de calidad requeridos; parte fundamental de este proceso son los hilos de

algodón que actualmente representan el 90% de la producción.

COATS CADENA S.A debe aumentar los indicadores de calidad mediante el

mejoramiento de los procesos para la fabricación de hilos de algodón, por tal razón el

proceso de mercerizado debe ser el primero en ser evaluado debido a su importancia

en la línea de producción.

¿Que importancia tiene estandarizar el proceso de mercerizado en el departamento

de Tintorería de la empresa COATS CADENA S.A.?

• Mejorar el proceso de mercerización de los hilos de algodón.

• Controlar las variables como temperaturas, concentración de la solución

mercerizante, tensión, tiempo de humectación y de exposición de la fibra en la

solución mercerizante.

• Elaborar un procedimiento estructurado, confiable y de fácil ejecución para el

proceso de mercerización.

20

• Garantizar calidad del producto elaborado (lustre, resistencia, suavidad).

• Competir en el mercado nacional e internacional al tener un producto de

mejores características como lustre, resistencia y suavidad.

• Conservar el posicionamiento de la empresa mediante la comercialización de

sus productos, bajo los mejores estándares de calidad para asegurar total

satisfacción del cliente.

• Documentar el proceso para el sistema de gestión de la calidad.

• Disminuir la proporción de quejas y reclamos mediante la entrega de un

producto de mayor calidad.

• Establecer acciones preventivas y correctivas al tener un proceso controlado y

cuantificado.

21

5. JUSTIFICACION

La tintorería de COATS CADENA S.A. tiene entre sus actividades el procesamiento

de hilos de algodón; cumpliendo las normas de calidad establecidas y las exigencias

del cliente; por lo tanto debe garantizar procesos confiables que soporten los

estándares de calidad.

Actualmente existe un procedimiento escrito [1], para el desarrollo del proceso de

mercerizado el cual es aplicado, pero no hay establecido un control eficaz que

permita verificar el comportamiento del mismo; es decir, no se cuenta con el soporte

teórico o documentación técnica del proceso , tampoco existen controles ni

evaluación de datos para las variables fundamentales del proceso [2], como

temperatura, tiempos de operación, concentración de la solución mercerizante,

humectación, tensiones etc. No se evidencian ni documentan pruebas posteriores al

proceso que aseguren la efectividad del mismo, se confía en la experiencia y buena

labor de los operarios.

Anteriormente la elaboración de hilos de algodón mercerizado correspondía al 5% de

la producción total en el departamento de tintorería de Coats cadena S.A. En la

actualidad dicha producción corresponde al 90% de la producción total; de ahí nace la

necesidad de controlar y garantizar un proceso óptimo, razón fundamental para tomar

como punto de partida el mejoramiento del proceso de mercerización.

COATS CADENA S.A. tiene como objetivo implementar las acciones correctivas y

preventivas que estén encaminadas al mejoramiento continuo de los procesos con el

22

fin de asegurar la calidad en todos los productos que desarrolla; por esta razón, es

recomendable la estandarización del proceso de mercerizado donde se pretende

optimizar, complementar y proponer nuevas alternativas en el proceso que genere

confiabilidad y garantice calidad en el teñido y en los procesos posteriores del

acabado.

23

6. OBJETIVOS

6.1 OBJETIVO GENERAL

Establecer el control de calidad del proceso de mercerizado en el departamento de

Tintorería de coats cadena S.A,

6.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.

6.2.1. Diagnosticar con base en la información técnica y la recolección de datos

las fortalezas y debilidades del proceso de mercerizado que actualmente se utiliza.

6.2.2. Proponer e implementar métodos efectivos que garantice:

• Temperatura constante de la solución mercerizadora.

• Dosificación gradual de la sustancia humectante.

24

6.2.3. Optimizar el procedimiento existente PR-TIN008 bajo las normas del

sistema de gestión de calidad de COATS CADENA S.A.

7. METODOLOGIA

La metodología que se desarrollo para la ejecución del proyecto se baso en los

siguientes aspectos:

7.1 Fuentes Primarias

Documentación existente en la empresa.

7.2 Fuentes secundarias.

Experiencias en planta, asesoría por parte del director de la tesis en la empresa,

experiencias de otras empresas, profesores de la Escuela de Tecnología Química de

la Universidad Tecnológica de Pereira, consultas bibliográficas y la Web.

7.3 Instrumentos de recolección de datos.

Procedimientos esquemáticos de la empresa para conocer todas las

actividades involucradas en el proceso.

Fichas técnicas de los productos químicos utilizados.

Especificaciones de calidad de materiales y producto terminado.

25

Información técnica facilitada por el gerente de tintorería la empresa Cotas

Cadena S.A.

Tablas elaboradas en Excel que permitan fácil ubicación de la información,

además de su análisis y utilización para un control estadístico de las variables

que fallan en el proceso de mercerizado.

Consultas vía Internet.

7.4. Desarrollo del proyecto.

Para la realización del proyecto, y en común acuerdo con las personas involucradas

en el proceso, por parte de la Universidad Tecnológica de Pereira y la empresa

COATS CADENA S.A, se determinó dividir el proceso en etapas:

Diagnóstico

Elaboración de una propuesta.

Puesta en marcha y evaluación de la propuesta.

26

8. MARCO CONCEPTUAL.

Es importante tener claridad de la terminología usada en el documento, por lo tanto a

continuación se definen los siguientes conceptos:

• Madeja: Manojo de hilo de algodón recogido en vueltas iguales, su peso y

perímetro dependen de las especificaciones de la maquinaria y el grosor del

hilo.

• Resistencia: Se denomina resistencia a la fuerza de oposición que presenta la

fibra al rompimiento, esto varia ligeramente según las condiciones de

humedad, temperatura y longitud. Dicha resistencia se expresa en gramos o

kilogramos (fuerza) o centinewtons (1gmf = 0.98CN).

• Tensión: Esfuerzo longitudinal aplicado al hilo durante el proceso.

• Elongación: Es la extensión de un material cuando se somete a un esfuerzo

hasta el punto de rotura.

• Elasticidad: Propiedad de una fibra por lo cual esta tiende a recuperar su

longitud original después de haber sido estirado hasta un determinado punto.

27

• Encogimiento: Cantidad en que un hilo se contrae por acción del calor o

lavado (Húmedo o seco).

• Estabilidad Dimensional: Resistencia de una fibra a cambios en sus

dimensiones ( Longitud, forma o estructura )

• Torsión: Se define como el número de vueltas por centímetro de fibra, el

sentido de la torsión puede darse en el sentido de rotación de las manecillas

del reloj o en sentido contrario. La torsión en sentido izquierdo se conoce como

Z, mientras que en sentido derecho se conoce como S.

• Ciclo: Tiempo requerido para el procesamiento de una cantidad definida de

material.

28

9. MARCO TEORICO.

Para entender el proceso de mercerizado debemos conocer no solo las

características del mismo si no también de los elementos que lo conforman.

9.1. FIBRA DE ALGODÓN.

FFIIGGUURRAA 11..

El algodón es la fibra de semilla más importante de todas las fibras textiles. La

generalización de su uso se debe a la facilidad con que la fibra se puede trenzar en

29

hilos, a su resistencia, a la capacidad de absorción de líquidos y a la facilidad con que

se lava y se tiñe, lo que contribuye a que el algodón se preste a la elaboración de

géneros textiles muy variados.

9.1.1. HISTORIA

El algodón es la planta textil de fibra suave más importante del mundo y su cultivo es

de los más antiguos. El algodón fue el primer textil en la India, de allí se extendió a

Egipto y china.

Los conquistadores españoles lo encontraron en América, en tejidos incas de 3000

años de antigüedad. A partir del año 800 D.C. se encuentran menciones de fibras y

tejidos en los países orientales. Los árabes propagaron el algodón en los países

mediterráneos y ese fue el origen de la industria del algodón en Barcelona.

Podemos considerar que el auge del algodón en Europa empezó en el siglo XVIII,

coincidiendo con el despertar del industrialismo.

En el siglo XVIII se introduce a Estados Unidos proveniente de las regiones

meridionales de América. Actualmente Estados Unidos es el primer productor de

algodón en el mundo.

En Colombia se inicia aproximadamente en 1940 dando vida a un sector económico

importante.

9.1.2. ORIGEN

Las diferentes especies son originadas en América tropical, Asia y África, Sin

embargo, se ha establecido que G. hirsuntum es originario de América Central y del

sur de México y que el G. barbadendse procede de los valles fértiles del Perú. De la

30

India y Arabia son originarias las especies G. arboreum y G.herbaceum, las cuales

son cultivadas en todo el mundo.

9.1.3. MORFOLÓGIA.

Nombre común: Algodón.

Familia: Malváceas.

Género: Gossypium.

De dicho género existen diversas familias, de las que citaremos las más importantes:

-G. Herbáceum: Es una planta anual, de menos de un metro de altura aunque, en

climas favorables, llega a cerca de dos metros.

Se cultiva con preferencia en la India, Persia, China y algunas zonas europeas.

-G. Arbóreum: Vive de cinco a más años llegando a los a los seis metros de altura. Es

originario de la India, donde se le considera como planta sagrada y se utiliza para la

fabricación de géneros para el culto (se le llama también G. Relligiosum). Su fibra, a

pesar de tan altas aplicaciones, es corta, escasa y basta.

-G. Barbadense: Vive de uno a dos años, alcanzando alturas de dos a tres metros. Su

fibra es la mas larga conocida (unos cinco centímetros) y se le denomina “algodón de

fibra larga”. En 1838 Jumel lo aclimató en Egipto, pasando así a ser llamado “algodón

Jumel”. Podríamos decir que la palabra “Jumel” es el talismán utilizado por los

publicitarios de todo el mundo cuando quieren destacar las buenas cualidades de un

tejido de algodón.

31

-G. Hirsutum: Planta anual de fibra corta. Se cultiva preferentemente en América

proporcionando la mayor parte del “algodón americano” que es utilizado para la

fabricación de tejidos de tipo medio.

9.1.4. PROPIEDADES FISICAS.

La fibra de algodón en su aspecto microscópico forma una cinta aplastada cuyos

bordes son más gruesos como un tubo achatado con torsiones irregulares en forma

de S y Z principal característica que lo hace inconfundible, Esta torsiones son más

pronunciadas cuanto mayor es el grado de madurez de la fibra.

Vista microscópica de la fibra de algodón

FIGURA 2

32

La masa de la fibra está envuelta por una fina membrana, o cutícula y en su interior

presenta un canalillo vacío, llamado lúmen.

Mencionando algunas de sus propiedades tenemos:

Color: El color de la fibra varía según su procedencia. Va desde blanco sucio hasta

blanco nieve pasando por tonos crema, pardo y verdosos.

Resistencia: Se debe a la celulosa y puede variar según la longitud y orientación de

las moléculas. Cada variedad tiene una resistencia característica, pero afectada por

las condiciones del clima y la humedad.

Elongación: Es la extensión de un material cuando se somete a un esfuerzo hasta el

punto de rotura. La elongación del algodón es de 7% varia en el rango de 5 a 12 %.

Elasticidad: el algodón es relativamente inelástico es una fibra rígida.

Efectos al calor: es resistente, pierde su propiedad a temperaturas superiores de

150ºC y se descompone a los 185ºC.

Efectos al agua: Se hincha y encoge aumentado su resistencia.

Brillo o aspecto: la mayoría de los tipos son mate, solo el algodón egipcio tiene un

leve brillo. La mayoría obtiene brillo por medio de la mercerización.

Textura : suave y cálida.

Usos: Aunque la mayor parte del algodón se emplea en la industria textil, hay que

destacar su uso en productos cosméticos y antiséptico (gasas y algodón hidrófilo), y

también en la obtención de plásticos celulósicos. Entre las ventajas del algodón

tenemos, entre otras: no producir alergias, gran absorción de líquidos (sudor, etc.),

33

resistente al desgaste, etc., y en cuanto a las desventajas tenemos: elevado precio,

tendencia a encoger y desteñir en el lavado.

9.1.5. PROPIEDADES QUIMICAS.

Composición química aproximada de la fibra de algo dón Crudo

• Celulosa...................91% • Agua ........................8.0% • Proteínas..................0,52 % • Cenizas.....................0,13 % • Ceras y grasas.........0,35 %

• TOTAL.......................100 %

Como podemos comprobar, la materia predominante en el algodón es la celulosa

pura, que se presenta en forma de moléculas más o menos orientadas.

Celulosa

FIGURA 3. Esta se forma por la unión de moléculas de β-glucosa mediante enlaces β-1,4-O-

glucosídico. Es una hexosa que por hidrólisis da glucosa. La celulosa es una larga

34

cadena polimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C6H1005)n, y un

valor mínimo de n= 200.

La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples

puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de

glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y

originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales.

El algodón es muy sensible a la acción de los ácidos que lo destruyen o modifican

profundamente. Por ejemplo el acido sulfúrico bajo una acción prolongada transforma

la celulosa en Glucosa, mientas que el acido nítrico convierte la celulosa en

nitrocelulosa.

Se usa soluciones acidas diluidas en frió para neutralizar el álcali después de ciertos

procesos de descrude o blanqueo.

A diferencia con los ácidos la celulosa reacciona bien a los álcalis, Esta propiedad

tiene 2 aprovechamientos: el descruzado y la limpieza de la fibra en forma de hilados

y tejidos y cuando se trata con soluciones muy concentradas de soda cáustica o

hidróxido de sodio la celulosa es transformada en álcali celulosa dicha

transformación es la base del proceso de mercerización con el cual se obtiene fibras

de mayor brillo útiles en la fabricación de los hilos y tejidos “mercerizados”.

9.2. PROCESO DE MERCERIZACION.

El algodón en estado virgen contiene pequeñas cantidades de cera, grasas, proteínas

y colorantes naturales que pueden ser removidas por medio de tratamientos

químicos.

35

Cerca de 1850 John Mercer descubrió que al tratar la fibra de algodón con una

solución de soda cáustica concentrada la fibra adquiría un aspecto lustrado, brilloso,

sedoso, absorbente y más afín para proceso posteriores de teñido y acabado,

cualidad que fue aprovechada por la industria para ofrecer productos de mejor

apariencia y calidad.

9.2.1. Definición El mercerizado es un proceso en el que la fibra de algodón se impregna con una

solución de álcali (soda cáustica), luego se aplica tensión a la vez que se realizan

enjuagues para eliminar la soda cáustica.

Este proceso consta de 2 etapas:

1. La impregnación: Consiste en sumergir la fibra de algodón en la soda

cáustica, dicha inmersión debe ser tan rápida y completa como sea posible

para que el encogimiento y la tensión sean uniformes ya que si no se da

dichas características el proceso de teñido posterior será irregular.

2. Lavado : remover el álcali de la fibra es crucial para el desarrollo del brillo y

el control del encogimiento, para lo cual se utilizan enjuagues en caliente y

posteriormente en frió para reducirlo al menos en un 5%, mejorando el

lustre y facilitando el manejo de la fibra de algodón para procesos

posteriores.

36

9.2.2. Descripción del proceso de mercerización par a el hilo de algodón: Los hilos de algodón para ser mercerizados son generalmente chamuscados o

gaseados, es decir pasan a través de una llama de gas cuidadosamente controlada

para eliminar fibras extrañas de la superficie del hilo. Dicha fibra debe ser mercerizada

en forma de madeja, la cual pasa a través de una solución concentrada de soda

cáustica, la tensión para controlar el encogimiento se aplica por rodillos exprimidores

en cada extremos de la maquina. La solución de soda cáustica debe contener un

agente humectante que contribuye a humedecer la fibra de algodón crudo.

Después de impregnar se lava la fibra con agua caliente por medio de aspersores y

se neutraliza con una solución de acido diluido. En nuestro caso solo se enjuaga con

agua caliente y fría ya que en procesos posteriores se efectúa dicha neutralización.

Cuando mercerizamos madejas los hilos de algodón se enrollan a tensión uniforme y

se distribuyen paralelamente sobre 2 rodillos de la maquina mercerizadora Anchor.

Uno de los 2 rodillos a demás de rotar se desplaza lateralmente para controlar la

tensión. Los rodillos mueven verticalmente las madejas en la solución de soda

cáustica; un rodillo exprimidor gira sobre otro rodillo horizontal para exprimir el exceso

de líquido en el material.

Después de la impregnación y el exprimido se realiza el enjuague para eliminar la

soda cáustica al menos en un 5 %. Finalmente el hilo es descargado y queda listo

para procesos posteriores de descrude y teñido.

37

FIGURA 4. PLANO INICIAL PROCESO DE MERCERIZACION

9.2.3. Mecanismo de Mercerización: En este proceso generalmente la fibra celulosica es tratada con una solución

concentrada de soda cáustica o hidróxido de sodio al 20 -25% con un tiempo

determinado el álcali penetra sobre la fibra causando un hinchamiento lateralmente y

encogimiento longitudinal lo cual permite que el álcali penetre no sólo en las regiones

amorfas más accesibles sino también en las regiones cristalinas, logrando que la

estructura esté acompañada por pérdida de resistencia entre las cadenas de celulosa

dando como resultado un debilitamiento temporal mientras permanece la fibra

hinchada, la forma aplanada de la fibra cambia sus características a una forma

redondeada.

ALGODÓN NO MERCERIZADO ALGODÓN MERCERIZADO

38

FIGURA 5. Reacción de la mercerización Tm, tm Celulosa + NaOH → Álcali-celulosa + Agua Primitiva m El álcali-celulosa obtenido es regenerado nuevamente a celulosa primitiva mediante

un lavado de la fibra con agua; de esta manera la reacción concluye de la siguiente

manera:

Tl, tl Álcali-celulosa + Agua → Celulosa Primitiva

Tm: Temperatura de la soda cáustica.

tm: tiempo de mercerización.

m: Tensión de mercerización.

Tl: temperatura de lavado.

tl: tiempo de lavado.

De la reacción se puede afirmar que:

1. La fibra no se modifica químicamente ya que se tiene la misma celulosa antes

y después del proceso.

39

2. La reacción mediante la cual se forma el álcali –celulosa es reversible. Es decir

durante el mercerizado lo que ocurre es un reordenamiento del polímero

(celulosa).

3. Otras propiedades de la fibra son mejoradas logrando cambios considerables

como:

• Aumento de la resistencia a la rotura.

• Mejoramiento de la sensación al tacto

• Aumento de la reactividad de la fibra hacia productos químicos

• Incremento en la afinidad de la fibra por los colorantes y el cubrimiento

uniforme de la fibra después del teñido.

• Incremento en la velocidad de absorción.

• Mayor resistencia a la luz y a la intemperie.

• Mejoramiento de la estabilidad dimensional de la fibra.

9.2.4. Parámetros de control en la mercerización: Las variables claves para el desarrollo del proceso son:

1. Concentración de la soda cáustica: la concentración de puede oscilar entre

25 y 30%, concentraciones bajas pueden resultar en grados de mercerización

bajos y reducir el brillo. Alta concentraciones no tienen efectos adicionales y

resultan inoperantes ya que la celulosa es incapaz de absorber el álcali. Dicha

concentración afecta la velocidad de la reacción.

2. Temperatura de la soda cáustica: La temperatura optima se encuentra en el

rango de 21 a 37 ºC, bajas temperaturas no afectan el proceso mientras que

40

las altas temperaturas si. La temperatura del álcali afecta la velocidad de la

reacción y el grado de hinchamiento de la fibra. Si la concentración de soda

cáustica esta en el rango apropiado, el grado de mercerización se incrementa y

la temperatura decrece, bajos grados de mercerización se dan en

temperaturas cercanas o superiores a 37 º C.

3. Humectación de la fibra: Para acelerar la penetración del álcali en la fibra de

algodón se utilizan agentes humectantes estables que contribuyen al

hinchamiento de la fibra. Una baja humectación puede ocasionar que la fibra

se quiebre durante el estiramiento.

4. Tensión: Las fibras de algodón dilatadas por el álcali deben ser estiradas para

obtener brillo y controlar el encogimiento de la fibra. durante el mercerizado es

importante regular este parámetro para lograr un estiramiento del 4%. Las

tensiones altas provocan perdidas de elasticidad. por lo tanto el estiraje que se

de debe ser compatible con la resistencia y las necesidades de brillo

requeridas en el mercado. Cuando las fibras se mantienen bajo tensión sin

permitir el encogimiento no se desarrolla la máxima resistencia y hay una

perdida drástica en la extensibilidad.

41

10. DIAGNOSTICO

Se inicia el proyecto de acuerdo a el cronograma planteado en cual inicia con un

reconocimiento en planta del proceso y áreas afines con el fin de recolectar

información técnica , identificar las variables fundamentales del proceso, realizar

mediciones y ensayos de dichas variables para luego emitir un diagnostico de las

fortalezas y debilidades del proceso.

Existe un procedimiento escrito para el desarrollo de dicho proceso el cual no tiene la

fundamentación teórica adecuada y principalmente no posee la claridad necesaria

para el desarrollo técnico del proceso. No existe la base teórica que permita la

evaluación de resultados ni control de datos para el proceso, adicionalmente no se

existen controles efectivos de las variables fundamentales como temperatura,

concentración, humectación etc.

42

10.1. Mediciones iniciales de las variables.

TABLA 1.

NUMERO TEMPERATURA TIEMPO DE HUMECTACIÓN CONCENTRACIÓN ESTIRAJE

DE DATOS 20ºC-40ºC 5-9 seg. 27ºBe-29ºBe 4%

1 41 8,6 30 3,2

2 29 7,7 29 2,7

3 37 7,2 29 3,2

4 37 7,2 30 3,6

5 34 5,7 30 3,2

6 34 5,2 30 3,3

7 37 5,0 29 3,7

8 34 4,5 29 3,3

9 35 4,9 28 3,3

10 36 4,7 29 4,0

11 38 4,9 28 3,1

12 34 5,0 28 3,3

13 35 5,0 28 3,5

14 34 4,7 27 4,1

15 35 4,7 29 3,7

16 35 5,0 29 2,9

17 35 4,7 29 3,3

18 35 6,0 29 4,1

19 35 5,5 27 3,1

20 36 6,0 28 3,0

Media 35 5,6 29 3,4

valor mínimo 29 8,6 27 2,7

43

valor máximo 37 4,5 30 4,1

Los datos obtenidos son las medias de 182 mediciones realizadas de todas las

variables.

10.2. Análisis de las variables.

• TEMPERATURA.

TEMPERATURA INICIAL SOLUCION MERCERIZADORA

Grafico 1

41

29

37 37

34 34

37

3435 36

38

34 35 34 35 35 35 35 3536

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE LOTES

TEMPERATURA EN ºC

MINIMO 20

MAXIMO 40

TEMPERATURA

La temperatura promedio obtenida no excede las especificaciones que están

establecidas dentro del procedimiento existente para dicho proceso, pero excede de

manera elevada los parámetros ideales necesarios para llevar a cabo un proceso de

mercerización adecuado.

44

La reacción de la soda cáustica con celulosa natural o algodón crudo es exotérmica,

es decir, libera gran cantidad de calor, lo que aumenta la temperatura de la solución

mercerizante; la eficiencia del mercerizado disminuye cuando sube la temperatura ya

que la velocidad y calidad de hinchamiento es reducida.

Es importante destacar que la suavidad del hilo en el acabado es mas pobre cuando

se merceriza en caliente; por eso el proceso debe hacerse en frío para garantizar esa

suavidad. Los factores que afectan dicha variable se mencionaran en el diagnostico

realizado.

• TIEMPO DE HUMECTACION

TIEMPO DE HUMECTACION INICIALGRAFICA 2

9

87 7

6

56

5

6

5

6

5

6

7

55

5

7

6

6

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE LOTES

TIEM

PO DE HUMEC

TACION

MINIMO 5

MAXIMO 9

TIEMPO INICIAL

45

El comportamiento de esta variable igual que la temperatura no excede los

parámetros establecidos pero de igual manera no se encuentra dentro de los valores

ideales para una mercerización completa, a demás los valores no son constante para

todo los ciclos ya que la cantidad de humectante suministrada es incorporada a la

solución al inicio del proceso para todo un lote de hilo, por lo tanto los altibajos en las

mediciones van de un valor muy bajo dentro del rango a otro muy alto en corto tiempo.

• CONCENTRACION DE LA SODA CAUSTICA.

CONCENTRACION INICIAL SODA CAUSTICAGRAFICA 3

30

29 29

31

30 30

29

30

2829

28 28 28

27

31 31

29 29

27

31

25

26

27

28

29

30

31

32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

CONCEN

TRACION EN Bé

MINIMO 27

MAXIMO 29

Conc INICIAL

Como se observa la grafica presenta altibajos significativos; a pesar de que el

promedio calculado se encuentra dentro de los objetivos, sus medidas no garantizan

una preparación confiable de la soda cáustica.

Es importante mencionar que la dilución de la soda cáustica concentrada se realiza

con agua de recuperación del proceso de lavado y no con agua pura.

46

Dicha agua presenta alta cantidad de soda cáustica aproximadamente un 7% a

demás de un 4% de carbonatos presentes en la solución, estos factores inciden

directamente en la calidad del proceso.

• % DE ESTIRAJE.

% ESTIRAJE INICIAL EN LAS MADEJAS DE ALGODÓNGRAFICA 4

3

3

3

4

3 3

4

3 3

4

33

4

4

4

3

3

4

3 3

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

% DE ESTIRAJE

% IDEAL

ESTIRAJE INICIAL

El % de estiraje medido muestra un valor menor de los requerimientos de la fibra. El

cual es afectado por las tensiones irregulares suministradas. Cuando las fibras se

mantienen bajo tensión sin permitir el encogimiento necesario no se desarrolla la

47

máxima resistencia y hay una perdida drástica en la extensibilidad; a demás no se

obtiene el brillo y la textura deseada.

Inicialmente el diagnostico hace énfasis en las 2 variables de interés para el proyecto

temperatura y humectación con base en los resultados de las mediciones efectuadas.

TABLA 2.

DIAGNOSTICO

VARIABLE RANGO INICIAL

RANGO IDEAL

DATO OBTENIDO

OBSERVACIONES

TEMPERATURA DE LA SODA CÁUSTICA

20 - 40 ºC 18 - 23 ºC 35ºC

No hay control de la temperatura y las medidas registradas se hacen con instrumentos poco confiables y exceden los valores óptimos de mercerización.

Las mediciones de temperatura igualmente que las demás variables críticas solo son chequeadas 1 o 2 veces por lote. Y el lote a procesar tiene en promedio hasta 12 ciclos

HUMECTACIÓN 5 a 9

segundos 3 a 5

segundos 6 segundos

Se adiciona una cantidad de humectante que no puede ser garantizada para todo un ciclo, es posible que el primer lote mercerizado absorba la mayor cantidad de humectante y el próximo lote no tenga suficiente, lo que ocasione un mercerizado deficiente.

La cantidad de humectante agregado no satisface el rango ideal del proceso para lograr un tiempo de humectación entre 3 a 5 segundos. Adicionalmente el rango inicial establecido se encuentra fuera de las especificaciones técnicas encontradas.

48

Se pudo ver durante el proceso, que en el primer contacto del algodón con la soda cáustica, éste no se humedece y hace falta una o dos vueltas más en el rodillo para que quede totalmente impregnado, esto es muy importante porque la mercerización podría quedar incompleta ya que el hinchamiento de la fibra sucede aproximadamente en 15 segundos.

Adicionalmente se hacen las anotaciones pertinentes de las demás variables

importantes del proceso para tener una visión mas clara del proceso y sus

características.

TABLA 3.

DIAGNOSTICO.

VARIABLE RANGO INICIAL

RANGO IDEAL

DATO OBTENIDO

OBSERVACIONES

CONCENTRACIÓN SODA CÁUSTICA

27 a 29 Bé. 27 a 29 Bé. 29Bé.

Irregularidad en la preparación de la solución de soda cáustica, no se garantiza la concentración, ya que los volúmenes de disolución no son exactos. A demás el % de carbonatos encontrados en la solución excede los limites permitidos para este parámetro

La concentración es medida durante su preparación en el tanque auxiliar, posteriormente se introduce en el tanque principal de almacenamiento y es chequeada 1 sola vez por lote procesado.

Los datos registrados por los operarios no son altamente confiables debido a que dejan pasar tiempos extensos y confían en la memorización de los datos para anotarlos al final, antes de la rotación o cambio de turno. los datos obtenidos de dicha variable son inconstantes

No se realizan las mediciones de concentración de soda cáustica con la frecuencia requerida establecida en el procedimiento de 1 vez por ciclo además el formato de control no es claro en la necesidad e importancia del seguimiento.

La manipulación de los instrumentos de medición (densímetro) no son adecuados, no hay claridad en las lecturas y se amplían mucho los rangos de acuerdo al criterio del operario.

TEMPERATURA DE LAVADO

78 - 80ºC 80ºC 80ºC Las temperaturas registradas durante este proceso presentan continuidad, pero los termómetros utilizados presentan variaciones significativas con respecto a otros.

49

Los datos registrados son tomados en diferentes ya que el termómetro no esta en un punto fijo y la medición del operario igualmente varía a criterio personal.

TENSIÓN: Tabla de

Tensiones Especificación

Fuera del parámetro establecido

En la actualidad las tensiones establecidas son vagamente aproximadas a las establecidas en el procedimiento; no existe un valor de tensión exacto en la máquina ya que las variaciones que el operario adopta depende del comportamiento de la maquina y no a las especificaciones determinadas en el procedimiento. Afectando directamente el % de estiraje requerido de el 4%.

En forma general todas las variables y conceptos técnicos deben ser soportados por

una fundamentación teórica especifica, los rangos de la variables que actualmente se

manejan están por encima de los valores ideales y no se cuenta con la

documentación teórica necesaria para estructurar un proceso ideal.

50

11. PROPUESTA

De acuerdo al análisis de los datos, los cálculos efectuados y las observaciones

realizadas durante el desarrollo del proceso de mercerizado en la empresa COATS

CADENA S.A, se recomienda la implementación de los siguientes sistemas de control

los cuales se proponen en orden de prioridad de acuerdo a la variable.

11.1. Temperatura de la soda cáustica:

Debemos establecer un sistema que garanticen temperatura constante, evitando

Un incremento de temperatura a medida que la cantidad de hilo a procesar es

mayor. Inicialmente se plantea la necesidad de tener un tanque adicional de

almacenamiento que permitiría depositar la solución de soda cáustica caliente y

esperar el descenso de temperatura por medio del reposo, permitiendo alternar las

soluciones fría y caliente. Se descarta dicha propuesta ya que el tiempo requerido es

51

muy alto y no se cuenta con el área suficiente que permita la construcción de dicho

tanque además de afectar la eficiencia de la producción.

Manejar la temperatura de la solución mercerizante en el rango optimo de

funcionamiento implica que el algodón procesado adquiera mayor brillo y resistencia

ya que la fibra no se somete a altas temperaturas; para lograr dicho objetivo es

necesario implementar un sistema que garantice que la temperatura permanezca en

un rango adecuado para el desarrollo del proceso, el sistema propuesto es una

refrigeración constante por medio de un refrigerante a alta presión que absorberá el

calor generado durante el proceso. Para tal efecto se realizaron los cálculos

necesarios para conocer la cantidad de calor a extraer y poder determinar la

capacidad del sistema de refrigeración a adquirir.

• Cálculos del sistema de enfriamiento o refrigeraci ón.

Debemos determinar la cantidad total de calor total a Extraer teniendo en cuenta que

el sistema se compone de:

1. Q1 ò Calor de disolución.

2. Q2 ò Calor Generado en la cuba mercerizadora en el incremento de

temperatura.

El calor de dilución es aquel generado por el contacto de la soda cáustica concentrada

a 50 °Be con agua procedente del acueducto municipa l, dicho calor se genera cada

que se requiere acondicionar la concentración en el tanque de mercerización para

mantenerla el rango óptimo de 30 ºBé, este calor depende de las cantidades que se

adicionen de soda cáustica y agua.

52

El calor generado en la cuba mercerizadora se da por el contacto entre la celulosa del

algodón con la solución mercerizadora, generando un aumento en la temperatura de 2

°C en promedio, lo que produce una liberación de ca lor.

Por lo tanto el calor a extraer será:

Q extraer = Q 1+Q2.

53

FIGURA 6.

Inicialmente determinaremos el calor de disolución en el tanque de almacenamiento

de solución mercerizadora, para tal efecto es necesario conocer las cantidades de

soda y agua que se requieren por hora para mantener la concentración de la soda

cáustica en 30 °Bé.

Esto se logra midiendo el peso de la madeja seca y la madeja mojada después de

los 3 minutos de mercerizado, calculamos la diferencia entre estos dos valores

obteniendo la cantidad total de solución mercerizadora consumida por ciclo.

Madeja seca: 0.494 Kg Madeja húmeda: 0.817 Kg Cantidad de solución absorbida: 0.323 Kg por madeja Masa total /ciclo : 10.34 Kg Masa total /hora: 41.36 Kg, La solución mercerizadora a 30 °Bé esta compuesta por:

Soda cáustica de concentración 24% en peso de hidróxido de sodio.

Agua de concentración 76% en peso.

Por tanto la masa de estas sustancias será:

• Masa Hidróxido de sodio: 9.92 Kg • Masa de agua: 31.43 Kg.

54

Conocidos estos valores procedemos a calcular la cantidad de calor de disolución

así:

Q1 = (H° - H ) m agua – (H°- H ) m soda H°: Entalpía estándar (hidróxido de sodio y agua). H agua: 79.602 Btu / Kg (Entalpía de agua pura a 20 °C) H soda: 259.84 Btu /Kg (Entalpía del hidróxido de sodio a 50 °Bé y 20 °C). Q1 = (H° - H ) m agua – (H°- H ) m soda Q1 = (-1274.50 Btu/Kg – 79.602 Btu/Kg) m agua - (-10114.09 Btu/Kg – 259.84

Btu/Kg) m soda

Q1 = - 1354.102 Btu/Kg * 31.43 Kg/h + 10373.93 Btu/Kg * 9.92 Kg/h Q1 = 60350 Btu/hora Luego de obtener el calor de disolución debemos calcular Q2 Q2 = v *d * Cp * At V: Volumen del tanque. d: Densidad de la solución Cp: Calor especifico. At: diferencia de temperatura. (Anexo 1. tabla de datos seguimiento)

55

Q2 = v *d * Cp * At Q2 = 1300 L * 1.2629 Kg/L * 1.4 Btu /Kg °C * 2 °C Q2 = 4596.956 Btu/ciclo Q2 = 27581.736 Btu/hora Por tanto el calor que debemos extraer del sistema es:

Q extraer = Q 1+ Q2. Q extraer = (60350 + 27581.736) Btu/hora Q extraer = 87931.7 Btu/hora. De acuerdo al calor calculado la capacidad de sistema de refrigeración seria:

La relación entre el calor a extraer y la cantidad de calor por tonelada que tiene

capacidad de absorber el refrigerante, lo que es equivalente a las toneladas de

refrigeración.

Toneladas 7.3

Ton

BTU 12000

h

BTU 87931.7

=

56

Adicionalmente se plantean alternativas que pueden mejorar la eficiencia del sistema

de refrigeración una vez este en funcionamiento, dichas opciones son:

1. Aislar térmicamente el tanque principal de almacenamiento de la solución

mercerizadora utilizando pintura de poliuretano.

2. Aprovechar el tiempo utilizado de carga y descarga para que el sistema de

refrigeración actué mientras no se este mercerizando ni haya disolución.

3. Aislar la tubería del sistema con poliuretano para evitar incrementos de

temperatura por transferencia de calor.

4. Ajustar la adición de soda cáustica y agua al tanque principal cada ciclo para

lograr aumentos de temperatura mínimos y concentrar el calor en un menor

periodo de tiempo aumentando la eficiencia del sistema.

11.2. Humectación: Se debe determinar experimentalmente la cantidad de humectante necesaria para

alcanzar un tiempo de humectación en el rango ideal de 3 a 5 segundos para cada

ciclo del proceso. El método planteado consiste en dosificar de manera continua

solución humectante y tomar los tiempos de humectación ciclo a ciclo.

HUMECTACION

Ciclo volumen de humectante Tiempo de humectación

1

2

57

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Media

Inicialmente se dosificara gradualmente el volumen establecido dentro del

procedimiento, verificando la eficiencia del mismo.; en caso de ser necesario

aumentar la cantidad de solución humectante se regulara la dosificación hasta obtener

las cantidades óptimas.

El sistema a emplear consta de un rotor con poleas que mueven un conjunto de

cucharillas que toman la sustancia humectante y la llevan a un dispositivo de

recolección que conduce el líquido por una manguera al tanque de almacenamiento.

La velocidad ò frecuencia de dosificación dependerá de volumen y tiempo

experimental obtenido

Adicionalmente se sugiere algunas recomendaciones para implementar los controles

necesarios en las siguientes variables:

11.3. Concentración de la soda cáustica:

58

Se debe regular la preparación de la solución mercerizadora realizando una optima

disolución con agua potable y no con recuperaciones de enjuagues., a demás de

mantener regulada la concentración de la misma.

Podría implementarse un equipo existente en la compañía que permitiría no solo el

control de Concentración si no también el de temperatura.

Dicho sistema a través de una bomba tomara soda del tanque de almacenamiento, la

llevara por medio de tuberías hasta una tolva pequeña donde se encuentra instalado

un densímetro; quien por capilaridad moverá la soda almacenada hasta el rebose; en

ese momento activaría una señal para medir por medio de un reloj análogo la

concentración de soda cáustica ( 30 º Be ) , luego recirculará y enviara nuevamente

la soda cáustica al tanque de almacenamiento.

Al equipo deberán adaptarse sensores de alarma, para indicar niveles mínimos y

máximos los cuales serian flotadores de nivel esto con el fin de alertar la precisa

dosificación de soda cáustica a 50 º Be y agua para alcanzar la concentración

deseada de ( 30 º Be )

El equipo también cuenta con una ventaja adicional, un grupo de alarmas que

trabajan por temperatura, las cuales se activarían cuando el rango de temperatura

en la solución mercerizadota sea mayor al punto estándar adoptado, permitiendo

controlar la temperatura con el sistema de refrigeración.

11.4. Tensión: El grado de tensión suministrado es bajamente confiable, debemos determinar

experimentalmente las tensión a aplicar por la maquina mercerizadora anchor ya sea

por medio del titulo del hilo o del perímetro de la madeja a procesar.

59

Las especificaciones deben generarse de acuerdo a las condiciones y

comportamiento de la maquina.

Adicionalmente se debe ejecutar un mantenimiento intenso de la maquinaria para

garantizar continuidad y confiabilidad de las medidas obtenidas.

11.5. Perímetro de la madeja:

Realizar mediciones del perímetro de la madeja para estimar un valor confiable y así

garantizar un porcentaje de estiraje adecuado para el proceso de mercerizado.

11.6. Soda Residual: El tiempo de lavado debe ser tal, que el residual de soda cáustica después del

mercerizado sea ≤ 1%.

Esta prueba se desarrolla con una titulación ácido-base para calcular la concentración

de soda cáustica en una muestra de agua después de finalizado el proceso de

mercerizado.

11.7. Número de bario:

Un parámetro importante para determinar que el proceso de mercerizado es óptimo,

es el número de bario, que es el cociente de la cantidad absorbida de hidróxido de

bario por el algodón mercerizado y el algodón sin mercerizar.

Esta prueba no se realiza, la implementación de dicha prueba proporcionaría

confiabilidad al final del proceso.

60

12. PUESTA EN MARCHA DEL PROYECTO

Una vez revisadas y aprobadas las recomendaciones sugeridas se inicia la

implementación en orden de prioridad de acuerdo al impacto que genera cada

variable.

12.1. Temperatura de la soda cáustica:

Lo planteado en la propuesta es adquirir un sistema de refrigeración de 7.3

Toneladas, el cual cumple con las necesidades del proceso; por oferta comercial se

adquiere un sistema de 7.5 toneladas de acuerdo al presupuesto asignado.

61

Las alternativas propuestas para mejorar la eficiencia del sistema de enfriamiento

arrojan los siguientes resultados:

• Disminuye en 2 ºC la temperatura del tanque principal al aislarlo con pintura de

poliuretano.

• Disminuye la temperatura de la solución mercerizadora en 1 ó 2 ºC al

aprovechar el tiempo de carga y descarga.

Adicionalmente se hacen las siguientes adaptaciones:

1. Se acoplan las válvulas de recirculación disminuyendo la velocidad del fluido

(soda cáustica) por el intercambiador; al disminuir la velocidad, el paso por este

es más lento haciendo el intercambio de calor más eficiente.

2. En el diseño de entrada y salida del fluido a la bomba centrifuga se buscan

puntos alternos de cargue y descargue tratando de homogenizar la solución.

12.1.1. Descripción sistema de enfriamiento

En el sentido técnico, refrigeración significa mantener un sistema o proceso a

temperatura menor que la de sus alrededores. Esto no sucede de forma natural, de

modo que debe emplearse un dispositivo que permita lograrlo, por lo tanto, un sistema

de refrigeración es el proceso por el que se reduce la temperatura de un espacio

determinado y se mantiene ésta temperatura baja con el fin, por ejemplo, de enfriar

alimentos, conservar determinadas sustancias o conseguir un ambiente agradable, la

refrigeración evita el crecimiento de bacterias e impide algunas reacciones químicas

no deseadas que pueden tener lugar a temperatura ambiente; para nuestro caso

específico el sistema de refrigeración mantiene la temperatura de la solución

mercerizadora (solución de hidróxido de sodio a 30 ºBe) en el rango óptimo de

operación de 18 - 23 ºC, de lo contrario al no refrigerar, la temperatura de la solución

62

mercerizadora aumenta con el transcurso del tiempo a temperaturas entre 35 a 42 ºC

provocando condiciones inapropiadas e inoperantes.

Al aumentar la temperatura, aumenta demasiado la solubilidad de sales y minerales

ablandando la fibra de algodón, disminuyendo la resistencia suavidad y brillo del hilo

en el producto terminado; para lograr las condiciones optimas de temperatura se

recomendó un sistema de enfriamiento de 7.5 toneladas.

La reacción del hidróxido de sodio con la celulosa natural o algodón crudo es exotérmica:

Celulosa + NaOH → Álcali-celulosa + Agua + Calor Primitiva

libera gran cantidad de calor; lo que genera que durante el desarrollo del proceso de

mercerizado de lo hilos de algodón la temperatura empieza a aumentar

progresivamente hasta sobrepasar los valores críticos; otra razón que hace aumentar

la temperatura del proceso son los lavados con agua soda y agua, ambas calientes a

80 ºC; como la solución es reutilizada en varios ciclos durante el proceso, el calor

permanece y va disminuyendo muy lentamente; otra factor a tener en cuenta es que

al irse agotando dicha solución mercerizadora debe prepararse un nuevo bache de

hidróxido de sodio a 32 °Be, el cual tiene una co ncentración inicial de 50 ºBe y es

diluida con agua recuperada del mismo proceso ó AGUA SODA cuya temperatura

está a 80 ºC. incrementando la temperatura del proceso; por tanto es necesario

disminuirla utilizando un sistema de enfriamiento por compresión, que consiste en

forzar mecánicamente la circulación del refrigerante Freón 22 o R22 en un circuito

cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido absorba

calor en un lugar y lo deposite en otro; obteniéndose así un enfriamiento constante, si

no existen pérdidas, el refrigerante sirve para toda la vida útil del equipo, todo lo que

se necesita para mantener el enfriamiento es un suministro continuo de energía y un

método para dispersar el calor.

63

Este sistema se basa en la propiedad física donde la evaporación de un líquido o la

dilatación de un gas absorben calor, y la compresión o condensación desprenden

calor.

En el sistema de enfriamiento por compresión tiene las siguientes características un

compresor centrífugo de: 445 Vac, 12 A, un temporizador de arranque de 4 minutos

que evita que prenda y apague continuamente , un sistema de baja presión a 63 psi y

de alta presión a 275 psi que absorbe el refrigerante como un gas a baja presión y

baja temperatura, y lo mueve comprimiéndolo hacia el área de alta presión, donde el

refrigerante es un gas a alta presión correspondiente a 250 psi y alta temperatura,

luego éste gas comprimido y calentado fluye por el tubo de salida hasta el

condensador o permutador térmico o intercambiador de calor, donde el calor del

refrigerante se disipa al ambiente por medio de un ventilador con amperaje de motor

de 3.3 A a 225 Vac, que tiene como función aumentar el flujo de aire para mejorar el

intercambio de calor por convección, de esta forma su temperatura desciende hasta el

punto de condensación, se licua y sigue a alta presión. De ahí, pasa a través del

dispositivo regulador de presión que separa las áreas de alta y baja presión mediante

una reducción de la sección de paso. Al bajar la presión, la temperatura de saturación

del refrigerante baja, permitiendo que absorba calor.

Ya en el lado de baja presión, el refrigerante llega al intercambiador de coraza y tubos

de 1 paso por la coraza y 1 paso por los tubos, donde absorbe el calor de la solución

mercerizadora que es impulsada desde un tanque de almacenamiento hasta el

CHILLER o sistema de enfriamiento por una bomba centrifuga de 5 HP, 1700 RPM, 5

amperios trifásica y 445 Vac; el intercambiador esta dispuesto en configuración de

flujo en paralelo; es aquí donde el refrigerante se evapora nuevamente y de ahí pasa

otra vez al compresor cerrando el ciclo.

En la salida del intercambiador de coraza y tubos se encuentra dispuesta una

termocupla que controla el encendido o apagado del sistema de refrigeración; se

maneja un set point de 19 ± 1.5 °C, lo que quiere d ecir que cuando la solución

64

mercerizadora alcanza 17.5 ºC el sistema se apaga y cuando la temperatura sube a

21.5 ºC, el sistema se enciende nuevamente, permitiendo una refrigeración constante

en el rango de 18-21 ºC que es el adecuado para el desarrollo del proceso.

Se adapto un controlador electrónico de temperatura PT100 (0°C equivale a 100 Ω),

la salida principal del controlador enciende o apaga la bomba de recirculación de soda

cáustica a través del sistema de enfriamiento, tiene un rango ajustable para

modificarlo según la necesidad y es requisito para encender el compresor que la

bomba este funcionando, ya que se activa solo 4 minutos después de encendida.

12.1.2. Elementos del sistema de refrigeración.

• Refrigerante: Es un fluido con propiedades especiales de punto de

evaporación y condensación. Su función consiste en, mediante cambios de

presión y temperatura inducidos, absorber calor en un lugar y disiparlo en otro,

principalmente mediante un cambio de líquido a gas y viceversa.

• Compresor: Es un dispositivo mecánico que bombea y comprime el fluido

refrigerante, creando una zona de alta presión y generando el movimiento del

refrigerante en el sistema.

• Condensador : Es un serpentín de cobre con laminillas de aluminio a modo de

disipadores de calor, a el se encuentra conectado un ventilador. Es un

intercambiador y su función consiste en liberar el calor del refrigerante al

ambiente.

• Intercambiador de coraza y tubos: Su función es permitir que el refrigerante

absorba calor del área que necesita ser refrigerada.

65

• Dispositivo regulador de presión: Es una válvula de expansión y su función

consiste en controlar el paso del refrigerante desde el área de alta presión a la

de baja presión.

Elementos anexos:

• Termocupla: Su función es apagar o encender automáticamente el compresor

a fin de mantener el área refrigerada dentro de un rango de temperaturas.

• Ventilador: Su función es aumentar el flujo de aire para mejorar el intercambio

de calor por convección. Esta ubicado en el área del condensador.

• Filtro de humedad: Retener humedad que produce obstrucciones y problemas

en el lubricante del compresor.

• Válvulas antiretorno: Evitan que el refrigerante pueda circular en sentido

inverso.

• Elementos de control y regulación : Como son preostatos y sondas de

temperatura que permiten mantener controlados los parámetros de presión y

temperatura.

66

12.2. Humectación:

ACTIVIDAD 1.

Inicialmente la adición de humectante se realizo utilizando 900 ml de solución

humectante en el tanque principal donde el tiempo de humectación oscilaba entre 5-9

segundos, posteriormente se adiciona 30 ml de humectante ciclo a ciclo, a pesar de

dicha adición no se logra disminuir el tiempo al rango deseado de 3-5 segundos.

TABLA 4.

HUMECTACION

Ciclo Volumen de humectante (ml) Tiempo de humectación (seg)

1 30 5

2 30 8

3 30 8

4 30 8

5 30 8

67

6 30 9

7 30 9

8 30 9

9 30 9

10 30 10

11 30 10

12 30 10

Media 30 8.6

ACTIVIDAD 2.

Utilizando el sistema de dosificación planteado en la propuesta obtuvimos

experimentalmente el volumen necesario para alcanzar el rango de 3-5 segundos,

estableciendo una frecuencia de dosificación apropiada para determinar el volumen

necesario de humectante.

FRECUENCIA 1: 20 Vueltas de la polea.

FRECUENCIA 2: 15 Vueltas de la polea.

FRECUENCIA 3: 10 Vueltas de la polea.

FRECUENCIA 1.

TABLA 5.

HUMECTACION

Ciclo volumen de humectante (ml) Tiempo de humectación (seg)

68

1 150 3

2 150 2

3 150 3

4 150 4

5 150 3

6 150 2

7 150 2

8 150 3

9 150 2

10 150 3

11 150 4

12 150 3

TOTAL 1800 2.8

FRECUENCIA 2.

TABLA 6.

HUMECTACION

Ciclo volumen de humectante Tiempo de humectación (seg)

1 130 5

2 130 4

3 130 3

4 130 4

5 130 3

6 130 5

7 130 3

8 130 4

9 130 5

10 130 3

11 130 3

12 130 3

TOTAL 1560 3.8

69

FRECUENCIA 3.

TABLA 7.

HUMENCTACION

Ciclo volumen de humectante Tiempo de humectación (seg)

1 110 6

2 110 7

3 110 6

4 110 8

5 110 5

6 110 6

7 110 6

8 110 5

9 110 6

10 110 5

11 110 7

12 110 6

TOTAL 1320 6.4

70

La frecuencia 1 y 2 nos ofrecen resultados satisfactorios dentro del rango deseado de

3-5 segundo en tiempo de humectación, mientras que la frecuencia 3 no satisface las

condiciones deseadas, sin embargo por optimizar los recursos se opta por seleccionar

la frecuencia 2 la cual cumple en tiempo de humectación requerido y además se

requiere menor cantidad de humectante.

12.3. Concentración de la soda cáustica:

Gracias a la adaptación de los sistemas se logra como valor agregado la

estabilización de la concentración de soda cáustica ya que las implementaciones

realizadas permiten un control preciso de dicha variable.

12.4 Tensión:

1. Se realiza mantenimiento de la maquina Anchor para garantizar mejor desempeño

de la misma y lograr resultados confiables.

2. Se determinan experimentalmente los valores adecuados de tensión, graduando la

escala de tensión en la maquina teniendo en cuenta el titulo del hilo y el perímetro de

la madeja.

Para alcanzar el perímetro adecuado en las madejas, fue necesario calibrar el sistema

escualizable en las máquinas madejadoras, ya que el perímetro inicial en las madejas

de hilo sobrepasaban los límites y no permitían el porcentaje de estiraje requerido.

Con las acciones implementadas se logra obtener el porcentaje de estiraje deseado.

71

12.5 Resultados finales de las variables.

Una vez instalados los equipos y después de el acoplamiento necesario se realizaron

las mediciones y análisis correspondientes.

TABLA 8

NUMERO TEMPERATURA TIEMPO DE HUMECTACIÓN CONCENTRACIÓN ESTIRAJE

DE DATOS 18ºC-23ºC 3-5 seg. 27ºBe-29ºBe 4%

1 20 6 29 4,10

2 20 6 29 4,00

3 20 5 29 3,63

4 19 5 28 3,70

5 20 5 29 3,20

6 19 5 29 3,63

7 19 5 28 3,63

8 19 5 29 4,01

9 19 5 29 4,10

10 19 5 29 3,70

11 18 5 29 4,40

12 21 5 30 3,70

13 19 3 29 3,90

14 19 3 29 4,00

15 18 4 29 4,00

16 19 3 29 4,10

72

17 18 4 29 4,10

18 23 5 30 3,90

19 19 3 29 4,00

20 19 4 29 5,00

Media 19 4 29 3,90

Valor mínimo 18 3 30 3,20

Valor máximo 23 6 28 5,00

12.6. Análisis de las variables.

• TEMPERATURA.

TEMPERATURA FINAL SOLUCION MERCERIZADORA GRAFICA 5

2020 20

1920

19 19 19 19 19

18

20

19 1919

19 1920

20

19

17

18

19

20

21

22

23

24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE LOTES

TEMPE

RATU

RA EN ºC

MINIMO

MAXIMO

TEMPERATURA

• TIEMPO DE HUMECTACION.

73

TIEMPO DE HUMECTACION FINALGRAFICA 6

6 65

5 55 5 5 5 5 5

5

3 3

4

3

4 4

3 3

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE LOTES

TIEM

PO seg

MINIMO

MAXIMO

TIEMPO FINAL

• CONCENTRACION.

CONCENTRACION DE SODA CAUSTICA GRAFICA 7

29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29

30

29 29 29 29 29

30

29 29

27

28

29

30

31

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

CONCEN

TRACION EN ºB

e

MINIMO

MAXIMO

Conc FINAL

• ESTIRAJE.

74

% ESTIRAJE FINAL EN LAS MADEJAS DE ALGODÓNGRAFICA 8

4 44 4

3

4 44 4

4

4

44 4 4 4 4

4 4

5

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

% DE ES

TIRAJE

% IDEAL

ESTIRAJE FINAL

13. DISCUSION DE RESULTADOS

Los datos obtenidos arrojan resultados satisfactorios gracias al mejoramiento de las

variables críticas del proceso ya que se implementan no solo métodos y equipos de

control si no también se adaptan los conocimientos técnicos adquiridos bajo la

investigación y análisis de todo el proceso.

Los resultados serán analizados individualmente de acuerdo a su comportamiento

inicial y final a través del desarrollo del proyecto.

• TEMPERATURA.

75

TEMPERATURA INICIAL Vs TEMPERATURA FINALGRAFICA 9

41

29

37 37

34 3437

34 35 3638

34 35 34 35 35 35 35 3536

20 20 20 19 20 19 19 19 19 19 1820 19 19 19 19 19 20 20 19

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE LOTES

TEMPE

RATU

RA EN ºC

Inicial

Final

Como se observa en la grafica se alcanza estabilidad de la temperatura gracias al

sistema de enfriamiento acondicionado ya que los valores iniciales medidos están

fuera de las especificaciones y no se contaba con las herramientas teóricas para

verificar si el proceso era óptimo o no.

Dichos resultados ocasionaban en la fibra un mercerizado incompleto, dejando ver

productos terminados de poco brillo y cubrimientos de color bastante pobres, lo que

acarreaba mayores sobrecostos por los reprocesos suministrados a los hilos de

algodón para mejorar su aspecto.

Actualmente la temperatura controlada en las especificaciones adecuadas garantiza

un mejor hinchamiento de la fibra de algodón lo cual puede ser observado en el

producto terminado.

A demás los rangos de control son modificados deacuerdo a la fundamentación

teórica adquirida que permitió mejorara las caracteristicas de la fibra al final del

proceso.

76

Es importante tener en cuenta las siguientes recomendaciones para mantener el

buen funcionamiento del sistema de enfriamiento:

1. Evitar cualquier tipo de vibración, especialmente en las tuberías por

donde circula el refrigerante, ya que con el paso del tiempo se pueden

averiar y ocurrir escape del refrigerante disminuyendo así la eficiencia

de enfriamiento.

2. No permitir conectar el compresor en sentido inverso porque puede

dañarse.

3. Forrar la tubería de succión y descarga de la solución mercerizadora

para evitar pérdidas de temperatura, ya que el ambiente alrededor de

mencionada tubería es más caliente y ocurre transferencia de calor por

convección en ellas.

4. Lavar los serpentines del condensador con regularidad para evitar

pérdidas en la eficiencia de transferencia de calor por convección.

5. Lavar con regularidad el filtro de humedad para evitar obstrucción y

corroborar que no haya aceite del compresor en el sistema.

6. Ubicar los manómetros correspondientes en la zona de alta y baja

presión para mantener controlado dicho parámetro.

• TIEMPO DE HUMECTACION.

77

TIEMPO DE HUMECTACION INICIAL Vs FINALGRAFICO 10

98

7 7

65 6

5

6

5

6

5

6

7

5 5 5

7

66

6 6 55 5 5 5 5 5 5 5

5

3 3

4

3

4 4

3 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

NUMERO DE DATOS

TIEM

PO

TIEMPO DE HUMECTACION

INICIAL

TIEMPO DE HUMECTACION

FINAL

Se logra una humectación controlada gracias a que:

1. se logra la dosificación continua para cada lote de hilo superando el

volumen inicial de 900 ml de humectante. Los cambios realizados se

modificaron gradualmente gracias a mediciones continuas ciclo a ciclo.

2. Se establecen la cantidad necesaria de humectante en un volumen de

1560 ml para un bache o lote de 200 kg lo que equivale a 130 ml por

ciclo. Cumpliendo con los parámetros de tiempo entre 3 y 5 segundos.

3. se garantiza buena homogenización de la soda cáustica y el

humectante.

• CONCENTRACION.

78

CONCENTRACION SODA CAUSTICA INICIAL Vs FINAL

GRAFICA 11

30

29 29

31

30 30

29

30

28

29

28 28 28

27

31 31

29 29

27

31

29 29 29 29 29 29

28

29 29 29 29

30

29 29 29 29 29

30

29 29

25

26

27

28

29

30

31

32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

CONCEN

TRACION EN Bé.

CONCENTRACION

INICIAL

CONCENTRACION

FINAL

La estabilidad alcanzada en la concentración de soda cáustica se ve representada

primordialmente en:

1. la preparación y regulación de la soda cáustica ya que es el sistema el que

se encarga directamente de la dosificación y disolución de la misma, a

diferencia del método anterior donde el operario preparaba la solución con

cantidades de soda y agua de recuperación las cuales presentaban no solo

altos % de soda si no también contenidos altos de carbonatos que incidían

directamente en el hinchamiento de la fibra, afectando directamente la

calidad del mercerizado. Las concentraciones de soda eran aproximadas

(ya que en ocasiones no era comprobada) por lo tanto las concentraciones

medidas presentaban alta variabilidad. Se logra una solución confiable con

la evacuación de toda la solución deficiente y la preparación de nueva

solución de soda cáustica que nos garantiza total confiabilidad.

79

2. Adicionalmente se implementan formatos de control que deben ser

revisados continuamente para verificar el cumplimiento de las

especificaciones establecidas para esta variable.

3. Para mejorar el desempeño del sistema, se recomendó adaptar una trampa

o rejilla en la bomba que toma la muestra para evitar que absorba objetos

indeseables que interfieran en su buen funcionamiento.

80

• ESTIRAJE.

% ESTIRAJE INICIAL Vs FINAL EN LAS MADEJAS DE ALGODÓNGRAFICA 12

33

34

3 34

3 3

4

3 3 4

44

33

4

3 3

4 44 4

34 4

4 44

4

4 4 4 4 4 4 4 4

5

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE DATOS

% DE ES

TIRAJE

ESTIRAJE INICIAL

ESTIRAJE FINAL

La estandarización en el % de estiraje fue obtenida después de varias ensayos y

sobrepasar inconvenientes presentados durante las mediciones realizadas ya que

dicha variable se vio afectada por el mal funcionamiento de la maquina mercerizadora

anchor, La cual debió ser sometida a un mantenimiento estricto ya que los valores de

tensión suministrados por las especificaciones no funcionaban de manera correcta.

Superados los imprevistos se regula los grados de tensión y se establece el % de

estiraje deseado debido a:

81

1. Establecer las condiciones adecuadas para la tensión gracias a las

mediciones continuas de cada ciclo, donde se detectan no solo los problemas

de la maquina mercerizadora si no también problemas en la calibración de las

maquinas madejadoras quienes son las encargadas de convertir la fibra de

algodón de la presentación de bobina a madeja y en los instrumentos de

control del proceso los cuales registraban valores fuera de las

especificaciones.

2. Conseguir las especificaciones de tensión en la maquina para todo los grupos

de hilo lo que representa garantías en el % de estiraje requerido y así mismo

las medidas en peso y perímetro del material a trabajar.

FIGURA 7. PLANO FINAL PROCESO DE MERCERIZACION

82

14. DOCUMENTACION PARA EL SISTEMA DE GESTION DE CA LIDAD

Se modifica el procedimiento existente para la ejecución del proceso, haciéndolo

más practico, claro y de mayor cobertura de análisis y control.

83

15. CONCLUSIONES.

• Se logra la implementación de un proceso óptimo y confiable con el soporte

técnico necesario, adquirido por medio de la recolección de información y

la medición de variables, lo que permitió conocer las fortalezas y

debilidades del proceso.

• La estandarización trae consigo beneficios no solo de tipo económico si no

también mayor capacitación específica para el personal que desarrolla la

actividad.

• La identificación y solución de la problemática encontrada se alcanza

gracias al seguimiento y análisis de las variables críticas del proceso y la

buena disponibilidad en los recursos suministrados por la gerencia del

departamento de Tintorería.

• El mejoramiento del proceso con la instalación y puesta en marcha del

sistema de enfriamiento y el dosificador de humectante brindo herramientas

de análisis y control que permiten ofrecer productos de calidad en un

mercado cada vez más competitivo.

• Se documenta un proceso cuyos antecedentes no permitían un desarrollo

efectivo, debido a su débil fundamentación teórica, logrando establecer

84

especificaciones adecuadas para el material, variables y equipos las cuales

son divulgadas a través de un procedimiento estructurado y formatos de

control.

• Como valor agregado se optimizaron variables que no se contemplaron

inicialmente, como la concentración de soda cáustica y la tensión en la

maquina Anchor, las cuales se regularon en forma paralela ya que estaban

íntimamente relacionadas para lograr los objetivos de temperatura y

humectación.

• Queda planteada para su implementación la prueba del número de Bario, que

es importante para establecer si la mercerización fue completa, la cual no se

logra desarrollar ya que el tiempo se enfoco a dar solución a las variables

criticas del proceso.

• Mantener la superioridad del producto y la satisfacción del cliente requiere una

continua inversión, por lo tanto haber establecido el control de calidad del

proceso de mercerizado beneficia los intereses económicos de la empresa ya

que puede ofrecer productos cada vez más competitivos y prestigiosos.

85

BIBLIOGRAFIA.

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2. Descrude y Mercerización. Borrero A., Álvaro. Primer Seminario de Tintorería.

Bogota, Marzo 1979.

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edición.

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Sexta Edición. México, Prentice Hall, 1996.

5. H, Robeert, GREEN Don, Perry ChemicalEngineer`s, Mc Graw Hill, 1999. CD

ROOM.

86