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Acabamento, Tingimento, Estamparia e Lavanderias

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Otimização em processos de rama

A rama, ou “Ramosa”, como muitos chamam no mercado, é uma máquina muito importante e muito difundida na área de acabamento têxtil. Consiste, basicamente, de uma corrente transportadora, que corre sobre um trilho, com a função ‘alargadora’, e uma estufa aquecida, para secagem e tratamento térmico do substrato têxtil. Sendo a única máquina usada no beneficiamento capaz de controlar todas as dimensões do substrato de maneira simultânea, a rama pode beneficiar tecidos planos, malhas ou nãotecido, nos mais diversos processos como secagem, termofixação, cura de produtos químicos ou estampados e também efetuar alguns tingimentos, sendo processos isolados ou em contínuo com outros. Estima-se que no Brasil haja cerca de 900 ramas instaladas. O tempo de vida útil médio destas máquinas é de aproximadamente 30 anos.

Observamos que a maioria das beneficiadoras têxteis nacionais está bem desenvolvida no que se refere aos aspectos básicos, referente processo de beneficiamento e acabamento. Este artigo, porém, visa destacar alguns pontos específicos que têm gerado grandes dores de cabeça nas plantas, de maneira geral. Mostraremos o que há de mais atual no que se refere à configuração de ramas, incluindo acessórios, indicando o impacto na produtividade e dos consumos energéticos possíveis dentro dos custos de produção.

Dificuldades recorrentes

  • Excesso de consumo energético
  • Fumaça gerada pela rama
  • Controle em processos com tecidos muitoelásticos
  • Desperdício com ourelas cortadas
  • Falta de controle contínuo do processo

Preparação de tecidos

No beneficiamento, tanto de tecido plano como de malha, onde é necessário termofixar o material previamente, é muito comum ver empresas que entram com o tecido cru na rama, sem realizarem antes o processo de purga. Desse modo, toda a sujeira e óleo que estão nas fibras do tecido são expostos à temperaturas de 180 a 200 °C. A essa temperatura, uma parte dos óleos são evaporados, gerando uma grande quantidade de fumaça que sai pelo sistema de exaustão, sendo muito prejudicial do ponto de vista ambiental. A outra parte do óleo, por sua vez, se cristaliza nas fibras, dificultando a posterior absorção dos corantes no tingimento, além de enrijecer o toque do tecido.

Por isso, quando o tecido passa por um processo de purga antes da pré-fixação, entra “limpo” na estufa da rama. Entretanto, esta etapa é um processo adicional no fluxograma de produção, com seus custos agregados. Para empresas que pré-fixam o tecido e/ou que trabalham com artigo de alta qualidade, o processo de purga torna-se muito vantajoso, tanto pelas características que o artigo adquire, como pelos ganhos ecológicos, isso porque o custo e a manutenção de máquina de lavar eliminariam a necessidade de, por exemplo, um lavador de gases para a exaustão.

• Controle de tensão

Muitos tecidos bi-elásticos, especialmente os de malha, têm em sua composição um percentual maior de fibra elastano e por isso, torna-se mais importante um controle perfeito da tensão do mesmo em todo o processo de beneficiamento. Na rama é possível controlar a superalimentação para se obter este encolhimento, porém, é muito importante que durante toda a entrada o tecido não haja estiramento. Um bom controle do nesta fase facilita a alimentação e o range de controle da gramatura final. Recomenda-se atentar para cada passo da entrada para que os equipamentos não gerem tensão ao tecido: desenrolamento, centralizador, roscas abridoras (girando sentido contrário); o percurso do tecido molhado, o equipamento de sincronismo, endireitador de tramas e distâncias nos pontos de apoio. Uma maneira simples de ver isso é desenhar um circulo no tecido, na entrada da máquina, e acompanhar sua deformação em cada ponto, até a alimentação na agulha.

Figura 1 – Processo de beneficiamento.

Passo a passo

  • Desenrolador: caso o tecido seja alimentado em rolos, é importante que tenha um acionamento axial, fazendo alimentação positiva do material.
  • Controle de tensão/sincronismo: verificar se todos os pontos da máquina possuem controle de tensão para ajuste do sincronismo. Há diversos modelos de compensador angulares, alguns deles podem trabalhar com muito pouca tensão. A opção por uma boa célula de carga também é muito válida, pela sua alta sensibilidade e rápido tempo de resposta, controlando de forma estática.
  • Abridor / centralizador de tecidos: nesses equipamentos, quanto mais próximos são as distâncias de contato do tecido, menor é a tensão necessária. Sugestão: centralizadores que utilizam a própria rosca abridora para ajustar o tecido têm resposta mais rápida de deslocamento, eliminando o risco operacional de o tecido “correr” para o lado e formar uma corda.
  • Roscas abridoras: normalmente giram em sentido contrário ao do tecido, para darem efeito de abertura, mas o perfil da rosca pode variar. Sugestão: desenroladores de ourelas de placas, se corretamente instalados, não tencionam o tecido. Eles abrem as ourelas com maior eficiência e geram melhor passagem do tecido na máquina, além do que não exigem manutenção e não usam motores.
  • Distâncias nos passamentos: cuidar para que projeto do equipamento contemple as distâncias mais curtas, evitando que o tecido fique solto, com roletes acionados.

Figura 2

1) Impregnação do banho na entrada

O método natural de impregnação de produtos químicos no tecido que entra na rama é feito por imersão (Fig. 2). Depois o mesmo é espremido na saída, para remoção e igualização do banho. Em diferentes processos pode haver as seguintes variações: (a) tempo de imersão, (b) temperatura e (c) pressão de espremido. Nesse processo, a umidade do tecido na saída (pick-up), fica entre 70 e 80%. O processo mais comum observado é a aplicação de amaciante. Basicamente, o produto é diluído em água e o tecido entra nessa solução. Depois, a rama precisa evaporar a água para deixar somente o amaciante no tecido. São comuns também processos em que o tecido já  chega molhado na entrada da rama. Aí, o ideal é igualizar antes a umidade, para, na sequencia, aplicar o produto químico.

No processo úmido sobre úmido, a aplicação do amaciante é calculada pelo diferencial de pick-up entre os dois foulards (arraste de banho). O primeiro tem que retirar o máximo possível de água, para no segundo ter um diferencial mínimo de 15 a 20%. Nesses casos, o tecido sai do segundo foulard com pick-up entre 85% e 100%, exigindo maior evaporação na rama. Outras soluções para essa etapa são: extração do banho no tecido por sucção (vácuo); aplicação por espuma; aplicação por umidificadores (rotor); recobrimento; ou espremedura com borracha porosa.

  • Solução 1 - em processo úmido sobre úmido, quando o primeiro foulard espreme somente água, é indicada a instalação de um cilindro com recobrimento poroso. Com esses cilindros o tecido sai com pick-up 15 a 35% mais baixo, sem nenhum consumo extra de ar-comprimido ou energia elétrica, e sem nenhuma modificação no foulard, somente pelo efeito da sucção do ar do tecido após o nip. Há opções de recobrimentos porosos de borracha e de nãotecido, com retíficas que podem ser feitas no Brasil. Fornecem uma vantagem extra, pois não danificam as fibras. Se um tecido com peso 180 g/m² e 1,8 metro de largura entrar na rama com 15% menos de umidade, a uma velocidade de 40 m/min, trabalhando 550 h/mês, significa uma economia aproximada de: (0,18 x 1,8 x 40 x 0,15 x 60 x 550 x 860 kcal/kgH2O/9065 kcal/m³ x 1,10 R$/m³) 6.700 R$/mês. Além de, a velocidade de trabalho na rama pode-se aumentar a eficiência até 15% em processos de secagem (convencional), ou 7% em processos de secagem com termofixação, diminuindo, assim o tempo de máquina ocupada.
  • Solução 2: aplicação de amaciante por umidificador de rotor. O banho químico (amaciante) é aplicado na superfície do tecido, sem penetração nas fibras. Nesse caso, pode eliminar o segundo foulard, reduzindo a manutenção, a área ocupada na fábrica e possíveis problemas como diluição de banho.
  • Solução 3: substituição do foulard por aplicador de espuma. Praticamente qualquer químico pode ser espumado, nesse processo o meio que leva o produto ao tecido é o ar (bolhas), ao invés de água. O aumento no pick-up do tecido é de 10 a 25%. São necessários um formador de espuma e um aplicador. Aplicador pressurizado garante regularidade e podem fazer banho penetrar na espessura do tecido.

2) Controle de agulhamento

É extremamente importante a introdução do tecido na rama de forma a minimizar as perdas por ourelas que serão cortadas. Quanto maior o Figura 2 agulhamento na ourela do tecido menor é a área útil vendável. Quando falamos de desperdício por ourela cortada, estamos nos referindo ao resíduo mais nobre, que passou por todas as fases da produção: fiação, tecelagem, tingimento e acabamento. Isso representa de 2% a 4% de produção no seu processo final, que é retirado do tecido bom e vendido como resíduo. Para uma menor ourela cortada tudo começa na introdução do tecido nas agulhas, que deve ser controlada de tal forma constante, sem falhas e o mais próximo possível das bordas. Para isso, a preparação é muito importante. É necessário que o tecido seja espremido, aberto no foulard (sem dobras ou enrolados na ourela), que esteja centralizado, que tenha boa costura entre peças (ourela com ourela) e não tenha falhas ou rasgos. No caso de malha, que seja aberta de forma regular, sem variação. Tudo para que não haja ourela enrolada no momento do agulhamento.

É essencial um sistema de introdução de rama rápido e inteligente. Tecidos com ourela com fios soltos ou ourela frouxa (orelha de elefante) são críticos e devem ser tratados com mais cuidado.

Passo a passo

  • Desenrolador de ourela: importante que entregue o tecido o mais próximo possível do agulhamento, sem chance da ourela voltar a enrolar e sem pontos de tensionamento.
  • Introdutor de rama: a precisão de leitura e o tempo de resposta na busca da borda do tecido são pontos primordiais nesse equipamento. A maioria dos sensores do mercado possuem vários fotocélulas que lêem a chapa refletiva abaixo do tecido (Fig. 3), com distância aproximada de 3 mm entre cada um. Também, possuem botão que limita o sensor ou a trabalhar mais suavemente, com maior risco de desagulhamento; ou trabalhar mais rapidamente, com ajuste dependendo do operador. Sugestão: leitor com apenas um “olho” infra-vermelho que lê a borda do tecido (sem chapa refletiva), com total precisão. O acionamento do trilho de entrada, que trabalha em conjunto com o senso, deve ser rápido, forte e preciso. Acionamento com cremalheira possui jogo de engrenagem, que diminui a precisão do posicionamento. Já o sistema com fuso de esfera oferece melhor resposta e, portanto, é mais indicado. 

Há no mercado a opção de controle com leitor da borda do tecido no pente de agulha (logo após o agulhamento) e ajuste automático da posição do sensor. Essa automação tira das mãos do operador a decisão de quanto tecido será agulhado, pois, geralmente, os interesses do operador e do gerente da produção normalmente são opostos. Vale mencionar também a importância de todas as pinças e pentes de agulha serem de boa qualidade, de preferência do mesmo fabricante da máquina, para evitar desalinhamentos.

Figura 3

3) Engomagem /Corte de Ourela

Tecidos de malha, que exigem corte de ourela, são sempre uma dor de cabeça para as beneficiadoras, pois o ajuste fica a cargo dos operadores que, inevitavelmente, acaba gerando variações de um turno ao outro. Quando há engomagem da ourela, o corte deverá ser feito na linha da goma. Quanto mais próximo a goma estiver da borda do tecido, menor pode ser o desperdício. Equipamentos que engomam o tecido por cima (Fig.4) têm a dupla vantagem de poder aproximar mais a goma dos furos da agulha, sem o risco de sujar as pinças.

Cortador de ourela, localizado na saída, deve ter um bom controle do posicionamento do tecido. Ourelas cortadas podem representar até 4% da produção, valor que está diretamente ligado ao faturamento de uma fábrica. Observa-se hoje no Brasil, de forma geral, que as ourelas cortadas possuem largura média de 18 a 20 mm. Para empresas prestadoras (terceirizadas), esse valor representa a qualidade do serviço prestado ao seu cliente. São números que nem sempre são levados a sério como deveriam. Diferentemente da crença da maioria, um bom corte de ourela não depende somente da introdução, mas de um conjunto Introdução e Cortador. Assim, o ideal é que ambos tenham um controle automatizado. Uma automação como essa, dependendo do valor de venda da malha produzida, pode ter seu retorno de investimento tão rápido, por exemplo, em dois ou três meses.

Exemplo prático: se diminuímos cada ourela cortada em apenas 4 mm, num tecido de gramatura 170 g/m², numa rama que trabalha a 20 m/min a 550 h/mês, com preço de venda de 20,00 R$/kg – a economia financeira no final de cada mês será de R$ 22.500,00. Quanto ao cortador de ourela, deve-se dar a preferência para equipamentos com fácil passagem do tecido, que não exijam parada da máquina em caso de desagulhamento.

4) Consumos de energia na estufa

A frase “melhor prevenir do que remediar” é muito válida nesse caso. A redução do consumo energético é feito primeiro por melhores ajustes na máquina. Ajuda muito se houver uma automação para o controle do tecido - sendo secagem ou termofixação, e uma automação no controle da exaustão.

Figura 4

A economia pode ser conseguida também por melhores projetos de máquina, como ventilação no tecido e gerenciamento do ar de circulação, Figura 3 sistema de exaustão eficiente e melhor isolação térmica. A estufa consome energia elétrica e energia térmica. Só os custos com energia térmica representam entre 65% e 75% de todo custo operacional de uma rama. Por isso, deve ser muito vem avaliado. Para uma análise isenta entre os diferentes projetos de estufa e seus consumos energéticos, é preciso estar atento sobre o que dizem as propagandas. Se é divulgado que uma rama recupera, por exemplo, 25% da energia, precisamos saber primeiro qual a energia gerada por ela? Qual é base do cálculo, ou seja, 25% de quanto? Mais importante que as reduções relativas são os valores finais absolutos.

Reduzir a quantidade de energia térmica necessária por quilo de tecido

Se o tecido entra na estufa com menor umidade (analisado no item 3) menor será a evaporação e a quantidade de energia necessária. Também, no processo de evaporação, quanto maior for o volume de ar soprado no tecido, menor é a necessidade de calor, pois o vento ajuda a desprender a umidade da fibra, acelerando o processo de secagem.

  • Reutilização da energia gerada: A maior parte da energia térmica gerada é para aquecimento do ar de renovação. Assim, se houver a recirculação do ar de um campo ao outro, fazendo com que ele absorva mais contaminantes (água ou fumaça) antes de sair pela exaustão, esta exaustão será mais eficiente já que não jogaremos fora ar quente e limpo. Os contaminantes não podem, contudo, prejudicar o tecido ou o processo já realizado. Para recirculação na estufa seja feita de forma eficiente é necessário controlar muito bem os pontos de entrada do ar de renovação e de saída da exaustão. Uma estufa que consegue trabalhar com um ar circulante mais úmido no primeiro campo, sem risco de condensação no tecido, fará com que o ar aqueça e comece a evaporar muito antes, pois a entalpia de um ar quente úmido é maior que de um ar quente seco. Ou seja, haverá troca de calor mais fácil e rápido. A única forma de conseguir maior umidade, sem risco de condensação interna, é se o teto da estufa é aquecido, ou se a fonte de calor está acima do tecido, como mostra a figura 5.
  • Reciclagem do calor: Hoje em dia é muito comum a instalação de recuperadores de calor ar-ar, em que o ar da exaustão pré-aquece o ar de renovação da estufa, transferindo calor. O ar da exaustão, entretanto, é um ar sujo, com fumaça de óleo, vapor d´água e fibrilas. Quando ele é resfriado, as impurezas se condensam nos pontos mais frios, resultando em algo desejado e também, indesejado.

Figura 5

O lado positivo é que, com o recuperador de calor consegue-se limpar o ar da exaustão em

30% a 40%, diminuindo a fumaça que sairá pela chaminé da fábrica. O lado negativo é que esse ar condensado de óleo, que fica nas placas de troca térmica, ao se misturar com as fibrilas formam uma pasta que diminui a eficiência da troca térmica. Portanto, um item fundamental dos trocadores de calor da exaustão é sua limpeza. Veja a tabela 1.

Tabela 1

Alguns recuperadores de calor possuem a desvantagem de terem trocadores em módulos removíveis. Isso implica que uma vez por semana, um operador suba até a estufa para troca dos módulos, trabalho que exige além da mão de obra, o transito de empilhadeira na área da produção. Por isso, em caso de instalação de um recuperador de calor, recomenda-se a isolação térmica de toda tubulação da exaustão para evitar perda de calor para o ambiente. Veja figura 6.

Figura 6

Nesse sentido, ramas com tubulação de exaustão embutidas na estufa geram uma economia extra, pois não precisam de isolação térmica e não há risco de perda de calor para o ambiente. Além disso, são mais seguras quanto ao risco de vazamento, gotejamento e condensação interna, diminuindo bastante a manutenção exigida. Veja exemplo da figura 7.

Figura 7

5) Controle on-line de gramatura

Quando tratamos de tecidos elásticos, sabemos que a gramatura nunca é constante ao entrar na rama. Isso acontece em função dos processos anteriores e do manejo e armazenamento do tecido. Um exemplo básico é a diferença de tensão necessária para puxá-lo do carrinho (do começo ao fim) que varia constantemente. Tanto para a produção de tecidos com maior qualidade, como para controle de processo, a fim de evitar perdas, o ideal é que o tecido saia da rama com gramatura exata e constante. O modo de controle usual, hoje nas fábricas, é por amostragem. Uma amostra do tecido é retirada em cada peça, cortada e medida pelo operador da saída da rama. Esse resultado diminui a produção, é destrutivo, depende totalmente no operador e não analisa variações. Dependendo do ponto em que a mostra foi retirada, pode não revelar a “verdade do tecido”. Isso acaba gerando retrocessos.

  • Aparelho de medição de gramatura: equipamentos são instalados na saída da rama para medir a gramatura do tecido seco. Eles verificam a gramatura de forma contínua e sem contato com o substrato, dando diretrizes para o operador ajustar a superalimentação, a fim de conseguir a gramatura ideal do tecido. Esses equipamentos possuem módulo radioativo, que exigem certas normas de segurança para a empresa seguir. Outro ponto negativo é que a medição é feita cerca de 30 metros após o super alimentador. Por isso, quando é usado para ajustar a alimentação, uma grande metragem de tecido já foi produzida, não sendo, portanto, indicado para controle de lotes pequenos.
  • Medição da densidade do tecido: São utilizados aparelhos que medem a densidade do substrato têxtil, carreiras em caso de malhas e batidas em caso de tecido plano. A densidade linear é proporcional à gramatura do tecido, a relação precisa ser encontrada para cada artigo, o que pode ser feito com uma pequena amostra. Possui a vantagem do conseguir medir, com precisão, a densidade de tecidos molhados. É instalado no cabeçote de entrada da rama (antes da superalimentação), ajustando automaticamente a alimentação do tecido para conseguir a densidade correta para cada ponto, no momento do agulhamento, e compensar as variações na gramatura. Veja figura 8.

Figura 8

Conclusão

Podemos afirmar, estatisticamente, que nenhuma empresa têxtil no Brasil compra uma rama para usá-la por um prazo inferior a 10 anos. Assim, se analisamos todos os custos envolvidos, tanto o investimento na máquina em si, quanto os gastos operacionais (energia térmica, energia elétrica, mão-de-obra, manutenção, etc.), concluímos que o custo de aquisição do equipamento é de aproximadamente 16% do valor total, e os custos operacionais representando 84%. Todas as ramas fabricadas no mundo produzem, com mais ou menos, qualidade. A pergunta que deve ser feita é: a que custo? Decidir a compra de uma rama, apenas por seu valor inicial significa olhar somente os 16% do custo total em 10 anos. O desafio proposto é analisar os custos operacionais das ramas, ou seja, os outros 84%, e não somente o que é indicado pelos fabricantes. Essa análise representará um estudo aprofundado e consciente da compra. Diante de uma concorrência, por muitas vezes desleal, dos têxteis importados, é fundamental tornar o negócio têxtil local mais competitivo, investindo em tecnologia confiável e eficiente.

* Texima S/A Indústria de Máquinas. Palestra apresentada na XXIV CNTT – Fortaleza/CE – Agosto de 2011

O Portal Textília.net não autoriza a reprodução total ou parcial de qualquer conteúdo aqui publicado, sem prévia e expressa autorização. Infrações sujeitas a sanções.

TEXTO: ENG. JONI DUTRA NEVES*
FOTOS: ARQUIVO TEXTILIA

Data de publicação: 02/07/2012

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