آلات حرق الأنسجة الموفرة للطاقة لإنتاج الأقمشة المستدامة

لماذا تُعتبر عملية حرق الأقمشة نقطة حرارية مُهمَلة من حيث استهلاك الطاقة

جودة سطح النسيج تبدأ في كثير من الأحيان باللهب. وتُزيل آلة حرق الأنسجة الألياف البارزة من القماش المنسوج أو المحبوك عن طريق مرور القماش بسرعة فوق لهب خاضع للتحكم أو سطح مسخّن. والنتيجة هي سطح أكثر نعومة، ووضوح أفضل في الطباعة، وعدد أقل من الكرات بعد الغسل. لكن هذه المرور السريع يحمل تكلفة خفية. فعملية الحرق تتم عادةً بسرعة عالية وبطلبٍ ثابتٍ للحرارة، ما يعني أن الموقد أو العنصر المسخّن نادرًا ما يحصل على فترة راحة. وفي العديد من مصانع التشطيب، تمثّل عملية الحرق نسبةً كبيرةً من الطاقة الحرارية المستخدمة في مراحل المعالجة الأولية. وبذلك تفوّت برامج الاستدامة التي تتجاهل هذه الخطوة فرصةً حقيقية.

الموقد الغازي التقليدي يحمل خسائر خفية

تعتمد معظم خطوط الحرق التقليدية على مشعلات تعمل بالغاز الطبيعي أو غاز البترول المسال. ويوفّر الغاز كثافة حرارية عالية، لكن جزءًا فقط من تلك الطاقة يلامس النسيج فعليًّا. وتفقد نسبة كبيرة من الحرارة عبر العادم والإشعاع واحتراق الغاز في أوقات التوقف بين دورات معالجة النسيج. وغالبًا ما يترك المشغلون المشعل مشتعلًا حتى أثناء التوقف المؤقت للخط، لأن إعادة إشعاله تتطلب وقتًا وتعرّض عملية الحرق عند الاستئناف لخطر عدم الانتظام. وهذه الممارسة تُهدر الوقود وتزيد الانبعاثات الكربونية دون تحسين جودة النسيج. كما أن الصيانة تشكّل عبئًا إضافيًّا: فالفوهات تنسد، وتتبدّل نسب الهواء إلى الوقود، وتتغيّر شكل اللهب بتغير درجة حرارة الجو. وقد يؤدي المشعل غير المُهيَّأ جيدًا إلى احتراق سطح النسيج أو ترك شرائط غير محروقة. وكلا الحالتين يستلزمان إعادة المعالجة واستهلاك طاقة إضافية لكل متر منتج.

تُبيّن الجدول لماذا يكتسب هذا التحوّل أهميّةً تتجاوز فواتير الوقود. فالتسخين الكهربائيّ يغيّر نموذج التحكّم من إدارة اللهب إلى إدارة القيمة المُستهدَفة.

يُعيد التسخين الكهربائيّ تعريف عملية التسخين السطحيّ

تستخدم آلة الحرق الكهربائية بكراتٍ أو صفائح أو عناصر إشعاعية مُسخَّنةً بدلًا من اللهب المكشوف. وتمرُّ القماش فوق سطحٍ يُحافظ على درجة حرارةٍ مضبوطة بدقةٍ عالية. ويؤدي هذا التصميم إلى استبعاد عملية الاحتراق تمامًا، ما يلغي انبعاث الغازات الناتجة عنها ويقلِّل من حمل نظام التهوية في المصنع. والأهم من ذلك أن التحكم في درجة الحرارة يصبح أكثر دقةً بكثير. فباستخدام وحدة تحكم رقمية، يمكن الحفاظ على درجة حرارة البكرة ضمن نطاق بضعة درجات مئوية، وهو أمرٌ يكاد يكون مستحيلاً باستخدام لهب غازي متقلب. وهذه الدقة تقلل من احتراق الأنسجة وتُحسِّن التجانس في الأقمشة الحساسة أو المخلوطة. وبعض المصانع أبلغت عن انخفاض عدد الشكاوى المتعلقة بالجودة بعد التحوُّل إلى هذه الطريقة، لا سيما في الأنسجة الاصطناعية الخفيفة التي تشتعل بسهولة. أما العيب الوحيد فهو أن الحرق الكهربائي قد يتطلَّب تعديل سرعة التشغيل عند معالجة الأقمشة الثقيلة جدًّا، حيث لا يزال للهب الغازي ميزة في توفير الحرارة الفورية. ولذلك فإن التقييم الصادق يتطلَّب اختبار الطريقتين على القماش الفعلي نفسه.

مصنع تشجيانغ للتشطيب قلَّص الهدر بإعادة التفكير في عملية الحرق

مصنعٌ في مقاطعة تشجيانغ متخصّصٌ في إنهاء الأقمشة القطنية والكتانية، وعمل لسنواتٍ عدّةٍ على خطَّي حرق غازيين. وأظهرت دراسة التدقيق الطاقي أن عملية الحرق تستهلك ما يقارب خُمس الحمل الحراري الكلي للمرحلة السابقة للتجهيز، ومعظم هذه الاستهلاك كان يحدث أثناء انتظار الخط للدفعة التالية. واستبدل المصنع أحد خطَّي الحرق الغازيين بآلة كهربائية لحرق الأقمشة مصمَّمة خصيصًا لعرض الأنسجة التي يتعامل معها. وكانت الأسبوعان الأولان صعبين. فكان على العاملين أن يغيّروا عادتهم المتأصِّلة في إبقاء اللهب جاهزًا دائمًا، وأن يثقوا بدلًا من ذلك في قراءة درجة الحرارة المعروضة على الشاشة. وبعد ضبط منحي السرعة والشد، حقَّق الخط الجديد نفس درجة الحرق التي كان يحقِّقها الخط القديم على الأقمشة القطنية متوسطة الوزن، وحسَّن الاتساق في معالجة الخلطات الكتانية. وانخفض استهلاك الوقود لهذا الخط إلى الصفر في الموقع، كما انخفضت سعة تشغيل نظام العادم. وبقي الخط الغازي الآخر قيد التشغيل لمعالجة الأقمشة القماشية الثقيلة جدًّا، وهي حلٌّ عمليٌّ يعكس توازنًا مدروسًا بدلًا من استبدال أعمى. وقد بيَّنت هذه المشروع أن كفاءة استخدام الطاقة لا تتعلَّق بالآلة وحدها، بل تتعلَّق أيضًا بمدى مواءمة الآلة لمجموعة الأنسجة المُعالَجة وإيقاع الإنتاج.

المعايير تدفع القطاع نحو كفاءة قابلة للقياس

تتطلب الادعاءات المتعلقة بالاستدامة نقطة مرجعية. ويوفّر المعيار الدولي آيزو ٥٠٠٠١ إطاراً لأنظمة إدارة الطاقة، وباتت العديد من مصانع النسيج تستخدمه الآن لتتبع استهلاك الطاقة المحدّد لكل كيلوجرام من القماش. أما المعايير المرتبطة بكل جهاز على حدة فهي أصعب في التحديد، لكن عمليات التدقيق الخارجي في مجال استهلاك الطاقة في مرحلة تشطيب النسيج تبيّن عادةً أن عملية الحرق السطحي تُصنَّف ضمن الخمسة الأوائل من أكبر المستهلكين للطاقة الحرارية في قسم المعالجة الأولية. وعند تقييم خط جديد للحرق السطحي، ينبغي على المشترين طلب معدل استهلاك الطاقة المحدّد في ظل ظروف القماش التي سيُطبَّق عليها، وليس فقط القدرة المركّبة المُعلَّنة. فقد يظل جهازٌ ما يستهلك طاقةً أكثر رغم انخفاض حدّه الأقصى للاستهلاك بالكيلوواط، إذا ما شغّل عند حمل جزئي مع تحكّم رديء. والمعيار الحقيقي هو الكيلوواط ساعة أو الأمتار المكعبة من الوقود لكل متر منتج، وذلك عند درجة الحرق السطحي المطلوبة.

شنايتر تركّز اهتمامها على مرحلة الحرق السطحي

إيجاد موردٍ يفهم عملية الحرق السطحي كعمليةٍ شاملة، وليس مجرد جهازٍ منفصل، أمرٌ بالغ الأهمية للأداء طويل الأمد. وتُنتج شركة شنايتر، ومقرها تشانغتشو، معدات نسيجية تشمل آلات حرق سطحي تعمل بالتسخين الكهربائي، وآلات قص القماش المُجعَّد، وخطوط فحص الأقمشة. وقد بنت الشركة سمعتها على أساس تكييف تصاميم منتجاتها وفق متطلبات العملاء والحفاظ على نظامٍ منظمٍ لإدارة الجودة. وللمصنع المتخصص في التشطيب الذي يسعى إلى خفض استهلاك الطاقة دون التأثير سلبًا في جودة السطح، فإن هذا النوع من الخبرة التصنيعية المتخصصة يفوق قيمته أي كتالوج عام للمachinery. فالآلة المثلى للحرق السطحي ليست تلك التي تمتلك أجمل كتيب تسويقي، بل هي الآلة التي تتناسب مع نطاق الأقمشة المُنتَجة، وجداول الإنتاج، وأهداف المصنع في مجال كفاءة استهلاك الطاقة.