ES2222077A1 - Proceso de tintura con colorantes de tina y similares mediante reduccion electrolitica. - Google Patents
Proceso de tintura con colorantes de tina y similares mediante reduccion electrolitica.Info
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Abstract
El principio esencial de funcionamiento del proceso consiste en la extracción de electrones de la molécula del colorante sulfuroso, o de tina, por contacto con un cátodo metálico de su dispersión acuosa alcalinizada, bajo un potencial adecuado de corriente continua, y la eliminación de los mismos a través del ánodo, mediante la intensidad de corriente necesaria, con lo que se consigue la reducción del colorante sin que se produzcan productos de desecho. Es aplicable a la tintura de tejidos en cuerda con colorantes de tina y en máquinas de tintura de tipo rebosadero.
Description
Proceso de tintura con colorantes de tina y
similares mediante reducción electrolítica.
La presente invención se refiere a un proceso de
tintura con colorantes de tina y similares mediante reducción
electrolítica, especialmente un proceso de aplicación específica a
la tintura de tejidos en cuerda realizada en máquinas de tintura de
tipo de rebosadero, conocidas también por "JET" y
"OVERFLOW".
La tintura convencional con colorantes de tina y
similares, pertenecientes al grupo de los colorantes sulfurosos,
comprende necesariamente las siguientes etapas: el colorante
sulfuroso se reduce para pasar al estado de leucoderivado insoluble
que, en medio alcalino, se convierte en leucoderivado soluble,
estado en el que presenta la máxima afinidad por la fibra textil,
a la que tiñe, tras lo cual se somete a la fibra textil teñida a
una oxidación, mediante la cual el leucoderivado soluble, asociado
a la fibra textil, pasa al estado de colorante sulfuroso insoluble,
con lo que el colorante se fija firmemente a la fibra textil
resultando la tintura sumamente sólida.
En los procesos tradicionales de tintura con
colorantes sulfurosos o de tina, se utiliza, para producir la
reducción del colorante sulfuroso y su solubilización en medio
alcalino, el sulfuro de sodio (SNa_{2}) o los denominados
polisulfuros (S_{X}Na) con adición de sosa cáustica (NaOH) para
mantener el leucoderivado solubilizado.
Este proceder tradicional presenta el
inconveniente de que las aguas residuales de la tintura contienen
un contenido de sulfuro sódico ecológicamente inaceptable, lo que
obliga al tratamiento de dichas aguas residuales, al tiempo que
las mismas producen una contaminación del aire a causa del ácido
sulfhídrico (SH_{2}) que se genera con suma facilidad, al
disminuir la alcalinidad de las aguas para su posterior
depuración, lo que provoca los conocidos y típicos malos olores a
huevos podridos.
Con el ánimo de reducir dichos inconvenientes, se
han preconizado procesos, definidos como ecológicos, en los que se
han substituido el sulfuro sódico o los polisulfuros, generalmente
en forma parcial, por una mezcla de hidrosulfito sódico
(S_{2}O_{4}Na_{2}), glucosa (C_{6}M_{12}O_{6}) y sosa
cáustica (NaOH), a fin de reducir, tanto la acción del sulfuro en
las aguas residuales como el citado mal olor.
Se observa que con las precedentes substituciones
de los productos reductores, se precisa igualmente de derivados del
azufre y se mantienen altos niveles de DQO y DBO por la presencia
necesaria de glucosa.
Con la finalidad de eludir los precedentes
inconvenientes, se ha adoptado la solución de recurrir a la
reducción del colorante sulfuroso, o de tina, por medios
electrolíticos, con lo que se reduce en gran manera la agresividad
de las aguas residuales de la tintura a niveles en los que éstas
pueden ser fácilmente reutilizadas.
La técnica de reducción electroquímica de
substancias es conocida a nivel científico, y se emplean comúnmente
como técnicas analíticas (polarimetría, voltametría, etc.) a nivel
de laboratorio; o como técnicas industriales, en sectores como el
beneficio de minerales y metales, recubrimientos metálicos, etc., si
bien no han sido empleadas hasta la fecha, como técnicas
industriales, en el campo de la
\hbox{química
textil.}
La precedente solución tiene como objetivo el
suprimir de raíz la necesidad de utilizar reductores químicos,
generalmente derivados del azufre, substituyéndolo por un proceso
de reducción electroquímico, entre dos electrodos alimentados con
corriente continua de voltaje e intensidad convenientes, con lo que
se produce la reducción del colorante en un medio acuoso alcalino,
obteniéndose el leucoderivado soluble y afín para las fibras
textiles.
El principio esencial de funcionamiento del
proceso consiste en la extracción de electrones de la molécula del
colorante sulfuroso, o de tina, por contacto con un cátodo metálico
de su dispersión acuosa alcalinizada, bajo un potencial adecuado de
corriente continua, y la eliminación de los mismos a través del
ánodo, mediante la intensidad de corriente necesaria, con lo que se
consigue la reducción del colorante sin que se produzcan productos
de desecho.
De acuerdo con la precedente solución, se ha
desarrollado el proceso de tintura objeto de la invención que, sin
excluir otras aplicaciones, está destinado al teñido de tejidos en
cuerda y consiste en que el colorante de tina o similar, que es
insoluble en agua, se dispersa en la misma y la totalidad de la
dispersión, mediante una bomba de trasvase, se introduce en una
cuba electrolítica dotada de dos electrodos conectados a una
estación generadora de electricidad a bajo voltaje y elevada
intensidad, en cuya cuba, por acción electrolítica, se reduce el
colorante disperso en la forma de un leucoderivado que constituye
el baño de tintura, operando en atmósfera inerte y a presión
superior a la normal, tras lo cual, una vez alcanzado el potencial
Redox requerido para cada caso de colorante, se conecta dicha cuba
con un circuito formado por dos conductos por los que circula el
baño de tintura, de los que uno de ellos conecta un punto inferior
de la cuba electrolítica con la boca de aspiración de una bomba de
circulación del baño de tintura, mientras que el otro conducto lo
hace entre un punto superior de dicha cuba electrolítica y la boca
de impulsión de la citada bomba, estando ésta conectada, por su
boca de aspiración, con un punto inferior de una cuba de tintura en
la que discurre el tejido en cuerda y, por su boca de impulsión,
con un punto superior de dicha cuba de tintura, cuba en la que se
mantiene una atmósfera inerte y a presión superior a la normal, se
realiza la circulación del baño de tintura en circuito cerrado y se
lleva a cabo la oxidación del leucoderivado depositado en las
fibras del tejido.
Una característica de la invención consiste en el
hecho de que los dos conductos de circulación establecen un
circuito cerrado de circulación del baño de tintura entre la cuba
de tintura, la bomba de circulación y la cuba electrolítica, siendo
controlada dicha circulación mediante sendas válvulas de paso que
están situadas, una de ellas, en el conducto conectado a la boca
de impulsión de la bomba de circulación y, la otra, en el conducto
conectado a un punto inferior de la cuba electrolítica
perteneciente a un conducto de descarga de la misma.
Otra característica de la invención estriba en
que el potencial Redox se controla en el conducto que enlaza la
boca de impulsión de la bomba de circulación con un punto superior
de la cuba electrolítica.
Para facilitar la comprensión de las ideas
precedentes, se describe seguidamente una realización preferida de
la invención, haciendo referencia a los dibujos ilustrativos que
la acompañan. En los dibujos:
Figura única, representa, esquemáticamente en
alzado, una instalación adecuada para la realización del proceso de
la invención.
La instalación comprende un recipiente 1
destinado a realizar la dispersión del colorante de tina o
sulfuroso, insoluble en agua, mediante un agitador 2, un inyector 3
de vapor directo, un termostato 4 y una bomba de trasvase 5. Este
recipiente, además, dispone de un conducto de descarga 6 provisto de
una válvula 7, de una alimentación de agua 8, de una válvula de
paso 9 de vapor y de una válvula de paso 10 a la bomba de trasvase
5.
Una vez obtenida la dispersión del colorante en
agua, toda la dispersión del mismo se traslada, mediante la citada
bomba de trasvase 5, a una cuba electrolítica 11 dotada de tapa 12
y de dos electrodos 13 conectados a una estación generadora 14 de
electricidad a bajo voltaje y elevada intensidad. La dispersión del
colorante es introducida en la cuba electrolítica 11 mediante la
bomba de trasvase 5 a través de la conducción 15 y la válvula de
paso 16, al tiempo que el colorante disperso, una vez reducido a
leucoderivado, es trasvasado, a través de un conducto 17 y una
válvula de paso 18, por medio de una bomba de circulación 19, una
válvula de paso 20, un intercambiados 21 y una conducción 22, a una
cuba de tintura 23, que puede ser del tipo de rebosadero
("Jet" u "Overflow"). Análogamente, el baño de tintura
pasa de la cuba de tintura 23 a la cuba electrolítica 11, a través
de la conducción 24 y la válvula de paso 25, constituyendo un
circuito cerrado de circulación del baño de tintura que puede ser
suprimido o regularizado en caudal mediante las válvulas de paso 18
y 25.
Tanto la cuba electrolítica 11 como la cuba de
tintura 23, trabajan a presión superior a la atmosférica,
controlada por los presostatos 26 y 27, respectivamente, y en
atmósfera inerte, por ejemplo de nitrógeno, proporcionada por la
bombona 28, las válvulas de paso 29 y 30 y las conducciones 31 y
32.
Por otra parte, el potencial de reducción Radox,
se controla con el equipo 33, dotado de válvulas de paso 34 y de
descarga 35.
El proceso se desarrolla de la siguiente manera:
el colorante de tina o similar, que es insoluble en agua, se
dispersa en la misma alcalinizada en un recipiente 1 y la
totalidad de la dispersión, mediante una bomba de trasvase 5, se
introduce en la cuba electrolítica 11 dotada de dos electrodos 13
conectados a la estación generadora de electricidad 14 a bajo
voltaje y elevada intensidad, en cuya cuba electrolítica 11, por
acción electrolítica, se reduce el colorante disperso a la forma de
un leucoderivado que constituye el baño de tintura, operando en
atmósfera inerte y a presión superior a la normal, tras lo cual,
una vez alcanzado el potencial Redox requerido para cada caso de
colorante, se conecta dicha cuba electrolítica 11 con el circuito
formado por los dos conductos 17 y 24 por los que circula el baño de
tintura, de los que uno de ellos conecta un punto inferior de la
cuba electrolítica 11 con la boca de aspiración de la bomba de
circulación 19 del baño de tintura, mientras que el otro conducto
lo hace entre un punto superior de dicha cuba electrolítica y la
boca de impulsión de la citada bomba de circulación 19, estando
ésta conectada, por su boca de aspiración, con un punto inferior
de la cuba de tintura 23 en la que discurre el tejido en cuerda y,
por su boca de impulsión, con un punto superior de dicha cuba de
tintura 23, cuba en la que se mantiene una atmósfera inerte y a
presión superior a la normal, se realiza la circulación del baño
de tintura en circuito cerrado y se lleva a cabo la oxidación del
leucoderivado depositado en las fibras del tejido. Los dos
conductos de circulación 17 y 24 establecen un circuito cerrado de
circulación del baño de tintura entre la cuba de tintura 23, la
bomba de circulación 19 y la cuba electrolítica 11, siendo
controlada dicha circulación mediante sendas válvulas de paso 18 y
25 que están situadas, una de ellas, en el conducto 24 conectado a
la boca de impulsión de la bomba de circulación 19 y, la otra, en
el conducto 18 conectado a un punto inferior de la cuba
electrolítica 11 perteneciente a un conducto de descarga 6 de la
misma.
Con el proceso de la invención se alcanzan las
siguientes ventajas:
- a.-
- Eliminación del empleo de materias primas en el proceso, como son los productos químicos reductores que, al consistir en derivados del azufre, provocan contaminación con las aguas residuales.
- b.-
- Ausencia de los compuestos volátiles del azufre, el ácido sulfhídrico, que provocan contaminación atmosférica.
- c.-
- Eliminación de los procesos de depuración de las aguas residuales, que se recuperan por simple filtración del colorante residual precipitado por el propio oxígeno del aire.
- d.-
- Economía de agua y de su procesado posterior, como mínimo estimable en un 50% en cada operación de tintura, al poder reutilizar el baño de tintura repetidas veces sin problemas, ya que tampoco existe aumento de concentración de sales.
- e.-
- Tiempos de tintura más cortos y mejor eficacia energética del proceso.
- f.-
- Notable reducción en origen de los niveles de DQO Y DBO en las aguas residuales de la tintura.
Claims (3)
1. Proceso de tintura con colorantes de tina y
similares mediante reducción electrolítica, especialmente un
proceso de aplicación principal a la tintura de tejidos en cuerda,
caracterizado porque el colorante de tina o similar, que es
insoluble en agua, se dispersa en la misma alcalinizada y la
totalidad de la dispersión, mediante una bomba de trasvase, se
introduce en una cuba electrolítica dotada de dos electrodos
conectados a una estación generadora de electricidad a bajo voltaje
y elevada intensidad, en cuya cuba, por acción electrolítica, se
reduce el colorante disperso en la forma de un leucoderivado que
constituye el baño de tintura, operando en atmósfera inerte y a
presión superior a la normal, tras lo cual, una vez alcanzado el
potencial Redox requerido para cada caso de colorante, se conecta
dicha cuba electrolítica con un circuito formado por dos conductos
por los que circula el baño de tintura, de los que uno de ellos
conecta un punto inferior de la cuba electrolítica con la boca de
aspiración de una bomba de circulación del baño de tintura, mientras
que el otro conducto lo hace entre un punto superior de dicha cuba
electrolítica y la boca de impulsión de la citada bomba de
circulación, estando ésta conectada, por su boca de aspiración,
con un punto inferior de una cuba de tintura en la que discurre el
tejido en cuerda y, por su boca de impulsión, con un punto superior
de dicha cuba de tintura, cuba en la que se mantiene una atmósfera
inerte y a presión superior a la normal, se realiza la circulación
del baño de tintura en circuito cerrado y se lleva a cabo la
oxidación del leucoderivado depositado en las fibras del tejido.
2. Proceso de tintura con colorantes de tina y
similares mediante reducción electrolítica, según la reivindicación
anterior, caracterizado porque los dos conductos de
circulación establecen un circuito cerrado de circulación del baño
de tintura entre la cuba de tintura, la bomba de circulación y la
cuba electrolítica, siendo controlada dicha circulación mediante
sendas válvulas de paso que están situadas, una de ellas, en el
conducto conectado a la boca de impulsión de la bomba de
circulación y, la otra, en el conducto conectado a un punto
inferior de la cuba electrolítica perteneciente a un conducto de
descarga de la misma.
3. Proceso de tintura con colorantes de tina y
similares mediante reducción electrolítica, según la reivindicación
2, caracterizado porque el potencial Redox se controla en
el conducto que enlaza la boca de impulsión de la bomba de
circulación con un punto superior de la cuba electrolítica.
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Effective date: 20100315 |