Desenvolvimento de um sistema de monitorização em tempo real do processo de tingimento têxtil

Abstract

Apesar da evolução tecnológica registada nos últimos anos ao nível da automatização dos processos de ultimação têxtil, a monitorização e controlo dos processos de tingimento é ainda hoje realizado de forma indireta, monitorizando e controlando um conjunto de variáveis que mais influenciam o comportamento tintorial dos corantes tais como a temperatura, o pH e a concentração de eletrólitos na solução de tingimento de modo a obter os resultados pretendidos. Estes mecanismos indiretos de monitorização e controlo do processo não permitem a deteção precoce de eventuais desvios que possam ocorrer na cor do substrato, obrigando, na maioria dos casos, à adoção de medidas corretivas reativas em vez de preventivas, aumentando a ocorrência de não conformidades. O recurso a este tipo de metodologias de monitorização e controlo advém principalmente da dificuldade de avaliar de forma direta ou indireta a evolução da cor do substrato no decorrer do processo de tingimento, devido às condições em que o mesmo decorre e também às limitações dos próprios equipamentos. Torna-se por isso imperativo o desenvolvimento de técnicas que permitam avaliar de forma objetiva a cor do substrato, à medida que o processo decorre. Identificada esta lacuna, avançou-se com o desenvolvimento de um sistema de monitorização de soluções de tingimento, baseado em técnicas capazes de permitir monitorizar a cinética tintorial e a evolução do esgotamento dos corantes em solução, passível de ser utilizado em âmbito laboratorial e industrial, sendo a portabilidade um fator importante a ter em consideração. Com base no hardware utilizado e no software de controlo desenvolvido em ambiente Labview, foi possível construir um protótipo que se revelou eficaz na monitorização dos processos de tingimento em ambiente laboratorial, permitindo quantificar a evolução da concentração dos corantes na solução de tingimento e, as respetivas curvas de esgotamento. O protótipo construído constitui uma peça chave no desenvolvimento de mecanismos de monitorização e controlo diretos do processo de tingimento, permitindo inferir em qualquer etapa do processo a concentração de corante presente na fibra, a partir do conhecimento da quantidade de corante esgotado nesse instante. Esta informação é um fator crucial no desenvolvimento de sistemas de previsão da evolução da cor do substrato ao longo do processo tintorial, sendo esse o objetivo de qualquer processo de monitorização centrado na análise da cor do substrato e na sua evolução no decorrer do processo.

Despite the technological developments in the field of textile finishing process’s automatization, the monitoring and control of dyeing processes is still today done in an indirect way, monitoring and controlling a group of variable that influence the dyeing behavior of dyes such as temperature, pH and electrolyte concentration in the dye solution, in order to obtain the desired results. These indirect monitoring and control mechanisms don’t allow for a preemptive detection of deviations that may occur with the substrate’s color, making it so in most cases, reactive corrective measures must be adopted instead of preventive measures, increasing the occurrence of non-conformities. The use of these types of monitoring and control methodologies come from the difficulty to directly or indirectly evaluate the evolution of the substrate’s color during the dyeing process due to the conditions the process is done in and also due to limitations caused by the equipment used. Thus the development of technics that allow one to evaluate, in an objective way, the substrate’s color as the process develops is imperative. Noticing this gap, development was started on a system capable of monitoring dyeing solutions, based on technics that allow the monitoring of dyeing kinetics and the evolution of the solution’s dye’s exhaust. It is expected that the developed system could be employed both in laboratory and industrial settings, thus portability was an important factor to have in consideration. Based on the hardware used and the system’s control software, which was developed in the Labview environment, it was possible to build a prototype that revealed itself as effective in the monitoring of dyeing processes done in a laboratory environment, allowing for the quantification of the evolution of the dye’s concentration in solution and their respective exhaust curves. The prototype built constitutes a key part in the development of direct monitoring and control mechanisms for the dyeing process, allowing one to infer at any step of the process, the concentration of dye present in the fiber by first knowing the amount of dyeing exhausted at that same moment. This information is crucial in the development of systems that allow for the prediction of the evolution of the substrate’s color along the dyeing process, with this being the goal of any monitoring process focused on the analysis of the substrate’s color during the dyeing process.