Fabricación

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Calidad y productividad

En la fabricación de colorantes es necesario tener en mente varios factores con el propósito de obtener la mayor calidad y productividad posible. De entre éstos factores se pueden nombrar los siguientes:

Tecnología en colorantes

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Los procedimientos de operación para la producción de colorantes deben de ser lo mas claro posible en cuanto a seguridad y variables del proceso como: temperatura, pH, exceso de reactivos, etc. debiendo de estar definidos en rangos que hayan sido estudiados detalladamente. Todo esto con el fin de tener una calidad reproducible, pues siendo la química de colorantes compleja, cualquier desviación en estas variables pueden dar por resultado una calidad fuera de las normas. Los ciclos de proceso en lo que se refiere a cargos, calentamientos, enfriamientos, reflujos, destilaciones, filtraciones, secado y molido; deberán ser determinados en planta y establecidos dentro de rangos que permitan una calidad aceptable al más bajo costo. En cada uno de los pasos más importantes de los procesos, deben existir pruebas de control que nos indiquen que la calidad del colorante va por la ruta correcta o en su defecto, poder realizar algún cambio para dirigirlo hacia ella.

Con respecto a las pruebas de la calidad final del producto, deberán ser lo más representativas posibles del uso final del colorante. Como es lógico suponer, es necesario que el rendimiento que se obtenga en los procesos sea el mayor posible, el cual será la compaginación de los factores previamente nombrados con el propósito de tener la mejor productividad posible.

Dos reacciones muy usadas para la fabricación de colorantes son las que se llevan a cabo entre una amina aromática con el ácido nitroso para producir un compuesto diazo, el cuál posteriormente se combinará con un “acoplador” y así formar dicho colorante. Estas reacciones son conocidas desde hace mucho tiempo (Griess, 1858), pero hasta los años recientes se ha clarificado su mecanismo. Los colorantes basados en esta reacción son considerados la clase química más grande que existe, con la gama de tonos más amplia y los más diversos usos. Debido a la facilidad y economía en la preparación de colorante por esta técnica, ha sido seleccionada en multitud de casos para su uso en escala industrial.

Además de las dos reacciones mostradas, son usadas otra gran variedad de ellas como: adición, protonización, condensación, oxidación, etc., que para el objetivo del presente trabajo no existe fundamento para presentarlas. A continuación se darán unas breves descripciones de diagramas de flujo generales para la fabricación de los colorantes. Como debe de comprenderse, no se entrará en detalle en la fabricación de todos, y esta información será una guía mucho muy general para dar una idea sobre este tipo de producción.

Materias Primas e intermedios para colorantes

QUIMICOS

Como primer punto podemos nombrar que deben de ser de la calidad adecuada para el colorante que se desea obtener. También es importante que su disponibilidad sea la más accesible posible debiéndose no perder la idea de racionalización de los mismos para evitar el manejo de gran número de ellos, que nos evitarán todo tipo de problemas tanto en el área técnica como administrativa.

Colorantes básicos y dispersos

Este tipo de colorantes se fabrican en equipos más sofisticados que los ácidos y directos usándose equipo a prueba de explosión muchas veces debido al tipo de medios de reacción que se usan, un diagrama de flujo muy generalizado se presenta el cual incluye los siguientes pasos en el proceso:

  1. Solución o Diazotación
  2. Condensación o Copulación
  3. Filtración
  4. Lavado
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Colorantes ácidos y directos

Para la fabricación de estos colorantes, es común encontrar un tipo de diagrama de flujo como el que se muestra, el cual está dividido en los pasos siguientes:

  1. Diazotación
  2. Copulación
  3. Filtración y lavado
  4. Secado
  5. Molienda

Control de calidad

La importancia del control de la calidad durante la fabricación es obvia. Los métodos empleados en los pasos intermedios consisten principalmente en métodos analíticos junto con pruebas a muestras tomadas de la planta y trabajadas en el laboratorio por medio de procesos similares al que se está siguiendo en el lote principal.

Se han desarrollado multitud de métodos para el control de la fabricación de colorantes. Estos métodos varín de sofisticación, desde titulaciones muy simples y determinaciones de pH, hasta resonancia magnética nuclear. Hay muchas pruebas cualitativas o semi-cuantitativas usadas por un químico de colorantes con el propósito de seguir el curso de una reacción.

Una de las armas más importantes para el químico de colorantes,es la Cromatografía en capa fina (Thin Layer Chromatography, TLC). TLC es simple y rápida, usa equipo que no es caro, proporcionando interpretación del color. Este colorista sabe que las fibras teñidas deben juzgarse en la luz correcta.

Junto con las pruebas de análisis químico y la aplicación del colorante a la fibra, por medio de la técnica adecuada al colorante y la fibra que se estén mejorando, se realizan otros tipos de pruebas como: solubilidad, tamaño de partícula, resistencia a la luz, al sudor, al frote, etc. Todos los cuáles están en función del sistema colorante-fibra y el uso final al que se destinará.

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