Angel Lanchas

 

 

 

Por Angel Lanchas Hervalejo

2ª parte

INFLUENCIA DE LOS ELECTROLITOS EN LA DIFUSIÓN

Se  ha observado que el coeficiente de difusión aparente de ciertos colorantes, aumenta con la existencia en el baño de electrolitos, siempre que el colorante permanezca constante.

Como se puede ver en la figura, el coeficiente de difusión primeramente aumenta con la concentración del electrolito hasta llegar al máximo, disminuyendo después el seguir aumentando la concentración del electrolito.

Imagen12

Los electrolitos más empleados son el Sulfato Amonico (SO4Na) y el Cloruro Sodico (CLNa)

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LA DIFUSIÓN

Los coeficientes de difusión aumentan cuando aumenta la temperatura. La causa fundamental es el incremento  de la energía cinética de los colorantes ya que estos se mueven con mayor rapidez, invirtiendo menos tiempo para trasladarse hacia el interior de la madera.

Imagen13

Las curvas de velocidad que generalmente se obtienen a distintas temperaturas son como las de la figura siguiente.

INFLUENCIA DEL SUSTRATO   DE MADERA

La madera es un elemento heterogéneo y anisótropo, el cual tiene una estructura molecular con dificultades para poder ser penetrada por los colorantes.Imagen14

El fenómeno que influye en la estructura de la madera para poder ser tintada en profundidad es el GRADO DE CRISTALINIDAD.

Este grado de cristalinidad está fundamentado por:

  • La orientación de las macromoléculas de los compuestos químicos de la madera
  • La tensión de las mismas
  • La tortuosidad de los microporos
  • El contenido de materia cristalina
  • La distribución y tamaño de los cristalitos

La experiencia práctica nos demuestra que esta influencia está muy relacionada con la densidad de las maderas.

ASPECTOS DE  EQUILIBRIO TINTÓREO

Entender el equilibrio tintóreo es muy importante en el estudio racional de la coloración de la madera en profundidad.  El sistema es heterogéneo al encontrarse en la madera en estado sólido y los colorantes en disolución acuosa con los aditivos químicos correspondientes.

El estado de equilibrio tintóreo queda definido por las siguientes propiedades:

  • Temperatura
  • Presión
  • Tiempo
  • Concentración de colorante
  • Agitación de baño
  • Relación de baño

Es importante indicar que en función del camino seguido en un equilibrio tintóreo, los resultados finales de coloración de la chapa de madera pueden cambiar

EL EQUILIBRIO TINTÓREO

Es necesario determinar cuándo se alcanza el equilibrio tintóreo a fin de evitar errores como consecuencia de falsas apreciaciones. Sucede muchas veces que se tiene la impresión de que se ha llegado a un estado de equilibrio, siendo falso, pues si bien la madera aparenta estar bien teñida, sólo lo está superficialmente, como se puede ver en ésta simulación con cortes transversales de la misma.

Imagen15Es necesario efectuar pruebas de equilibrio en todo proceso tintóreo, debido al diferente comportamiento de los colorantes, incluso dentro de los de una misma gama. Es necesario efectuar pruebas de equilibrio en todo proceso tintóreo, debido al diferente comportamiento de los colorantes, incluso dentro de los de una misma gama.

INFLUENCIA DE LA   AGITACIÓN DEL BAÑO

Se ha comprobado que la velocidad relativa de circulación entre baño y fibra tiene una trascendencia enorme para evaluar la velocidad de tintura de un sistema.

Si bien no se puede regular ello por una ley matemática, se puede dejar afirmado, que cuanto mayor sea aquella,  se necesitarán tiempos menores para llegar al citado equilibrio del sistema.

Las velocidades de agitaciones de los baños de tintura en las pruebas de laboratorio, no coinciden con las de los baños a escala real, por lo que se recomienda encontrar esta diferencia para relacionarse en los colores obtenidos al final de la tintura.

INFLUENCIA DE LA RELACIÓN DE BAÑO Y CONCENTRACIÓN DE COLORANTE

Se denomina relación de baño la cantidad de madera expresada en Kg., partido por la cantidad de agua que se introduce en el autoclave o baño abierto. Esta relación es muy importante a la hora de proceder a la  tintura, dado que si no se lleva esta relación con precisión, puede variar el color final obtenido.

Relación de baño =    Peso de madera e Kg. / Litros de agua

La concentración del colorante se calcula tomando como referencia la cantidad de madera o chapa introducida en el proceso de tintura.

COMPATIBILIDAD DE COLORANTES

En las gráficas de compatibilidad se pueden observar las cinéticas de dos colorantes compatibles y dos incompatibles:

Imagen16                                                                  Colorantes Compatibles              Colorantes Incompatibles

 

MAQUINARIA DE TINTURA PARA MADERA: Autoclaves

Las autoclaves de alta temperatura se componen de los siguientes elementos:

  1. Autoclave de tintura
  2. Depósito de preparación de soluciones
  3. Bomba centrífuga
  4. Válvula de 4 pasos
  5. Recipiente de expansión y de añadida de productos
  6. Intercambiador de calorías
  7. Portamateriales

Imagen17

MAQUINARIA DE TINTURA PARA MADERA: Baño abierto

Estos baños se componen de los siguientes elementos:

  1. Recipiente de baño con tapadera (5000 litros)
  2. Cesta de portachapas de madera
  3. Sistema de calefacción del baño
  4. Bomba centrífuga
  5. Intercambiador de calor

Imagen18

PROCESO DE TINTURA: Autoclave

El proceso de tintura que se ha establecido para la penetración de los colorantes en las fibras de la madera es el siguiente:

CONDICIONES DE TRABAJO

  • Muestra: Madera de Fresno de 1mm de espesor
  • Colorante: Tricomía (Amarillo-Rojo-Azul)
  • pH: Ácido acético al 80%
  • Electrolito: Sulfato sódico anhidro (10g/L)
  • Relación de baño: 1/10
  • Agotamiento: = 30%

PROCESO DE TINTADO EN AUTOCLAVE

  • Se introduce la madera en frío con los colorantes y el ácido acético.
  • Se sube progresivamente la temperatura a 110ºC
  • Se mantiene la temperatura 2 horas
  • Se añade el electrolito (Sulfato Sódico)
  • Se prolonga la tintura por 30 minutos
  • Se baja la temperatura hasta alcanzar de nuevo otro equilibrio termodinámico
  • Se produce al enfriamiento progresivo

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EMPRESA DE TINTURA DE MADERA EN PROFUNDIDAD

A continuación se muestran las instalaciones de una planta de tintado de chapa de madera

 

Imagen21Laboratorio equipado con autoclaves y baños abiertos tamaño de laboratorio

 

Imagen22Instalaciones industriales de autoclaves