विरंजन (BLEACHING ) प्रक्रिया के उद्देश्य, विरंजन के प्रकार(TYPES OF BLEACHING), निरंतर विरंजन रेंज (सीबीआर) के संरचना और कार्य सिद्धांत( CONTINUOUS BLEACHING RANGE)

 विरंजन (ब्लीचिंग ) प्रक्रिया के उद्देश्य:

* विरंजन प्रक्रिया का मुख्य उद्देश्य सूती कपड़े, सूत और रेशों में मौजूद प्राकृतिक रंगों और पिगमेंट को हटाना होता है।

* कपड़े को सफेद किया जाता है ।

* यदि स्कावरिंग किये हुए कपड़े में प्राकृतिक रंग और रंजक होते हैं, तो रंगाई के बाद  कपडे के शेड की चमक, कपास की शोषकता, असमान शेड परिणित होती है।

* अगर कपड़े में प्राकृतिक रंगों और पिगमेंट के निशान हैं तो पेस्टल शेड्स कपड़े पर सही तरह से नहीं दिखाई देते हैं।

विरंजन प्रक्रिया(ब्लीचिंग प्रोसेस):

 ब्लीचिंग प्रोसेस टेक्सटाइल वेट प्रोसेसिंग की अंतिम प्रक्रिया होतीं है।

ब्लीचिंग एजेंटों के साथ सामग्री का उपचार करके कपास में मौजूद प्राकृतिक रंगों को हटाने को की प्रोसेस को  "ब्लीचिंग प्रक्रिया" कहा जाता है,  ब्लीचिंग प्रोसेस के बाद प्राकृतिक रंग और रंगद्रव्य सामग्री से गायब हो जाते हैं।

विरंजन के प्रकार(टाइप्स ऑफ़ ब्लीचिंग):

विरंजन दो प्रकार के होते हैं;

* ऑक्सीकरण प्रक्रिया द्वारा विरंजन

* रिडक्शन प्रक्रिया द्वारा विरंजन

ऑक्सीकरण प्रक्रिया द्वारा विरंजन:

इस प्रकार की विरंजन प्रक्रिया में तीन प्रकार की विरंजन प्रक्रियाएं की जाती हैं।

*हाइपोक्लोराइट ब्लीचिंग*

* हाइड्रोजन पेरोक्साइड विरंजन

*सोडियम क्लोराइट ब्लीचिंग

हाइपोक्लोराइट विरंजन प्रक्रिया:

ब्लीचिंग पाउडर के रूप में जाना जाने वाला कैल्शियम यौगिक विशेष रूप से उपयोग किया जाता था। यह कैल्शियम हाइपोक्लोराइट Ca (OCI)2, और बेसिक कैल्शियम क्लोराइड, CaCl2, Ca (OH) 2.H2O का मिश्रण है। ठोस होने के कारण ब्लीचिंग पाउडर का परिवहन आसान होता है और इसकी शेल्फ लाइफ लंबी होती है लेकिन इसके उपयोग में गैर-ऑक्सीकरण वाले ठोस घटकों को घोलने और हटाने में अत्यधिक और सावधानी वरतने की आवश्यकता होती है।

सोडियम हाइपोक्लोराइट ने अब ब्लीचिंग पाउडर की जगह ले ली है क्योंकि यह संभालने में आसान और  अधिक किफायती होता है।

उपलब्ध क्लोरीन का 15- 18% प्रतिशत आमतौर पर सांद्र हाइपोक्लोराइट घोल में रखा जाता है, लेकिन यह ध्यान दिया जा सकता है कि भंडारण के दौरान सांद्रता धीरे-धीरे गिरती है और उपयोग की जानकारी की जाँच करने की आवश्यकता होती है।

हाइपोक्लोराइट मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं और इसलिए, नीचे दी गई शर्तों के तहत विरंजन करना आवश्यक है:

* पीएच

*तापमान

* समय

उचित पीएच:

* विरंजन प्रक्रिया के दौरान हाइपोक्लोराइट विरंजन को अच्छी तरह से नियंत्रित पीएच की आवश्यकता होती है। हाइपोक्लोराइट की ऑक्सीकरण क्षमता ब्लीचिंग बाथ के पीएच में भिन्नता के साथ बदलती रहती है।

* ऑक्सीकरण घटक 10 से ऊपर पीएच पर हाइपोक्लोराइट आयन (-OCl-) के रूप में मौजूद है।

* हाइपोक्लोराइट आयन की उपस्थिति 5 से 8.5 pH के बीच लगभग शून्य हो जाती है। हाइपोक्लोरस अम्ल में परिवर्तित हो जाता है।

* यह 5 से नीचे पीएच पर क्लोरीन गैस मुक्त करना शुरू कर देता है।

* पूरा हाइपोक्लोरस अम्ल क्लोरीन में बदल जाता है।

* यह सर्वविदित है कि पीएच 5 - 9 के बीच सेल्युलोज के विरंजन या ऑक्सीकरण की दर अधिकतम हो जाती है। विरंजन प्रक्रिया के दौरान हाइपोक्लोरस आयन का अधिकतम उत्पादन पीएच सीमा से ऊपर होता है।

* इसलिए, कपास के सामान को न्यूनतम नुकसान के लिए विरंजन 10-11 के पीएच रेंज पर किया जाता है।

* सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल का pH 11.5 होता है लेकिन विरंजन प्रतिक्रिया के दौरान हाइड्रोक्लोरिक एसिड उत्पन्न होता है। उत्पन्न हाइड्रोक्लोरिक एसिड सलूशन के पीएच से गिराना शुरू कर देता है।

* पीएच को बनाए रखने के लिए हाइपोक्लोराइट घोल को 5-I 0 g/l सोडियम कार्बोनेट के साथ बफर किया जाता है।

तापमान:

* विरंजन की दर भी तापमान पर निर्भर करती है और प्रतिक्रिया तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ती है।

* आम तौर पर कमरे के तापमान पर 5 से 9 ग्राम / लीटर सक्रिय क्लोरीन के साथ लगभग 2-4 घंटे के लिए ब्लीचिंग की जाती है, लेकिन उत्पादन समय को कम करने के लिए इसे 40 डिग्री सेल्सियस पर संसाधित करना काफी किफायती होता  है।

* तांबे और लोहे की धातुओं के संपर्क से बचा जाता है क्योंकि ये सेल्यूलोज की प्रतिक्रियाशील रंगाई पर पानी की गुणवत्ता के उत्प्रेरित प्रभाव डालते हैं।

* ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया माल को कमजोर कर सकती है।

क्लोरीन के अवशेष हटाना:

ब्लीचिंग के बाद अवशिष्ट क्लोरीन के निशान को हटाना आवश्यक होता है अन्यथा यह भंडारण के दौरान कपास के सामान को नुकसान पहुंचा सकता है। यह या तो 5 ग्राम सल्फ्यूरिक या 20 ग्राम/ली हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ या 5 से 10 ग्राम/ लीटर  सोडियम बाइसुलफाइट (NaHSO3) सलूशन के साथ 60 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए उपचार द्वारा किया जाता है। एसिड हाइपोक्लोराइट को वाष्पशील क्लोरीन में बदल देता है जबकि बाइसुलफाइट इसे हानिरहित सोडियम या कैल्शियम क्लोराइड में बदल देता है।

एक वैकल्पिक विधि में, क्षारीय हाइड्रोजन पेरोक्साइड (3cc/I H2O2 + 0.3 g/ NaOH 90°C पर) का उपयोग किया जाता है, जो कि डीक्लोरीनीकरण के अलावा सफेदी की गुणवत्ता और स्थिरता में सुधार करता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ विरंजन:

* हाइड्रोजन परॉक्साइड आज सबसे अधिक ऑक्सीडेटिव ब्लीचिंग एजेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है। इसका उपयोग बैच, अर्ध-निरंतर और निरंतर प्रक्रियाओं के साथ-साथ रंगीन सामानों के विरंजन के लिए और हल्के सूती सामानों के संयुक्त दस्त और विरंजन के लिए किया जाता है।

* हाइपोक्लोराइट ब्लीचिंग की तुलना में पेरोक्साइड ब्लीचिंग में कम मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है।

* पानी की कम मात्रा के उपयोग के कारण हाइपोक्लोराइट ब्लीचिंग की तुलना में एफ्लुएंट ट्रीटमेंट का खर्चा कम हो जाता है।

* पेरोक्साइड ब्लीचिंग में ऑक्सीडेटिव क्षति कम होती है।

* विरंजन उपकरण वही है जो बैच और सतत प्रक्रियाओं दोनों के लिए परिमार्जन के लिए उपयोग किया जाता है।

* हाइड्रोजन परॉक्साइड का वियोजन नियतांक कम होता है और यह एक दुर्बल अम्ल होता है।

* पेरोक्साइड आयन एक क्षारीय घोल में निर्मित होता है, जो सक्रिय विरंजन एजेंट होता है।

* हाइड्रॉक्सिल आयनों की उच्च सांद्रता का विरंजन की दर पर त्वरित प्रभाव पड़ता है।

* एक स्थिरीकरण एजेंट जोड़कर प्रतिक्रिया की दर को आवश्यक रूप से नियंत्रित किया जाता है।

* सोडियम सिलिकेट का उपयोग स्थिरीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है।

* सोडियम सिलिकेट धातु के दूषित पदार्थों से भी सुरक्षा प्रदान करता है।

* मैग्नीशियम के लवण की उपस्थिति में सिलिकेट अधिक प्रभावी होता है और यह एक दुर्लभ मामला प्रदान करता है जहां नरम प्रकार पर कठोर पानी को प्राथमिकता दी जाती है।

* मैग्नीशियम लवण को कभी-कभी गणना की गई सांद्रता के पेरोक्साइड बाथ में जोड़ा जाता है।

* सिलिकेट का एक नुकसान यह है कि यह मशीन के किनारे पर टाइल के किनारों पर कठोर अघुलनशील पदार्थ  जमा करता है, जो कपड़े पर  खरोंच के निशान उत्पन्न कर देता है

रोलर बेड कंटीन्यूअस सिस्टम में वेट ऑन वेट ब्लीचिंग के लिए एक विशिष्ट नुस्खा नीचे दिया गया है:

हाइड्रोजन पेरोक्साइड 35%: (50-60 मिली/ली)

सोडियम सिलिकेट: 10 मिली/ली

ऑर्गेनिक स्टेबलाइजर: 10 ग्राम/ली

सोडियम हाइड्रोक्साइड: 3 ग्राम/ली

गीला एजेंट: 1-2 ग्राम / एल

लिकर पिक-अप: 100%

इम्प्रेग्नेटिंग तापमान: 20-30 डिग्री सेल्सियस

प्रतिक्रिया समय: लगभग 95 डिग्री सेल्सियस पर 1-2 घंटे।

हालांकि, अभिकारकों की सांद्रता और उपचार का समय, अशुद्धियों की मात्रा और आवश्यक सफेदी की गुणवत्ता के अनुसार भिन्न हो सकता है।

सोडियम क्लोराइट से विरंजन:

* सोडियम क्लोराइट (NaClO2) मूल रूप से सिंथेटिक फाइबर के विरंजन के लिए उपयोग किया गया था

* अब सोडियम क्लोराइट का उपयोग कपास के सामानों के लिए ब्लीचिंग एजेंट के रूप में बढ़ रहा है क्योंकि सभी ब्लीचिंग एजेंटों में  यह सेल्युलोज के लिए सबसे कम हानिकारक है।

* इसे कभी-कभी बिना उबाले धूसर सूती सामानों को ब्लीच करने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन प्राप्त अवशोषण केवल सहनीय होता है।

* धूसर विरंजन में कपास की अशुद्धियाँ दूर नहीं होती हैं। कपास की अशुद्धियाँ रंगहीन उत्पादों में ऑक्सीकृत हो जाती हैं

* उपचार के बाद माल के वजन में बहुत कम कमी होती है।

* सोडियम क्लोराइट को आमतौर पर 80% स्ट्रेंथ में क्रिस्टलीय पाउडर के रूप में बेचा जाता है, लेकिन यह तरल अवस्था में भी उपलब्ध है।

*क्लोराइट का जलीय घोल थोड़ा क्षारीय होता है।

* इसका पीएच लगभग 8.5 है।

* हालांकि, ऑक्सीकरण एजेंट को मुक्त करने के लिए इसे 3.5 से 4.5 की सीमा के भीतर पीएच मान के लिए अम्लीकृत किया जाता है।

* वास्तविक ऑक्सीकरण इकाई के बारे में संदेह मौजूद है और विभिन्न कार्यकर्ताओं ने इसे क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO2) क्लोरस एसिड (HClO2) या यहां तक ​​​​कि परमाणु ऑक्सीजन होने का सुझाव दिया है।

* क्लोरीन डाइऑक्साइड गैस जहरीली और विस्फोटक हो जाती है। यह जलीय माध्यम में धातुओं के लिए भी बहुत संक्षारक है।

* इसलिए क्लोराइट विरंजन अक्सर डाई हाउस के एक विशेष कमरे में किया जाता है जो बहुत अच्छी तरह हवादार होता है।

* मशीनें विशेष स्टेनलेस स्टील से निर्मित होती हैं जिनमें मोलिब्डेनम या टाइटेनियम का उच्च अनुपात होता है।

* वैकल्पिक रूप से, पत्थर, PTFE लेपित स्टील या लकड़ी से बने उपकरणों में ब्लीचिंग की जाती है।

* मशीनों के स्टेनलेस स्टील धातु की सुरक्षा के लिए क्लोराइट के बराबर मात्रा में सोडियम नाइट्रेट जोड़ना असामान्य नहीं है जो क्लोराइट के अपघटन को नियंत्रित करता है और धातुओं के क्षरण को रोकता है।

* विरंजन के लिए आवश्यक लगभग 4 ± 0.2 का पीएच बफर के साथ बनाए रखा जाता है या जैसा कि उद्योग के सक्रियकर्ताओं में कहा जाता है, जैसे सोडियम एसीटेट या सोडियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (NaH2PO4) लैटर को आमतौर पर पसंद किया जाता है क्योंकि यह वस्तुओं की सफेदी में सुधार करता है।

* गर्म करने पर एसिड मुक्त करने वाले तटस्थ या थोड़ा अम्लीय रसायनों का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है।

* कार्बनिक एस्टर जैसे एथिल लैक्टेट या टाइट्रेट और उनके अमोनियम लवण भी इस उद्देश्य के लिए उपयुक्त हैं।

विरंजन के लिए सामान्य व्यंजन नीचे दिए गए हैं:

रसायन बैच प्रक्रिया सतत प्रक्रिया

सोडियम क्लोराइट (80%) : 20-25 ग्राम/ली

सोडियम नाइट्रेट: 2-3 ग्राम/ली

सोडियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट: 0.5-1.0 ग्राम/ली

गीला करने वाला एजेंट: 1-2 ग्राम/ली

पीएच समायोजित करने के लिए फॉर्मिक एसिड: 3.8-4.2 6-6.5

तापमान: 85-90 डिग्री सेल्सियस

प्रतिक्रिया समय: 2-4 घंटे

उपचार के बाद, उबलते पानी से धो लें और 0.5- 1% ठंडे सोडियम बाइसल्फेट समाधान के साथ डीक्लोरीनेशन किया जाता है।

रिडक्शन  प्रक्रिया द्वारा विरंजन:

* सल्फाइट्स, बाइसुलफाइट्स और हाइड्रोसल्फाइट्स जैसे अपचायक एजेंटों द्वारा कई रंगीन सामग्री का रंग फीका कर दिया जाता है।

* रंगहीन रूप कभी-कभी पानी में अघुलनशील होता है और शायद रंगीन रूप में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है।

* ये कारण ब्लीचिंग एजेंटों के रूप में कम करने वाले एजेंटों के उपयोग को सीमित करते हैं।

* सोडियम हाइड्रोसल्फाइट (हाइड्रोस) का उपयोग ऊन के विरंजन के लिए किया जाता है लेकिन केवल हाइड्रोजन पेरोक्साइड के संयोजन में।

*सोडियम हाइड्रोसल्फाइट पाउडर के रूप में मिलता है।

* यह पानी में आसानी से नहीं घुलता है और तेजी से विघटित होता है जब तक कि घोल क्षारीय न हो।

* स्थिर सोडियम हाइड्रोसल्फाइट में घोल की स्थिरता में सुधार के लिए पाउडर में क्षार मिलाया जाता है।

* रिडक्शन  करने वाले एजेंटों का उपयोग एंटीक्लोर के रूप में किया जाता है (रसायन जो हाइपोक्लोराइट के बाद फाइबर से क्लोरीन के अंतिम निशान को हटा देते हैं।

* इस क्षेत्र में उनका उपयोग कम हो रहा है, अक्सर पर्यावरणीय आधार पर (गंध, विषाक्तता), हाइड्रोजन पेरोक्साइड के पक्ष में।

सतत विरंजन रेंज या कंटीन्यूअस ब्लीचिंग रेंज (सीबीआर):

निरंतर ब्लीचिंग रेंज में, यह इस मशीन में ही वस्त्रों की पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं जैसे कि डिसाइज़िंग, स्कोअरिंग और ब्लीचिंग को जोड़ती है। यह ऊर्जा की खपत को कम करता है और संचालन की कीमत को कम करता है।

सतत विरंजन रेंज मशीन में शामिल तीन प्रक्रियाएं हैं:

1. डिसाइज़ वॉश (कपड़े से स्टार्च की मात्रा हटाने के लिए)

2. स्कावरिंग (कपड़े में मौजूद अशुद्धियों को दूर करने और अवशोषण में सुधार करने के लिए)

3. ब्लीचिंग: (कपड़े में सफेदी लाने के लिए।)

निरंतर विरंजन रेंज में कपड़ा मार्ग:

निरंतर विरंजन रेंज (सीबीआर) के संरचना और कार्य सिद्धांत:

निरंतर ब्लीचिंग रेंज (सीबीआर) की संरचना और कार्य सिद्धांत नीचे दिए गए हैं:

डीसाइज़्ड फैब्रिक बैच:

विरंजन प्रक्रिया के लिए सीबीआर को में फीड किये जाने बाले कपडे को बैच रोलर पैर लपेटा जाता है।

इनलेट जे-स्क्रै:

यह इकाई फैब्रिक फीडिंग को नियंत्रित करती है। यह प्रक्रिया को कुशल और निरंतर बनाने में मदद करता है। फीडिंग साइड में कपड़े को बैच परिवर्तन के दौरान जे-स्क्रै में एकत्र किया जाता है। जे-स्क्रै बैच परिवर्तन के दौरान मशीन के रुकने से बचाता है। इसमें टेंशन रोलर, प्रेशर रोलर और कम्पनसेटर  होते हैं। टेंशन रोल आवश्यक फीडिंग टेंशन प्रदान करने में मदद करता है। जब फीडिंग टेंशन काम या ज्यादा  हो जाता है तो  कम्पनसेटर कपड़े के तनाव की भरपाई करता है। क्रीज के बिना फैब्रिक फीडिंग इनलेट जे-डरावनी इकाई द्वारा सुनिश्चित की जाती है।

भाप और गर्म पानी इंजेक्शन यूनिट:

साइज्ड  कपड़े में स्टार्च और अन्य रसायनों के अवशेष होते हैं। विरंजन प्रक्रिया से पहले इन रासायनिक अवशेषों को हटाने की आवश्यकता होती है। कपड़ा पहले प्री-वॉशिंग कम्पार्टमेंट  में प्रवेश करता है। इस कम्पार्टमेंट में कपड़े में भाप और गर्म पानी डाला जाता है।

प्री-वॉशिंग कम्पार्टमेंट:

अब, कपड़ा दूसरे प्री-वॉशिंग कम्पार्टमेंट में प्रवेश करता है। गर्म पानी का उपयोग करके स्टार्च और अन्य अशुद्धियों को साइज्ड  कपड़े से धोया जाता है।

विरंजन रासायनिक ट्रफ: 

इसके बाद, धुला हुआ कपड़ा ब्लीचिंग रासायनिक ट्रफ  में प्रवेश करता है। रेसिपीज  के अनुसार विभिन्न रसायनों के मिश्रण का घोल इस कुंड में भरा जाता है। इस कुंड में ब्लीचिंग केमिकल से कपड़े की पैडिंग की जाती है। यह इकाई ब्लीचिंग रसायनों के साथ कपड़े को समान रूप से पैड करने में मदद करती है।

केमिकल डोज़िंग प्रणाली:

इस मशीन में कम्प्यूटराइज्ड केमिकल डोजिंग सिस्टम लगाया जाता है। प्रत्येक रसायन की डोज़िंग  की दर को रेसिपीज , कपड़े की गुणवत्ता और मशीन के अनुसार क्रमादेशित किया जाता है। यह प्रत्येक रसायन को विरंजन रासायनिक ट्रफ में भेजता है। इस प्रणाली द्वारा रासायनिक सोलुशन स्तर को नियमित रूप से बनाए रखा जाता है।

स्टीमर:

स्टीमर का मुख्य उद्देश्य उच्च तापमान (95 डिग्री सेल्सियस) पर ब्लीचिंग रसायनों के साथ कपड़े को प्रतिक्रिया समय देना है। स्टीमर हाउस एक ठोस स्टेनलेस स्टील फ्रेम के साथ लगाया गया है। इसकी छत इंसुलेटेड की जाती है और यह  तापमान के अनावश्यक नुकसान को रोकती है। संघनित जल संघनन जल निकासी और एकत्रित पाइप के माध्यम से स्टीमर से बाहर आता है। रखरखाव और सफाई के लिए स्टीमर कम्पार्टमेंट  में एक टिका हुआ खिड़की प्रदान किया जाता है। स्टीमिंग चैंबर के अंदर हलोजन लैंप लगे होते हैं। ये लैंप सफाई और रखरखाव के दौरान पर्याप्त रोशनी प्रदान करते हैं।

पोस्ट वाशिंग एंड न्यूट्रलाज़िंग कम्पार्टमेंट:

जब कपड़ा स्टीमर से बाहर आता है, तो यह प्री-वाशिंग कक्ष में प्रवेश करता है। इस कक्ष में इसे गर्म पानी से धोया जाता है। यहां कपड़े में मौजूद ब्लीचिंग केमिकल्स को धोया जाता है। अब, कपड़ा न्यूट्रलाइजिंग चैंबर में प्रवेश करता है। इस क्षेत्र में हल्के एसिटिक एसिड के साथ कपड़ा न्युट्रलाइज़ हो जाता है। इस क्षेत्र में न्यूट्रलाइज्ड कपड़े को सामान्य पानी से फिर से धोया जाता है। अंत में, कपड़े को रिन्ज़िंग  कम्पार्टमेंट में अशुद्धियों को धोने के लिए भेजा  जाता है।

ड्राइंग रेंज:

इस इकाई में धुले हुए कपड़े को निचोड़ा और सुखाया जाता है। टेफ्लॉन कोटेड स्टीम सिलेंडर और स्टेनलेस स्टील के सिलेंडर लोहे के फ्रेम पर लंबवत रूप से लगे होते हैं। सिलिंडर के अंदर संतृप्त भाप की आपूर्ति की जाती है। भाप के सिलिंडर की गर्म सतह से कपड़ा सूख जाता है।

आउटलेट यूनिट:

आउटलेट यूनिट का मुख्य उद्देश्य मशीन के रुकने से बचने के लिए बैच परिवर्तन के दौरान कपड़े को इकट्ठा करना और बिना किसी क्रीज के कपड़े का एक सही बैच तैयार करना है।