Kurutma

Kurutma

Kurutma tekstil terbiyesi temel işlemlerinden birisi ve sonuncusudur. Esas olarak fazla suyun kumaştan mekanik veya ısı enerjisi ile uzaklaştırılması işlemidir. Yaş işleme tabi tutulmuş veya yıkanmış bir tekstil mamülü, banyodan hiç sıkmadan çıkarıldığında üzerinde ağırlığının %150-500’ü kadar fazla bulunmaktadır. Bu fazla su mamülün değişik bölgelerinde bulunmaktadır. Yaş bir tekstil mamülü üzerindeki suyun hepsi aynı durumda bulunmayıp, bulunduğu yere ve tekstil mamülüyle arasındaki bağ durumuna göre farklılıklar gösterir[2]. Bunlar;

Damlayan Su
Liflere hiçbir şekilde bağlı olmayan suyun bu kısmı, kendi ağırlığının(yer çekiminin) etkisiyle aşağıya doğru akar ve kumaşın alt kısmından damlar. Bu şekildeki suyun mekaniksel etkilerle(ön kurutmayla) uzaklaştırılması oldukça kolaydır.
Yüzey Suyu
İpliklerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle baplı olan bu su kısmının uzaklaştırılması için, daha yoğun mekaniksel kuvvetlere gerek duyulur. Fakata bu suyun tamamı da ön kurutma ile uzaklaştırılabilir.

Kapilar Suyu
İpliklerin içerisinde lifler arasındaki kapilarda(kılcal boşluklarda) bulunan ve liflerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle bağlı olan bu suyun, ön kurutma sonucu, ön kurutmanın etkinlik derecesine bağlı olara, az veya çok bir kısmı uzaklaştırılabilmektedir.

Şişme Suyu:
Liflerin içerisinde miseller arasında bulunan bu su kısmı, lif kesitlerinin şişmesine yol açmaktadır. Lif moleküllerine dipol kuvvetleriyle bağlı olan bu su kısmının mekaniksel kuvvetlerle uzaklaştırılması mümkün değildir. Şişme suyu liflerden ancak ısı enerjisi yardımıyla uzaklaştırılabilir.

Kristal Suyu(doğal nem)
Şişme suyu gibi liflerin içerisinde miseller arasında bulunan bu su, normal kuru bir tekstil mamülünde bulunması gereken nemdir. Bu nedenle iyi bir kurutmanın sonunda, bu su kısmının liflerde kalması gerekmektedir[2].
Kurutmalar sırasında suyun ısı enerjisi yardımıyla uzaklaştırılması, mekaniksel kuvvetlerle uzaklaştırmaya nazaran çok daha pahalıya mal olmaktadır. Liflerin doğal nemi, hiçbir şekilde uzaklaştırılmamalıdır. Doğal nemin uzaklaştırılması, kurutmanın başına nazaran çok daha yavaş bir şekilde meydana geldiğinden, kurutucu verimi düşer. Dolayısıyla kurutma maliyetinin artmasına sebep olur. Bu arada doğal nemi uzaklaştırılan kumaşın tutumu sertleşmekte ve yün gibi bazı lifler doğal nemleri bir defa uzaklaştırıldı mı, ileride havadan bir daha aynı miktarda nem almamaktadır. Kısacası “aşırı kurutma yapmak daha fazla para harcayarak kumaşın kalitesinin bozmak” demektir.

Tekstil mamüllerinin kurutulması sırasındaki en önemli nokta, suyun ısı enerjisi ile uzaklaştırılmasının mekanik kuvvetler yardımıyla uzaklaştırmaya nazaran çok daha pahalı olduğudur. İyi bir kurutmanın iki kuralı vardır:
- Suyun mümkün olan kısmı (damlayan su ve yüzey suyunun tamamı, kapilar suyunun mümkün derece büyük kısmı) mekaniksel kuvvetlerle uzaklaştırılmalıdır.
- Liflerin doğal nemi (kristal suyu) hiçbir şekilde uzaklaştırılmamalıdır.
Suyun uzaklaştırılması ön kurutma ve esas kurutma olmak üzere iki adımda yapılır.

Kurutma işlemi, mekanik ve ısı enerjisi kullanılarak yapılış şekillerine göre; ön kurutma ve asıl kurutma olarak iki ana kısımda incelenebilir[kaynak çoban].

2.3.1. ÖN KURUTMA

Ön kurutma fiziksel ve mekaniksel yöntemlerle yapıldığı için ısı enerjisi ile yapılan kurutmaya göre son derece hızlı ve ucuz bir kurutmadır. Ancak adı kurutma olmakla birlikte, bu yönemlerle kumaşın tam anlamı ile kuruması söz konusu değildir. Sadece uygulanılan yöntemin etkisi, lifin, dokunun cinsine göre belli miktarda ve ancak kolay uzaklaşabilen bir miktar suyun kumaştan uzaklaştırılmasını sağlamaktadır. Ön kurutmanın etkili ve düzgün yapılmasının en önemli avantajlarından birisi de, yalnızca ön kurutma yaparak ve yaştan-yaşa aplikasyon yöntemleri ile çalışarak, her seferinde ısı enerjisi ile yapılan pahalı bir kurutmanın saf dışı bırakılmasıdır. Tekstil mamüllerinden suyun ön kurutma yöntemleriyle uzaklaştırılması dört şekilde yapılabilir. Aşağıda bu yöntemler kısaca anlatılmıştır.
Ön Kurutma Yöntemleri:
a. Sıkma
b. Santrifüjleme
c. Emme Ve Püskürtme
d. Kılcal Emme

2.3.1.1.Sıkma

Suyu uzaklaştırılacak mamülü belirli bir basınç altında bulunan merdaneler arasından geçirmek esasına dayanır. Kesintisiz çalışabilen en kolay ve en ucuz ön kurutma yöntemidir.
Halat halindeki kumaşların sıkılması, hem kırık tehlikesinin yüksek olması hem aşırı sıkma etkisinin düzgünsüz olması nedeniyle çok yaygın değildir. Enine açık kumaşların sıkılmasında(ön kurutmasında) kullanılan cihazlara “su kalandır” da denilmektedir. Fulardlarda kavislenme olayı nedeniyle, kenarların ortaya nazaran daha fazla sıkılması problemi burada da söz konusudur[2].
Merdanelerin yüzeyinin sertliği arttıkça, merdanelerin çapı küçüldükçe ve merdaneler arasındaki sıkma bacıncı arttıkça, ön kurutma etkisi artmaktadır. Kumaşta kalan su miktarı azalmaktadır. Ancak bu artış da bir sınır olup, çok yüksek sıkma basınçlarıyla çalışıldığında kumaşta kalan su miktarı azalmazken, kumaşın ezilmesi artmaktadır.
Genellikle halat halinde çalışılan yuvarlak örgü kumaşların sıkılması amacıyla 1980’li yıllarda balon sıkma makinaları geliştirilmiştir. Bunlarda sıkma merdaneleri arasına gelmeden önce hortumun içerisine hava basılarak balon gibi şişmesi ve böylece kumaşın merdaneler arasına hiç kırışıksız durumda girmesi sağlanmaktadır.

2.3.1.2.Santrifüjleme

Santrifüjlerde suyun uzaklaştırılması merkezkaç kuvvetinin etkisiyle sağlanmakta olup, delikli santrifüj sepetinin çevresel hızının karesiyle doğru orantılı olarak değişmektedir. Terbiye dairelerinde kullanılan santrifüjlerin devir sayısı genellikle 500-1500 dev/dk’dır.
Santrifüjlerin iyi bir ön kurutma avantajına karşılık, kırık tehlikesi ve kesintili çalışma gibi dezavantajları vardır. Santrifüjlemede çalışırken en çok dikkat edilmesi gereken malın santrifüj sepetine düzgün bir şekilde yerleştirilmesidir. Yuvarlak örgü kumaşların ön kurutmasında balon sıkmanın yaygınlaşmasıyla önemi azalan santrifüjleme; elyaf, çile iplik ve dikilmiş parçaların ön kurutmasında tek etkili yöntemdir. Bobinlerin ön kurutması için geliştirilmiş özel santrifüj konstriksiyonları da vardır[7]. Çeşitli tiplerdeki tüp ve açık en kumaşları sıkmak için son derece uygundur. Kumaş makina içerisine çift tarafa dönebilen bir vinç vasıtasıyla yüklenir ve boşaltılır.

2.3.1.3.Emme Ve Püskürtme

Emme makinaları özellikle, kırık meydana gelme tehlikesi fazla ve bastırmaya karşı hassas olan kumaşların ön kurutmalarında kullanılmaktadır. Bunlarda enine açık durumdaki kumaş, bir veya birkaç tane emme yarığının üzerinden geçirilmektedir. Vakum pompaları yardımıyla bu yarıklardan 500-600 lt/dk’ ya kadar çıkabilen miktarlarda hava emilmektedir. Kumaş içerisinden emilen bu hava, beraberinde kumaştaki suyun bir kısmını da alıp götürmektedir[2].

2.3.1.4.Kılcal Emme

Sıkmalarda normal lastik kaplı veya çelik merdaneler yerine üzeri binderlerle yapıştırılmış, hidrofil elyafla kaplı özel merdaneler kullanıldığında, hidrofil liflerin emiciliği nedeniyle kumaşta kalan su miktarı %10-25 kadar daha düşük olmaktadır.
Sıkma-emme tekniğinde emdirilmiş ve sıkılmış kumaş, kuru kumaşla birlikte bir sıkmadan daha geçirilmektedir. Bu esnada yaş kumaştaki flottenin bir kısmı, kuru kumaş tarafından emildiğinden yaş kumaşta kalan flotte(su) miktarı azalmış olmaktadır[7].

2.3.2. ESAS KURUTMA:

Tekstil mamülleri en ılıman ve tehlikesiz bir şekilde oda sıcaklığında bekletilerek kurutulabilir. Fakat böyle bir kurutma çok uzun sürdüğünden işletmelerde kurutma daha yüksek temperatürlerde yapılmaktadır. Burada kurutma ısı transferi yardımıyla gerçekleşmektedir.
Mekaniksel etkilerle sağlana ön kurutmadan ayırt edebilmek için ısı enerjisi ile yapılan kurutmalara esas kurutma denir. Terbiye dairesinde en fazla enerji tüketilen işlemlerden birisi de, bu esas kurutmalar ile benzeri makinalarda yapılan termofiksaj, kondenzasyon ve termozelleme işlemleridir.

Isı enerjisi ile yapılan kurutmalarda da 4 ana prensip uygulanmaktadır[2]:
1. Sıcak hava ile temas; Konveksiyon Kurutma
2. Sıcak metal yüzeyler ile temas; Kontakt Kurutma
3. Isının elektromagnetik dalgalar ile materyali etkilemesi; Radyasyonlu Kurutma - Yüksek Frekanslı Kurutma
4. Kızıl ötesi kurutma; IR Enfrarüj

Esas kurutma sonrasında tekstil malzemesinde kalması gereken nem miktarı higroskobik nem miktarıdır. Bu miktarın altına düşülmesi tekstil materyalinin tutumunu bozar ve gereksiz yere enerji harcanır. Higroskobik nem, materyalin doğasında bulunan ve liflerin içerisinde miseller arasında kalan nemdir. Bu nemin tekstil mamülünden uzaklaştırılması halinde, tekrar aynı miktarda geri alınması mümkün değildir[2].
Kurutma işleminde oluşabilecek hatalar şunlardır[7]:
- Cihazın kirli olması, materyali kirletmesi.
- Kurutma farklılıkları nedeniyle boyarmadde migrasyon oluşması.
- Kumaşın düzgün geçirilmemesi durumunda eğrilik oluşması.
- Liflerin cinsine göre kurutma sıcaklığının uygun ısıda ayarlanmaması sonucunda malzemede sararma olması.
- Aşırı kurutma sonrası, liflerden higroskobik nemin uzaklaştırılarak mamül tutumunun bozulması.
Tekstil materyalinde istenilen kaliteye erişilebilmesi için kurutmanın önemi çok büyüktür. Rejenere selüloz elyaf ve tabi bitkisel elyaflar tekrar eden kurutmalar sonucunda şişme yeteneklerini kaybederler. Aşırı kurutma; hem elyafa zarar vermekte hem de enerji kaybına neden olmaktadır.
Boyamaya girecek kumaşların ön kurutması yapılacaksa; yüksek sıcaklıktan kaçınılmalıdır. Çünkü bu düzgün boyamayı ve boyama verimini kötü yönde etkiler. Aşağıda esas kurutma yöntemleri genel olarak incelenmiştir.

2.3.2.1.Konveksiyon Kurutma, Sıcak Havayla Kurutma

Bu kurutma yönteminde; tekstil mamülü, yalnızca ısıtılmış hava veya kurutma gazı ile temas eder, kurutucu yüzeye temas yoktur. Bu yöntemle kurutmada, genelde ısıtılmış hava kullanılır.tekstil mamülü bu ısıtılmış hava ile temas halindedir. Temas sırasında gazdan (ısıtılmış havadan) tekstil mamülüne ısı transferi tekstil mamülünden de gaza su buharı transferi gerçekleşir. Mamül sıcaklığı daha düşük olduğu için, havadan mamüle doğru orantılı olarak bir ısı transferi oluşur. Havadan mamüle geçen ısının etkisiyle, mamül üzerindeki su buharlaşır. Su buharı havaya geçer[2].
Sıcak hava kullanımının iki nedeni vardır:
1- Isı transferi için gazın daha sıcak olması gerekir.
2- Havanın yoğuşmadan, sis haline geçmeden, buhar olarak içerebileceği bir su miktarı vardır. Bu, sıcaklıkla ilgilidir. Düşük sıcaklıkta bu miktar çok azdır.
Konveksiyon kurutma, bugün tekstilde en fazla kullanılan kurutma yöntemidir. Günümüzde kullanılan makinaların bir çoğu bu prensiple çalışır. Bunun başlıca nedenleri;
- Kumaşın kirlenme tehlikesinin az olması,
- Gerilimin kontrol altında tutulmasının kolay olması,
- Tüm kumaş çeşitleri için uygun olması.
Konveksiyon prensibine göre çalışmada hanın ısıtılması[2];
- Basınçlı buharla,
- Kızgın yağ ile,
- İndrekt fuel-oil ile,
- Direkt fuel-oil ile sağlanır.
Bunlardan ilk üçünde, hava indrekt olarak ısıtılır. Direkt fuel-oil ısıtmasında ise, kumaş doğrudan yanma gazları ile ısıtılır. Direkt fuel-oil ısıtması, ısı iletimi gerektirmediği için, en ekonomik ve yüksek verimli olmasına rağmen, kirlenme tehlikesi, yanma gazlarının korozyona neden olması, temperatürün sabit tutulamaması gibi sakıncaları nedeniyle tercih edilmez.
Bu tür kurutucuların verimi oldukça yüksektir. Kapalı sistemin iyi izolasyonu ve yeterli hava sirkülasyonu sayesinde verim daha da arttırılabilir. Konveksiyon prensibine göre çalışan makinalar şunlarıdır[2]:
- Ramöz, gergefli kurutucu,
- Hot-flue,
- Tumbler,
- Emme tamburlu kurutucu,
- Askılı kurutucu,
- Basınçlı kurutucu,
- Taşıma bandlı, hava yastıklı gerilimsiz kurutucu,
- Çile kurutucu ve parça kurutuculardır.

2.3.2.3.Yüksek Frekanslı(Radyasyonlu) Kurutma

Yüksek frekanslı kurutma, yüksek frekanslı alternatif akıma bağlı iki tane kondensatör levhası arasında, tekstil mamülü üzerindeki su moleküllerinin dipol oluşturmaları esasına dayanır. Dipol oluşturan su molekülleri kondensatör levhalarının + ve – yüklerinin devamlı değişmesi su moleküllerine devamlı bir hareket getirmekte ve işlemin saniyede milyonlarca kez değişmesi nedeniyle, sürtünme sonucu açığa çıkan ısı ile su buharlaşmaktadır.
Bu prensibin en büyük avantajı; paket şeklindeki bobin, tops gibi tekstil materyallerinin ve elyaf içine nüfuz etmiş bir kurutmanın zor olduğu suların uzaklaştırılmasında ekonomik ve hızlı bir kurutma sağlamasıdır.
Bu yönteme göre çalışan kurutma makinaları, kendi adını taşıyan yüksek frekanslı kurutuculardır[7].

2.3.2.4.IR(Kızılötesi) Kurutma

Kızılötesi ışınlar insan gözünün göremediği ışınlardır. İnsan gözü 400-750 nm dalga boyuna sahip ışınları görebilir. IR kurutucularda 900 nm’ den daha uzun dalga boyuna sahip ışınlardan yararlanılır. Bu ışınların tekstil mamülü tarafından absorbsiyonu sırasında renk değil ısı transferi gerçekleşir.
IR kurutucularda tekstil mamülünün sıcaklığı 1200 C’ ye kadar çıkabildiğinden daha çok kurutma şeklinde kullanılırlar. IR kurutucu içinden mamül hiçbir yere değmeden geçtiği için, boyamaların ön kurutmasında kumaş kirlenmeden migrasyon tehlikesinden kurtulmuş olunur[7].

2.3.2.2.Kontakt Kurutma, Direkt Kurutma

Yaş tekstil materyalinin, ısıtılmış bir yüzeye direkt olarak değdirilerek ısı transferinin sağlanması ve suyun buharlaştırılarak uzaklaştırılarak buharlaştırılması esasına dayanır. En tipik örneği, silindirli kurutuculardır[2].
Kontakt kurutma ;
- Tekstil mamülünün eğilmesi ve yüzeyin parçalanması,
- Direkt temas nedeniyle kumaşın sertleşmesi,
- Temperatürün üniform olmaması,
- Yünlü ve sentetiklerde uygun olmaması nedeniyle, özellikle ön terbiye sonrası, pamuklu malların kurutulmasında yaygındır[7].
Bu yönteme göre çalışan makinalar[2];
- Silindirli kurutucular,
- Keçeli kalandırlardır.