TRABAJOS
DE
INVESTIGACION
Op imización e in luencia de las a iables en
el blanqueo de
la
lana con oxidan es
y
educ-
o es po el mé odo de ula dado- apo izado
po los D es.
J.
Cega a
y
J.
Gacén
Ins i u o de In es igación Tex il, Escuela Técnica Supe io de Ingenie os Indus iales Ta osa (España]
1.
In oducción
El p esen e es udio es una con inuación de las in es igaciones e ec uadas po
los au o es en el campo del blanqueo de la lana po el mé odo de ula dado- apo-
izado
(l), (2),
(3).
Los aspec os que se han p e endido analiza han sido:
1.
De e mina una ecuación que elacione las ca ac e ís icas de la ib a
blanqueada con las a iables del p oceso, pa a halla las condiciones óp imas de
és e, o sea, ob ene el mejo g ado de blanco con la mínima deg adación de la
ib a.
2.
Qué posibilidades exis en de blanquea la lana po es e mé odo, emplean-
do pe óxido de hid ógeno en medio alcalino o ácido
y
bisul i o sódico, a empe-
a u as supe io es a
100°
C,
a in de ob ene un mejo e ec o de blanqueo.
2. Plani icación de las expe iencias
y
ecuaciones de espues a
Pa a pode ob ene los alo es necesa ios que pe mi iesen el es udio del p o-
blema, se han plani icado las expe iencias de acue do con la codi icación exis en e
pa a es ablece un plan cen al compues o de ipo o a ional
(4).
Los a iables
y
los ni eles del plan apa ecen en las ablas
1
y
11.
TABLA
1
Blanqueo con pe óxido de hid ógeno
Va iables Ni eles
-1.682 .-1
O
+1 +1.682
Tempe a u a (OC)
(X,)
102 104 107 110 112
Concen ación de pe-
óxido de hid ógeno
(Vol
011) (X,2) 5,5 6,5 8 9,5 105
Tiempo de
apo izado
(min.)
(X,)
6
7
8,5 10
11
TABLA
11
Blanqueo
con
bisul i o sódico
-
Va iables Ni eles
-2
-1
o
1 2
Tempe a u a (OC) (X,)
104 107 110 113
116
Concen ación (g/l) (X2)
10 20
30
40
50
PI-~[
(xs)
4,s
5
5,5 6 6,s
Tiempo de apo izado (min.) (X4)
4
6,5
9
11,5 14
Las combinaciones de las a iables o alizan ein e expe iencias po cada
blanco oxidan e y ein a y una pa a el blanqueo educ o .
La ecuación de espues a ha sido ep esen ada bajo la o ma de un polinomio
de segundo g ado, con es a iables pa a el blanqueo oxidan e y cua o pa a el
educ o . El cálculo de la ecuación de espues a, el análisis es adís ico y el ajus e
de la ecuación de espues a a los alo es expe imen ales se e ec uó con un com-
pu ado UNIVAC
1107,
según el p og ama
BMDO
3R
(5) pa a las eg esiones li-
neales múl iples. La de e minación del alo óp imo, se e ec uó po el mé odo de
de i adas pa ciales (6).
Las ecuaciones de espues a nos han pe mi ido es udia la in luencia de las
a iables del p oceso, a iables independien es, sob e las ca ac e ís icas de la ib a
blanqueada. Como ca ac e ís icas es udiadas enemos:
Blanqueo oxidan e:
G ado de blanco
m),
Indice de ama illo (Y.I.), Solubili-
dad alcalina (A.S.), Cis ina- cis eína (Cys), Acido cis eínico (A. Cys.), Resis-
encia S elome e (R).
Blanqueo educ o :
G ado de blanco
(W),
Indice de ama illo (Y.I.), Cis eína
(Cs), Resis encia S elome e
(R).
3.
Expe imen al
Se empleó peinado de lana me ina española de
21
p,
p e iamen e la ada.
Las
ca ac e ís icas ue on:
-2-
TABLA
111
Pa ime os de lana no a ada
...........
Solubilidad alcalina (yo) 13,6
..........
Solubilidad u ea-bisul i o (yo) 25,7
.........
Con enido de cis ina-cis eína
(0/,)
11,5
...........
Con enido de cis eína (yo) 0.13
..........
Con enido de ácido cis eico 0,22
............
G ado de blanco (yo)
48,1
...........
Indice de ama illo (yo) 51
........
Resis encia S elome e en seco (g/ ex) 11,21
......
Resis enciaS elome e enhúmedo
(gl ex).
8,86
Como agen e oxidan e se empleó pe óxido de hid ógeno; en el blanqueo en
medio alcalino se usó el Es abilizado C como egulado del pH y Mojan e RPD
como humec an e, mien as que en medio ácido se empleó Lu ib ol
W
y Nekanil
LN pa a ines simila es.
En el blanqueo educ o se empleó bisul i o sódico R.A. y Mojan e RPD, ajus-
ándose el pH con hid óxido sódico y ácido sul ú ico.
La imp egnación y escu ido de la ma e ia se e ec uó en un ula d
y
el apo-
izado se lle ó a é mino en un disposi i o que cons a de una cáma a de apo i-
zado de ace o inoxidable pa a dispone la ma e ia; en cuyo ondo lle a los e -
mopa es que pe mi en e ec ua una ano ación cada 5 segundos; las pa edes de
la cáma a son aguje eadas pa a pe mi i el paso del apo y an-p o islas de
disposi i os de admisión del apo y salida del condensado. El conjun o de apo-
izado iene una en ol en e pa a se aislado é micamen e del ex e io .
La ma e ia empaque ada se some ió a la acción del apo du an e el iempo
y
a
la empe a u a co espondien es a cada expe iencia. Pos e io men e se la ó,
neu alizó y secó a empe a u a ambien e.
Las de e minaciones de las di e en es ca ac e ís icas de la lana blanqueada
según hemos indicado, ue on e ec uadas con a eglo a los mé odos es ablecidos
en abajos p e ios (l), (2),
(3).
4.
Resul ados
Los esul ados de es os ensayos se mues an en las ablas IV. V y VI.
Al compa a los esul ados de las ablas IV y V, puede ap ecia se que el e ec-
o de blanqueo conseguido al ope a con agua oxigenada en medio ácido. es in e-
io al log ado en medio alcalino, p oduciéndose en la lana g ados de al e ación
simila es; po ello se deses imó el sis ema en medio ácido y no se discu i á pos e-
io men e.
5.
Ecuación de espues a
y
análisis es adís ico
El plan eamien o y esolución de una eg esión múl iple lineal, con el com-
pu ado UNIVAC 1107, ha dado los siguien es esul ados:
TABLA
Ia
Blanqueo con pe óxido de hid ógeno
(medio
alculino)
Pe dxido de 'I'e npe Solubil~dad alcalina Re~i~ encia en
Ensayo Tlempo hid dgeno alu a
W
Y.
1
(Oí0)
C s ina- k eina
("1.j
Acido cisleico
(O!,)
húmedo
n.O
m n. (~01.011)
("C)
Expe . Ajus . Expe . Ajus Expe .
Aius .
Expe Ajus . Expe . Ajus . Expe . Ajus .
--
-
--
--
1 7 6,s 104 35,06 34,67 28,52 27,86 40,5 40,5 10,07 10,lO 2,76 2,70 7,90 7,63
2 10 6,s 104 35,11 34,49 29,29 28,86 41,3 40,4 9,62 9,74 3,03 3,13 7,26 7,41
3 7 9,5 104 33,08 32,49 28,25 27,57 44 46,9 9,44 934 3,04 3,02 7,60 737
4 10 9,5 104 35,07 34,43 32,29 31,lO 57,8 58,3 9,13 9,04 3,69 3,56 635 6,88
5 7 6,5 110 35,62 35,77 31,41 31,83 40,3 39,2 9,76 9,88 3,lO 299 7,94 7,84
6 10 6,5 110 37,18 37,42 34,37 34,43 57,7 54,l 9,52 9,44 3,75 3,56 6,66 6,62
I
7 7 9,5 110 34,76 34,85 30,62 30,23 48,s 48,3 9,23 9,15 4 3,66 7,92 7,70
8 10 9,s 110 38,61 38,61 35,35 35,37 65,6 65,3 8,58 8,58 4,5 4,34 5,80 6,OO
1
9 6 8 107 32,37 32,61 26,94 27,39 40,2 37,9 9,88 9,79 2,86 3,07 7,96 8,16
10 11 8 107 35,19 35,60 31,91 32,50 57,4 59,7 8,96 9,OO 3,89 4,OO 6,92 6,56
11 8,s 5,5 107 35,76 35,91 30,47 30,48 34,l 37,7 10,07 9,96 2,47 2,51 7,66 7,65
12 8,s 10,5 107 34,62 35,09 30,03 31,02 61 59,l 8,7 8,76 3,15 3,43 7,22 7,08
13 8,s 8 102 32,96 34,16 26,93 28,45 38,3 40,6 9,93 9,84 3,21 3,17 7,lO 7,03
,
14 8,s 8 112 39,O 38,56 35,65 35,32 46,4 53,O 9,23 9,27 3,69 4,06 6,54 6,48
15 8,s 8 107 36,76 35,11 30,85 30,30 46,2 46,s 9,24 9,48 3,69 3,45 7,14 6,57
16 8,s 8 107 34,9 35,ll 29,27 30.,30 42,9 46,s 9,33 9,48 3,34 3,45 6,44 6,57
17 8,s 8 107 34,34 35,ll 30.,18 30,30 45,l 46,5 9,52 9,48 3,25 3,45 6,80 6,57
18 8,s 8 107 35,15 35,ll 31,24 30,30 51,3 46,5 9,7 9,48 3,42 3,45 6,80 6,57
19 8,s 8 107 34,61 35,ll 29,9 30,30 48,4 46,s 9,63 9,48 3,41 3,45 6,36 6,57
20 8,s 8 107 35,17 35,ll 30,78 30,30 53,7 46,s 9,45 9,48 3,67 3,45 6,14 6,57
TABLA
V
Rlanq eo con pe óxido de hid ógeno (medio ácido)
Pe oxldo de Solubil dad alcal na Acido c s eico
Ensayo Tlempo hid dqeno Tempe a u a
W
Y.
I
Cis ina-Cis eina
("I.)
(*lo)
n.O min. (Vol.
O/lj
(OC) Expe . Ajus . Expe . Ajus . Expe . Ajus . Expe . Ajs s . Expe . Ajus .
-
-
1
7 6,s 1
04
40,5 40,5 34,3 35,O 30,4 28,4 9,70 9,87 2,6'6 2,53
2 10 65 104 40,4 40,3 34,7 34,9 39,6 41,8 937 937 2,92 2,87
3 7 9s 104 39,3 39,l 34,9 34,4 47,O 51,l 9,25 9,30 2,84 3 ,O2
4 10 9s 104 40,6 40,7 35,8 35,l 59,4 55,6 8,85 8,87 3,62 3,36
5 7 65 110 41,4 40,9 35,8 35,7 35,8 3'9,8 9,61 9,68 2,82 2,96
6 10 6,s 110 42,l 42 36,5 373 64,2 60,3 9,37 9,38 3,46 3,18
7 7 9s 110 40,2 39,9 36,4 36,4 59,3 57,3 8,78 8,87 3,49 3,43
I
i
8
1
O
93 110 43 ,O 42,7 39,2 39 66,6 68,9 8,56 8,44 339 3,63
1
9 6 8 107 39,3 39,7 34,4 343 42,6 40,3 9,97 9,78 2,67 2,53
10 11 8 10'7 41,9 41,9 37,l 36,5 59,2 61,l 9,09 9,17 2,72 2,99
11 8,s 53 107 41,O 41,3 36,7 35,7 41,2 41,l 9,87 9,76 2,86 2,99
12 8,s 10,5 107 40,6 40 36,O 36,4 67,s 67,2 8,49 8,50 3,78 3,78
13 83 8 102 39,2 39,2 34,l 34,O 35,l 34,9 939 9,46 2,78 2,89
14 8,s 8 112 40,6 41,2 37,9 37,8 55,5 553 8,98 8,95 3,43 3,48
15 8,s 8 107 39,7 3'93 35.2 33,6 46,s 45,l 937 937 3 ,O2 2,96
16 8,s 8 107 41,2 393 34,l 33.6 43,8 45,l 9,61 9,57 3,Ol 2,96
17 8,s 8 107 38.9 393 33.0 33,6 41,6 45,l 9,26 937 2,86 2,96
18 8,s 8 107 39,9 393 32,9 33.6 44,2 45,l 9,44 937 2,85 2.96
19 8,s
8
107 39,O 39,s 33,9 33.6 47,3 45,l 9,72 9-57 2.95 2.96
20 8,s 8 107 38,4 395 32,7
33,6
47,l
45,l 9,75 937 3,lO 2,96

TABLA
VI
Tempe-
Ensa o a u a
Bi$s lji o
s6dic-o
Tiempo
W
Y.
1.
Cis eina
,O/
)
Resis encia sl ex.
n.O
0C)
El
l
PH
min. Expe . Ajus Expe . A us . Expe .
Ajas .
Expe . Ajus .
TABLA
VI1
Blanqueo con pe óxido de hid ógeno (medio alcalino)
Ecuaciones de espues a
y
signi icación de la eg esión
COEFICIENTEsS DE lREGRESION
Té mino
Va iables
dependien es Simbolo independien e
Xl
xz
x2
xs
x8
xl
x,
X~
xs
X1
8
F
I
x8
-
_
A-
G ado
de
blanco
W
7.1672 -9.4392 -10.6506 -11.6699 -16.0164 6.2948 4.9942 23.5585 10.1632 6.9871 7.3223
1
Indice de ama illo
Y.
1.
7.1062 -9.7880 4.3218 -13.0379 -5.6572 7.2554 6.3310 28.0813 8.9019 -7.2541 12.2617
Solubilidad alcalina S.A.
0.4341 40.2089 35.6584 -1.3102 45.3024 31 .O528 1.3300 37.9907 31.4180 -36.9982 5.8351
Acido cis eico Ac Cis .
0.8937 -0.9573 -0.7813 -1.5894 1.4419 -7.6323 0.6823 1.2851 0.7435 1.9405 6.1627
Cis ina-cis eína Cis .
0.3829 0.5744 1.2279 -0.5884 -1.3186 -1.8688 0.2988 -1.5000 -0.3611 -0.9722 13.900
Resis encia R
59.7373 3.9175 -1.1925 -1.1266 0.1270 0.1270 0.0074 -0.0527 -0.0558 4.0047 6.890
TABLA
VI11
Blanqueo con bisul i o sódico
Ecuaciones de espues a
y
signi icación de la eg esión
VARIABLES DEPENDIENTES
G ado de blanco lndice de ama illo Cis eina Resis encia
w
Y.
1.
C8
H
Té mino independien e
10.174 -6.056 0.0347 -137.0684
X1
18.377 10.312 -0.681 2.52183
X.2
0.035 -0.997 0.044 -0.55225
X3
6.779 34.903 1
.O05 7.37606
X,
4.570 -0.944 -0.292 1.12849
x
-8.464 4.609 0.063 -0.01266
Coe icien es de
Xi
-0.1 18 -0.534 -0.041 -0.00269
eg esión
X3
-139.570 -244.424 1 .O77 -0.60568
X1X2
-0.053 1.065 -0.021 0.00506
XlX,
9.735 -5.556 -1.529 -0.00458
XlX,
-1.660 1.841 0.154 -0.00458
XzX3
2.212 -1.963 0.200 0.02937
X'ZX,
-0.773 2.150 8.160 0.00162
X3X4
-31.333 -18.522 3.595 4.11350
Signi icació ~ de la eg esión
3.1775 3.1574
6.1821
3.370
Tan o po el alo de la signi icación de la eg esión, como po el ajus e de
los alo es eó icos a los expe imen ales, éanse ablas
IV, V
y
VI,
podemos indi-
ca que en odos los casos ensayados ha sido posible encon a una ecuación de
espues a que pe mi e de e mina el alo de las di e en es a iables dependien es,
g ado de blanco, índice de ama illo, solubilidad alcalina, e c., en unción de los
pa áme os del p oceso de blanqueo.
Los esul ados del análisis de la supe icie de espues a po el mé odo de las
de i adas pa ciales pa a localiza la posible exis encia de un pun o óp imo, máxi-
mo
o mínimo, pueden ap ecia se en las ablas
IX
y
X.
TABLA
M
Blanqueo con pe óxido de hid ógeno
Análisis de la supe icie de espues a
--
Va iables independien es
Va iables Pun o de e minado
X,
x2
X3
dependien es Valo ca ac e ís ico
Min.
Vol. 011
OC
G ado de blanco
(yo)
Mínimo
33,5 9,90 10,95 99,95
Indice de ama illo
(01,)
Míni-máx
27,7 7,63 5,92 100,98
Solubilidad alcalina
(O/,)
Míni-máx
35,2 2,94* 6,94 110
Acido cis eico
(j ,)
Mini-máx
2,8 2,92* 9,20 103
Resis encia (húmedo) (9/ ex) Míni-máx
10,3 5,33 2,92* 106,5
ue a del campo expe imen al
*
Valo en
ue a
del
cainpo expe imen al.
-8-
TABLA
X
Blanqueo con bisul i o sódico
Análisis de
la
supe icie de espues a
Va iables independien es
Va iables Pun o de e minado
XI
X2
x3
x,
dependien es Valo ca ac e ís ico
OC
g/l
pH
min.
G ado de blanco No exis e
- -
-
-
Indice de amadlo Máximo 36,70 107,8 8,20 5,8 2,27*
Cis eina No exis e
-
- -
-
Resis encia Máximo 9,49 1 O0 18,2 5,29 9,&3
*
Valo
ue a
del
campo
expe imen al.
e
Los alo es de las condiciones ope a o ias que dan un pun o signi ica i o con
alo es ue a del campo expe imen al, deben de acep a se con ese a; po o a
pa e, los alo es de los minimax signi ican que pa a unas a iables el pun o alcanza
un alo máximo
y
pa a o as mínimo, po lo que no pueden conside a se como
muy in e esan es desde un pun o de is a de su aplicación.
6. Discusión
y
conclusiones
Median e la aplicación de las ecuaciones an e io es,
se
ha podido es udia la
e olución de cada una de las a iables independien es en los p ocesos de blanqueo.
Los esul ados ob enidos pueden suma iza se como sigue.
6.1. Blanqueo con pe óxido de hid ógeno
El
aumen o de la empe a u a de apo izado po encima de los 120°
C
iende
a
disminui el e ec o de blanqueo, po aumen a los alo es de
W
y
Y.I.
Ello nos
indica que hay que desca a el apo izado a empe a u as más ele adas pa a me-
jo a la calidad del blanqueo. Si se adop a la empe a u a de 102O
C,
la in luencia
de la concen ación del pe óxido de hid ógeno sob e el g ado de blanco
(W),
de-
pende del iempo de apo izado ya que pa a 8 minu os, el g ado de blanco se
mejo a al aumen a la concen ación del pe óxido de hid ógeno, mien as que pa a
12 minu os sucede lo con a io; po o a pa e, el aumen o de la concen ación de
agen e oxidan e, p oduce un aumen o del g ado de ama illo pa a iempos de
apo izado comp endidos en e 8-12 minu os; como quie a que ambos enómenos
in luyen en la calidad del blanqueo. debe de encon a se un alo de comp omiso.
Además, como la concen ación de pe óxido de hid ógeno iene una in luencia
impo an e sob e el g ado de al e ación de la ib a, es necesa io encon a un
alo que dé el máximo e ec o de blanqueo con un g ado de al e ación acep-
able.
La in luencia del iempo de apo izado a la empe a u a de 102O
C,
depende
de la concen ación de pe óxido de hid ógeno empleada, ya que cuando se usan
concen aciones de
6
ol/O/l, el aumen o del iempo de apo izad6 de
6
a 12 mi-
nu os. aumen a el e ec o de blanqueo, mien as que al usa concen aciones, más
ele adas, si bien se consiguen mejo es g ados
(W),
el ama illeamien o
dc
la lana
aumen a
y
el e ec o global de blanqueo puede disminui .