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Les séchoirs à linge, quel est le meilleur choix ?

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Lorsqu'une décision d'achat doit être prise entre différents séchoirs qui peuvent effectuer la même opération, des critères de comparaison importants doivent être pris en considération...

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Lorsqu'une décision d'achat doit être prise entre différents équipements pouvant effectuer la même opération, les critères de comparaison les plus importants à prendre en considération sont les suivants

la qualité (c'est-à-dire la valeur ajoutée) des produits obtenus à partir de chaque équipement ;

les coûts globaux découlant de l'utilisation de chaque équipement.

Ces critères doivent être évalués lorsque l'on compare des équipements effectuant la même opération au moyen de technologies similaires, mais ils sont encore plus importants lorsque l'on compare des équipements qui utilisent des technologies totalement différentes.

Par exemple, si l'on considère le séchage des fibres et des fils après la teinture ou tout autre traitement par voie humide, différentes technologies sont disponibles à cette fin : il existe des méthodes "classiques", où le produit textile est chauffé/séché au moyen d'air chaud soufflé sur ou à travers lui, ou encore la technique des "radiofréquences", où le produit textile est chauffé/séché de manière endogène (volumétrique) au moyen d'un champ électromagnétique généré de manière appropriée.

Analysons plus en détail les principales caractéristiques et les implications pratiques des différentes méthodes de séchage conventionnelles.

Salles de séchage - armoires de séchage

Il s'agit des systèmes de séchage les plus simples et les plus anciens, qui jouent aujourd'hui un rôle marginal dans les usines textiles du monde entier, en raison de certains inconvénients majeurs, à savoir

des temps de séchage extrêmement longs et irréguliers ;

un mauvais contrôle de la teneur en humidité résiduelle dans le produit ;

trop d'espace/volume nécessaire pour obtenir un rendement raisonnable du produit ;

très faible efficacité énergétique.

En conséquence, les séchoirs sont très rarement utilisés, principalement pour le séchage de très petits lots de colorants ou de produits extrêmement délicats qui ne peuvent pas supporter les contraintes thermiques et/ou mécaniques auxquelles ils seraient soumis dans d'autres équipements de séchage.

Pour cette raison, nous n'examinerons plus cette méthode de séchage dans la suite de ces notes.

Séchoirs à chambre - séchoirs semi-rapides

Ces séchoirs sont devenus - et sont toujours - assez populaires, grâce à l'investissement en capital raisonnablement faible requis et au niveau de performance globalement acceptable en termes de temps de séchage, de coûts de fonctionnement et de qualité des produits séchés.

D'autre part, la majorité des utilisateurs finaux signalent plusieurs inconvénients qui font que les séchoirs à chambre et les séchoirs semi-rapides sont loin d'être une solution idéale dans les teintureries modernes.

Les inconvénients les plus fréquemment signalés sont les suivants

les longs temps de séchage et la consommation d'énergie élevée qui en résulte se retrouvent dans les emballages denses (enroulés serrés ou fortement comprimés), les fils fins et les emballages de grand diamètre ;

il faut également plus de temps pour sécher les blancs blanchis et les teintes claires sans problème de jaunissement (en raison de la nécessité de maintenir la température de l'air basse) ;

le chargement précis des colis sur les transporteurs / chariots est nécessaire pour éviter les voies aériennes préférentielles qui entraînent une perte d'efficacité importante et des temps de séchage très longs ;

les conditions ambiantes extérieures (température de l'air, humidité) affectent fortement l'efficacité du séchage, ce qui entraîne une incohérence notable des temps de séchage d'un lot à l'autre ;

comme le temps de séchage est affecté par un trop grand nombre de variables qui ne peuvent pas être contrôlées correctement, il est difficile de prévoir et de fixer en conséquence la fin du cycle de séchage de chaque lot, de sorte qu'un sous-séchage ou un surséchage important se produisent assez fréquemment ;

la surface des paquets devient sale (ce phénomène est très évident avec les blancs et les tons clairs) en raison du grand volume d'air extérieur qui passe à travers le fil - malgré les systèmes de filtrage de l'air, qui nécessitent des opérations de nettoyage fréquentes et précises ;

on constate une répartition inégale de l'humidité résiduelle au sein d'un même lot, d'un emballage à l'autre, en fonction de leur position dans le transporteur ;

les paquets de diamètres ou de densités d'enroulement différents sont séchés de manière inégale ;

la teneur en humidité résiduelle à l'intérieur de chaque emballage n'est pas uniformément répartie ;

un séchage excessif de l'ensemble du lot est nécessaire pour garantir l'absence d'emballages humides ou de points humides dans les emballages ;

un temps de conditionnement assez long du fil est nécessaire après le séchage ;

il se produit un certain déplacement et une certaine évaporation des produits chimiques de finition et des adoucissants ;

il n'est pas possible d'exploiter la capacité nominale de séchage de la machine lorsqu'il faut traiter des lots de colorants de taille plus petite et variable. Le principal problème est que, très souvent, les petits lots de colorants ne peuvent pas être chargés ensemble (en raison de problèmes de contamination de la couleur et/ou de la différence de temps de séchage nécessaire pour chaque lot) ; en outre, la solution des charges partielles entraîne un coût de séchage plus élevé par kg de produit ;

les opérations de chargement et de déchargement des transporteurs / chariots sont assez exigeantes en main-d'œuvre, à moins qu'une automatisation complète ne soit disponible (mais elle est très coûteuse et peu flexible) ;

il n'est pas possible d'utiliser le séchoir pour d'autres produits que les paquets de fil (c'est un inconvénient majeur pour toutes les teintureries où sont traités des produits textiles sous diverses formes telles que des fibres en vrac, des écheveaux, des tops, etc.)

Pour les raisons susmentionnées, nous pouvons dire que ce n'est que dans le cas d'emballages de fils plutôt souples, petits et de forme régulière, en particulier de fils synthétiques ou mélangés en grosses quantités, teints en lots de taille moyenne, que la chambre et les séchoirs semi-rapides constituent une solution viable et économiquement pratique dans une teinturerie d'emballages, garantissant un compromis acceptable entre qualité et coût.

En revanche, dans le cas de bobines de fils étroitement enroulés ou comprimés, ou ayant un grand diamètre, ou n'ayant pas un poids ou un bobinage constant, de fils fins ou très hydrophiles, dans différentes tailles de lots et couleurs, en particulier les tons blancs et pastels, les fils délicats, etc. cette méthode de séchage n'est pas la solution recommandée.

Séchoirs rapides - séchoirs sous pression

De nombreux fabricants de machines de teinture de fil ont inclus dans leur gamme de production les séchoirs rapides ou les séchoirs à pression, de sorte que les porte-teintures portant les bobines de fil mouillées par trempage qui sortent des cuves de teinture peuvent être placées directement à l'intérieur des cuves de séchage - de même forme et de même taille - où les processus d'extraction de l'eau et de séchage sont effectués en une seule opération.

En fait, le principal avantage de ces séchoirs est le faible coût de la main d'œuvre découlant de l'extraction de l'humidité non liée suivie d'un séchage effectué dans le même équipement, ce qui ne nécessite qu'une seule opération de chargement, rapide et très simple.

Un autre avantage, surtout si on le compare aux séchoirs de type chambre et semi-rapide, est le temps de séchage beaucoup plus court requis pour divers produits, qui ne dépasse normalement pas quelques heures - du moins avec les séchoirs rapides / à pression les plus récents et les plus efficaces - à condition que la température de l'eau de refroidissement alimentant l'unité de condensation de l'humidité de l'équipement soit suffisamment basse (ce qui n'est pas toujours le cas, surtout dans les pays ayant un climat chaud).

En revanche, les séchoirs rapides / à pression présentent plusieurs inconvénients techniques et économiques : on peut dire que ces équipements sont soumis, et même exaspérés - en raison du très fort débit d'air et des gradients de température élevés à l'intérieur des emballages - à tous les problèmes généralement liés aux méthodes de séchage par convection d'air chaud, comme décrit précédemment pour les séchoirs à chambre et semi-rapides (à la seule exception que dans ce cas, la circulation de l'air se fait en circuit fermé, de sorte que l'humidité et la saleté de l'air extérieur n'affectent pas le processus).

En outre, en plus des problèmes déjà mentionnés, d'autres inconvénients sérieux sont spécifiques aux séchoirs rapides / à pression, à savoir

en raison de la température et de la pression élevées de l'air, le fil est soumis à des contraintes thermiques et mécaniques, de sorte que ses propriétés physiques telles que la résistance, l'élasticité, la souplesse et la main sont affectées de manière négative ;

pour les mêmes raisons, le jaunissement, la décoloration, la migration des couleurs sont des phénomènes assez courants ;

là encore, le fort courant d'air génère beaucoup de pilosité dans le fil, ce qui provoque divers désagréments lors du tissage ou du tricotage ;

certains poils de fil s'accumulent dans l'équipement pendant le processus de séchage, ce qui rend nécessaire d'effectuer des opérations fréquentes de nettoyage / lavage du navire, en particulier lorsque les nuances claires doivent être séchées après les nuances sombres (pour éviter le nettoyage après chaque cycle de séchage, il est recommandé de programmer les lots / l'enchaînement des couleurs pendant la journée - en commençant par les nuances les plus claires - mais ce n'est pas toujours possible) ;

le fonctionnement de l'équipement est très bruyant et beaucoup de chaleur est dégagée dans l'air ambiant.

Malgré les inconvénients mentionnés ci-dessus, le principal inconvénient des séchoirs rapides / à pression est le coût global très élevé des services publics.

Plus précisément, la consommation d'électricité, de vapeur et d'eau de refroidissement des séchoirs rapides / à pression est très élevée pour deux raisons principales : l'opération d'hydroextraction mécanique, qui est le moyen le plus économique d'éliminer la grande quantité d'eau non liée retenue par le produit à sa sortie de la cuve de teinture, avant le processus de séchage, n'est pas efficacement réalisée par le traitement sous vide / pression auquel le produit est soumis et, par conséquent, une très grande quantité d'eau doit encore être éliminée par évaporation ; en outre, lorsque le processus de séchage touche à sa fin (c'est-à-dire lorsque le produit est en train d'être séché), la consommation d'électricité, de vapeur et d'eau de refroidissement est très élevée. lorsque l'humidité finale, qui est fortement liée au cœur des fibres, doit être éliminée), l'efficacité du transfert de chaleur de l'air vers l'humidité résiduelle, ainsi que l'efficacité du système de condensation de l'humidité, deviennent très faibles, ce qui implique que de grandes quantités d'énergie mécanique et thermique et d'eau de refroidissement doivent être gaspillées pour éliminer juste un peu d'humidité restante.

La technologie de séchage par radiofréquence

Conséquence évidente de ce que nous avons décrit ci-dessus, au cours des trois dernières décennies, la plupart des teinturiers de fibres et de fils textiles ont adopté la technologie de séchage par radiofréquence dans le cadre de leurs activités, car cette méthode résout brillamment tous les problèmes liés, directement ou indirectement, aux phénomènes de transmission de chaleur, c'est-à-dire à tous les équipements de séchage classiques.

Nous mentionnons ci-dessous les principaux avantages de la technologie RF pour le séchage des paquets de fil et, plus généralement, de tous les substrats textiles :

des temps de séchage très courts et constants (généralement de 15 à 50 minutes, en fonction de la teneur en humidité à évaporer) pour tous les produits, indépendamment de leur taille, de leur densité, du nombre de fils, de leur teinte, etc ;

processus de séchage parfaitement contrôlé et uniforme, laissant une répartition très régulière de l'humidité résiduelle (reprise) dans les paquets, d'un paquet à l'autre, d'un lot à l'autre, ce qui élimine la nécessité d'un long temps de conditionnement du fil après le séchage ;

une flexibilité totale, quel que soit le type de produit (paquets de fil, écheveaux, bouts, fibres en vrac, etc ;)

n'importe quel produit ou lot peut être séché avec la même efficacité élevée, en maintenant le même coût unitaire de séchage ;

un rendement énergétique élevé (environ 65-70% de la consommation totale d'énergie de l'équipement est exploitée pour le processus de séchage lui-même) sans dispersion de chaleur dans l'environnement ;

aucune influence des conditions ambiantes extérieures (humidité, température) sur la performance/le temps de séchage ;

fonctionnement en flux tendu et instantané, pas de préchauffage nécessaire ;

pas de jaunissement, pas de décoloration, pas de contamination entre les différentes couleurs ;

pas besoin de programmation par lot / de séquençage des couleurs / de nettoyage fréquent du séchoir ;

aucune pilosité générée dans le fil ;

pas de saleté à la surface du fil due à la pollution de l'air ;

déplacement et évaporation négligeables des produits chimiques de finition ;

de meilleures propriétés physiques et mécaniques du fil, grâce à un temps de séchage court, une température de séchage basse et l'absence de contraintes mécaniques ;

dans de nombreux cas, l'opération de rembobinage après séchage peut être évitée.

D'un point de vue économique et opérationnel, on peut affirmer que, par rapport à l'opération de manutention unique et très simple requise par le séchoir rapide / pressurisé pour traiter un lot de teinture entier, le séchage RF implique deux opérations distinctes et à forte intensité de main-d'œuvre : la première pour le chargement et le déchargement de l'hydroextracteur centrifuge, la seconde pour l'alimentation des paquets dans le séchoir RF.

Toutefois, il convient de noter que malgré les coûts dus à la manipulation supplémentaire et à l'opération d'hydroextraction, l'expérience pratique de plusieurs utilisateurs finaux montre que même lorsque les salaires horaires sont assez élevés (comme en Europe occidentale ou aux États-Unis), les coûts totaux du séchage par radiofréquence sont toujours nettement inférieurs à ceux du séchage rapide / sous pression.

Conclusions

Le principal avantage de l'utilisation des séchoirs rapides / à pression est la facilité d'utilisation et, par conséquent, le coût très faible de la main-d'œuvre. Cependant, les coûts totaux des services publics sont les plus élevés parmi les différentes méthodes de séchage - même si les systèmes de récupération de la chaleur sont dûment installés et utilisés - et, même en considérant les salaires horaires élevés payés dans les pays d'Europe occidentale et aux États-Unis, ces coûts élevés des services publics ne sont pas compensés par la réduction des besoins en main-d'œuvre. Cette méthode de séchage reste donc, en définitive, la plus coûteuse et aussi celle qui donne, en général, le plus mauvais niveau de qualité des produits séchés.

Du point de vue technologique, la principale différence entre les séchoirs rapides / à pression et les séchoirs à chambre / semi-rapides est que dans ces derniers, l'air chaud est poussé à travers le produit à une pression / vitesse beaucoup plus faible, de sorte que les temps de séchage sont plus longs mais que l'on peut économiser beaucoup d'énergie mécanique / électrique (coûteuse).

D'autre part, le faible débit d'air à travers le produit ne peut pas effectuer l'opération d'hydroextraction mécanique requise, qui doit donc être réalisée séparément au préalable, exactement de la même manière que lors de l'utilisation de séchoirs RF. Cela signifie que, même si les coûts des services publics sont assez faibles (non loin de ceux obtenus avec les séchoirs RF), le principal avantage de l'utilisation de séchoirs rapides / à pression est totalement perdu lors de l'utilisation de séchoirs à chambre / semi-rapides. De plus, la plupart des problèmes liés à la mauvaise qualité des produits séchés et au manque intrinsèque de flexibilité de toutes les méthodes de séchage conventionnelles par convection thermique sont toujours là, même si ce n'est pas aussi dramatique qu'avec les séchoirs rapides / à pression.

Au contraire, le séchage par radiofréquence, tout en garantissant des coûts d'exploitation globaux les plus bas possibles par rapport à toutes les méthodes de séchage conventionnelles (y compris les plus économiques, les séchoirs à chambre / semi-rapides de nouvelle génération) est la seule technologie qui permet d'atteindre les normes de qualité les plus élevées et le plus haut degré de flexibilité opérationnelle, qui, à leur tour, entraînent une augmentation de la rentabilité globale des opérations de teinture - séchage de toutes les usines textiles.