الهندسةالهندسة الصناعية

كيفية تصنيع القطن

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو القطن؟
  • تاريخ استخدام وصناعة القطن
  • كيفية تصنيع القطن

ما هو القطن؟

 

القطن نبات شجيرة، يشير اسمها إلى الألياف الرقيقة ذات اللون الكريمي المحيطة ببذور القطن الصغيرة التي تسمى اللوز، يجب فصل البذور الصغيرة اللزجة عن الصوف من أجل معالجة القطن للغزل والنسيج، يتم تنظيف القطن منزوع البذور وتمشيطه ونسجه في نسيج يشار إليه أيضاً باسم القطن، يتم غزل القطن بسهولة في الخيوط، حيث تتسطح ألياف القطن وتلتف وتتشابك بشكل طبيعي من أجل الغزل، يمثل نسيج القطن وحده نصف الألياف التي يتم ارتداؤها في العالم، وهو مريح للمناخات الدافئة؛ لأنه يمتص رطوبة الجلد بسهولة.

 

معظم القطن الموجود في الولايات المتحدة هو قطن قصير التيلة ينمو في الجنوب الأمريكي، يُزرع القطن سنوياً باستخدام البذور الموجودة داخل الصوف الناعم، كما تبلغ عائدات الأعمال الناتجة عن القطن اليوم ما يقرب من 122.4 مليار دولار وهي أكبر عائد لأي محصول في الولايات المتحدة.

 

يعتبر نبات القطن مصدراً للعديد من المنتجات المهمة بخلاف القماش ومن أهمها بذور القطن التي يتم عصرها من أجل زيت بذرة القطن الذي يستخدم في المنتجات التجارية مثل: الزيوت، الأطعمة الخفيفة، مستحضرات التجميل، الصابون، الشموع، المنظفات والطلاء، أيضاً يعتبر القطن مصدراً لمنتجات السليلوز والأسمدة والوقود وإطارات السيارات والورق المضغوط والكرتون.

 

تاريخ استخدام القطن:

 

تم استخدام القطن للملابس في بيرو والمكسيك الحالية ربما منذ 5000 عام، أيضاً تم زراعة القطن وغزله ونسجه في الهند القديمة والصين ومصر وباكستان منذ حوالي 3000 قبل الميلاد، قدم التجار العرب القطن للإسبان وبحلول القرن الرابع عشر كان مزارعو البحر الأبيض المتوسط ​​يزرعون نبات القطن ويشحنون الألياف إلى هولندا للغزل والنسيج، كما تشمل الابتكارات البريطانية في أواخر القرن الثامن عشر آلات الغزل التي تعمل بالماء وهو تحسن هائل عن الغزل اليدوي.

 

تم شحن القطن الجنوبي إلى مصانع نيو إنجلاند بكميات ضخمة؛ نتيجة لآلة الغزل والنسيج والطباعة، كانت تكاليف العمالة كبيرة في نيو إنجلاند، لكن أصحاب المطاحن وضعوا طرقاً لتقليل هذه التكاليف منها: توظيف النساء والمهاجرين الذين غالباً ما يتقاضون رواتب منخفضة وتوظيف الأطفال الصغار في المصانع، وبعد توقف ممارسات العمل القمعية إلى حد كبير انتقلت العديد من المصانع إلى الجنوب، حيث كانت العمالة أرخص، اليوم يتم نسج كمية لا بأس بها من القطن خارج الولايات المتحدة حيث العمالة أقل تكلفة.

 

كيفية تصنيع القطن:

 

  • في الربيع يتم مسح الأرض للزراعة، يقوم المزارعون الميكانيكيون باقتلاع الحشائش والأعشاب التي قد تتنافس مع القطن على مغذيات التربة وأشعة الشمس والماء وقد تجذب الآفات الضارة بالقطن.

 

  • تُزرع بذور القطن ميكانيكياً بواسطة آلات تزرع ما يصل إلى 12 صفاً في المرة الواحدة، حيث يفتح الغراس ثلماً صغيراً في كل صف ويسقط البذور ويغطيها، ثم يحزم المزيد من الأوساخ في الأعلى، قد يتم ترسيب البذور إما في كتل صغيرة (يشار إليها باسم هبوط التل) أو بشكل فردي (تسمى محفورة)، يتم وضع البذرة من 0.75 إلى 1.25 بوصة (1.9 إلى 3.2 سم) بعمق اعتماداً على المناخ، يجب وضع البذرة بشكل سطحي في مناطق مغبرة وباردة من حزام القطن وبعمق أكثر في المناطق الأكثر دفئاً.

 

  • عندما تكون رطوبة التربة جيدة ودرجة الحرارة دافئة عند الزراعة تظهر الشتلات عادة بعد 5 إلى 7 أيام من الزراعة مع ظهور مجموعة كاملة من القطن بعد 11 يوم، في بعض الأحيان يبدأ المرض؛ ممّا يؤخر ظهور الشتلات، أيضاً قد تمنع قشرة التربة الشتلات من الظهور، وبالتالي يجب تكسير القشرة بعناية بواسطة الآلات أو الري للسماح للنباتات بالظهور.

 

  • بعد حوالي 6 أسابيع من ظهور الشتلات تبدأ براعم الزهور في التكون، حيث تنضج البراعم لمدة ثلاثة أسابيع ثم تتفتح إلى أزهار صفراء كريمية والتي تتحول إلى اللون الوردي ثم الأحمر، ثم تتساقط بعد ثلاثة أيام فقط من التفتح، بعد سقوط الزهرة يتم ترك مبيض صغير على نبات القطن، وينضج هذا المبيض ويتضخم إلى جراب أخضر يسمى لوزة القطن.

 

  • تنضج اللوزة في فترة تتراوح من 55 إلى 80 يوماً، خلال هذا الوقت تنمو اللوزة التي تأخذ شكل كرة القدم وتدفع الألياف الرطبة البذور المشكلة حديثاً إلى الخارج، عندما تنضج اللوز فإنها تبقى خضراء، تستمر الألياف في التمدد تحت أشعة الشمس الدافئة، حيث تنمو كل ألياف بطولها الكامل حوالي 6.4 سم خلال ثلاثة أسابيع، ثم تتراكم طبقات السليلوز في جدران الخلايا، بعد عشرة أسابيع من ظهور الأزهار لأول مرة تقوم الألياف بتقسيم اللوز إلى أجزاء ويدفع القطن ذو اللون الكريمي للأمام.

 

  • تجف الألياف الرطبة في الشمس وتنهار الألياف وتلتف معاً على شكل شريط، تحتوي كل لوزة على ثلاث إلى خمس خلايا وتحتوي كل منها على حوالي سبع بذور مغروسة في الألياف، في هذه المرحلة يتم تقشير نبات القطن إذا كان سيتم حصاده آلياً، غالباً ما يتم إزالة الأوراق عن طريق رش النبات بمادة كيميائية، من المهم عدم حصاد الأوراق بالألياف لأنها تعتبر نفايات ويجب إزالتها في مرحلة ما، بالإضافة إلى ذلك فإن إزالة الأوراق يقلل تلطيخ الألياف ويزيل مصدر الرطوبة الزائدة.

 

  • يتم حصاد القطن من خلال آلة الحصاد والتي تقوم بعمل 50 جامع يدوياً، في عمليات الحصاد يتم استعمال نظامين ميكانيكيين لحصاد القطن، يستعمل نظام التقاط الرياح والموجهات لسحب القطن من النبات، وغالباً ما يترك خلفه الأوراق وبقية النبات، يقطع النظام المتعرج النبات ويستخدم الهواء لفصل القمامة عن القطن، يجب استخدام أدوات الالتقاط بعد أن يجف الندى في الصباح ويجب أن تنتهي عندما يبدأ الندى في التكون مرة أخرى في نهاية اليوم.

 

  • تستخدم أجهزة الكشف عن الرطوبة للتأكد من أن محتوى الرطوبة لا يزيد عن 12% أو قد لا يتم حصاد القطن وتخزينه بنجاح، لا يصل كل القطن إلى مرحلة النضج في نفس الوقت، بعد ذلك يتم تخزين معظم القطن في وحدات تحتوي على 13-15 بالة في أوعية مقاومة للماء في الحقول حتى تصبح جاهزة للحلج.

 

  • يتم تنظيف القطن لفصل الأوساخ والبذور والنسالة القصيرة عن القطن، في المحج يدخل القطن مغذيات وحدة تقوم بإفراغ القطن قبل عمليات التنظيف، تستعمل بعض المحالج أنابيب مفرغة من الهواء لإرسال الألياف إلى معدات التنظيف، حيث تتم إزالة القمامة، بعد التنظيف يتم إرسال القطن إلى الحوامل، حيث تقوم المناشير الدائرية بسحب الألياف عبر ضلوع الأسلاك، وبالتالي تفصل البذور عن الألياف، يمكن للمحالج عالية السعة معالجة 60 رطلاً (227 كجم) من القطن في الساعة.

 

  • يتم بعد ذلك ضغط القطن النظيف والمنزوع البذور في بالات، ممّا يسمح بالتخزين الاقتصادي ونقل القطن، يتم ربط البالات المضغوطة وملفوفة، وقد يكون الغلاف إما من القطن أو البولي بروبلين؛ ممّا يحافظ على محتوى الرطوبة المناسب للقطن ويحافظ على نظافة البالات أثناء التخزين والنقل، حيث يجب إعطاء كل بالة من القطن المنتج تذكرة محلج وتذكرة مستودع، كما أن التذكرة عبارة عن علامة ذات رمز شريطي يتم قطعها أثناء الفحص، حيث يتم إرسال عينة من كل بالة إلى وزارة الزراعة للتقييم.

 

  • بعد الفحص يتم تخزين البالات في مستودع يتم التحكم فيه بعناية وتبقى البالات هناك حتى يتم بيعها لمصنع.

 

المصدر
كتاب"Competitive Manufacturing Management" اسم المؤلف J. Nicholas, Irwin Mc Graw Hillكتاب"Facilities Design" اسم المؤلف S. Heragu, PWS Publishing Companyكتاب"Contemporary Strategy Analysis" اسم المؤلف R. Grant, Blackwellاسس الهندسة الصناعية/ابو النور، عبدالرزاق عبدالرحيم

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى