Manufactura industrial
Internet industrial de las cosas | Materiales industriales | Mantenimiento y reparación de equipos | Programación industrial |
home  MfgRobots >> Manufactura industrial >  >> Manufacturing Technology >> Proceso de manufactura

Algodón

Antecedentes

El algodón es una planta arbustiva que pertenece a la familia de las malvas. Su nombre se refiere a las fibras esponjosas de color crema que rodean pequeñas semillas de algodón llamadas cápsulas. Las semillas pequeñas y pegajosas deben separarse de la lana para procesar el algodón para hilar y tejer. El algodón sin semillas se limpia, se carda (alinea las fibras), se hila y se teje en una tela que también se conoce como algodón. El algodón se hila fácilmente en hilo a medida que las fibras de algodón se aplanan, se retuercen y se entrelazan naturalmente para el hilado. La tela de algodón por sí sola representa la mitad de la fibra que se usa en el mundo. Es una opción cómoda para climas cálidos ya que absorbe fácilmente la humedad de la piel. La mayor parte del algodón cultivado en los Estados Unidos es un algodón de fibra corta que crece en el sur de Estados Unidos. El algodón se planta anualmente utilizando las semillas que se encuentran dentro de la lana suave. Los estados que cultivan principalmente algodón se encuentran en el "Cinturón de algodón", que corre de este a oeste e incluye partes de California, Alabama, Arkansas, Georgia, Arizona, Luisiana, Misisipi, Misuri, Nuevo México, Carolina del Norte, Oklahoma, Carolina del Sur. , Tennessee y Texas, que por sí sola produce casi cinco millones de pacas. Juntos, estos estados producen aproximadamente 16 millones de pacas al año, solo superados por China. Los ingresos comerciales generados por el algodón en la actualidad son de aproximadamente $ 122,4 mil millones, el mayor ingreso de cualquier cultivo de los Estados Unidos.

La planta del algodón es una fuente de muchos productos importantes además de la tela. Entre los más importantes se encuentra la semilla de algodón, que se prensa para obtener aceite de semilla de algodón que se utiliza en productos comerciales como aceites para ensaladas y bocadillos, cosméticos, jabón, velas, detergentes y pintura. Los cascos y la harina se utilizan para la alimentación animal. El algodón también es una fuente de productos de celulosa, fertilizantes, combustible, cordones para neumáticos de automóviles, papel prensado y cartón.

Historial

El algodón se usó para confeccionar ropa en el Perú actual y en México, quizás hasta hace 5.000 años. Además, el algodón se cultivaba, hilaba y tejía en la antigua India, China, Egipto y Pakistán, alrededor del 3000 a. C.

El algodón no es originario de Europa occidental. Alrededor del 800 d.C., los comerciantes árabes probablemente introdujeron el algodón a los españoles. En el siglo XIV, los agricultores mediterráneos cultivaban la planta del algodón y enviaban la fibra a los Países Bajos para hilar y tejer. Las innovaciones británicas a fines del siglo XVIII incluyen la maquinaria de hilado accionada por agua, una mejora monumental con respecto al hilado manual. Un estadounidense llamado Samuel Slater, que trabajaba con maquinaria británica, memorizó los planos de una máquina hiladora y regresó a Rhode Island para establecer Slater Mill, la primera fábrica textil estadounidense en utilizar máquinas hiladoras. Esta fábrica representa el comienzo de la Revolución Industrial de los Estados Unidos, construida sobre el mecanismo de la industria del algodón.

Dos desarrollos impulsaron el cultivo del algodón estadounidense:las hiladoras de algodón y la desmotadora de algodón. La desmotadora de algodón, desarrollada por Eli Whitney en 1793, eliminó fácilmente las tenaces semillas de algodón. Los propietarios de las plantaciones del sur comenzaron a plantar algodón como resultado de estas innovaciones, utilizando mano de obra esclavizada para cosechar el algodón. El vigoroso cultivo de algodón en el sur con mano de obra esclavizada se considera una de las razones de la fricción entre el norte y el sur que condujo a la Guerra Civil.

El algodón del sur se envió a las fábricas de Nueva Inglaterra en grandes cantidades. Como resultado de las máquinas de hilar, tejer e imprimir, los estadounidenses podían comprar percal a bajo precio y se desgastaba universalmente. Sin embargo, los costos laborales fueron significativos en Nueva Inglaterra. Los propietarios de las fábricas encontraron formas de reducir esos costos, primero empleando a mujeres e inmigrantes a quienes a menudo se les pagaba mal, luego empleando a niños pequeños en las fábricas. Después de que se detuvieran en gran medida las prácticas laborales opresivas, muchas fábricas se trasladaron al sur, donde la mano de obra era más barata. (Los esfuerzos de sindicalización afectaron las ganancias de esas fábricas). Hoy en día, una buena cantidad de algodón se teje fuera de los Estados Unidos, donde la mano de obra es menos costosa. El poliéster, un material sintético, se usa a menudo junto con el algodón, pero tiene pocas posibilidades de reemplazar a la fibra natural.

Materias primas

Los materiales necesarios para llevar cápsulas de algodón para hilar algodón incluyen semillas de algodón para plantar; pesticidas, como insecticidas, fungicidas y herbicidas, para combatir enfermedades e insectos dañinos; y fertilizantes para enriquecer el suelo.

Existen requisitos agrícolas para el cultivo de algodón en los Estados Unidos. El algodón tiene una temporada de crecimiento larga (puede durar hasta siete meses), por lo que es mejor plantar algodón a principios de febrero en Texas, pero hasta junio en los estados algodoneros del norte como Missouri. El algodón no se debe plantar antes de que el sol haya calentado el suelo. Funciona mejor en suelos bien drenados y desmenuzables que pueden retener la humedad. Se puede cultivar entre latitudes de 30 ° norte y 30 ° sur. Los buenos cultivos de algodón requieren una temporada de crecimiento larga y soleada con al menos 160 días sin heladas y altos niveles de humedad como resultado de la lluvia o el riego durante la temporada de crecimiento. Sin embargo, demasiada lluvia durante la cosecha o fuertes vientos durante la recolección pueden dañar las cápsulas abiertas y cargar la fibra con demasiada agua, lo que puede arruinar el algodón almacenado. Generalmente, un productor de algodón debe cultivar alrededor de 2,000 acres (20,000 hectáreas) para que la operación sea económicamente viable. En promedio, un acre producirá alrededor de 1,5 fardos de algodón, o alrededor de 750 libras (340 kg).

El proceso de producción

  1. En primavera, la superficie se despeja para plantar. Los cultivadores mecánicos arrancan las malas hierbas y el césped que pueden competir con el algodón por los nutrientes del suelo, la luz solar y el agua, y pueden atraer plagas que dañan el algodón. La tierra se ara y el suelo se rompe y se forma en hileras.
  2. La semilla de algodón se planta mecánicamente mediante máquinas que plantan hasta 12 hileras a la vez. La sembradora abre un pequeño surco en cada fila, deja caer las semillas, las cubre y luego empaca más tierra en la parte superior. La semilla se puede depositar en pequeños grupos (denominados caída de colina) o de forma individual (denominada perforada). La semilla se coloca de 1,9 a 3,2 cm (0,75 a 1,25 pulgadas) de profundidad, según el clima. La semilla debe colocarse a menor profundidad en áreas polvorientas y frías del Cinturón de Algodón y más profundamente en áreas más cálidas.
  3. Con una buena humedad del suelo y una temperatura cálida en el momento de la siembra, las plántulas generalmente emergen de cinco a siete días después de la siembra, con una masa completa de algodón que aparece después de aproximadamente 11 días. De vez en cuando aparece una enfermedad que retrasa la aparición de las plántulas. Además, una costra de suelo puede evitar que las plántulas salgan a la superficie. Por lo tanto, la corteza debe romperse cuidadosamente con máquinas o riego para permitir que las plantas emerjan.
  4. Aproximadamente seis semanas después de que aparezcan las plántulas, comienzan a formarse "cuadrados" o botones florales. Los cogollos maduran durante tres semanas y luego florecen en flores de color amarillo cremoso, que se vuelven rosadas, luego rojas, y luego se caen solo tres días después de florecer. Después de que la flor se cae, queda un pequeño ovario en la planta de algodón. Este ovario madura y se agranda hasta convertirse en una vaina verde llamada cápsula de algodón.
  5. La cápsula madura en un período que oscila entre los 55 y los 80 días. Durante este tiempo, la cápsula con forma de pelota de fútbol crece y las fibras húmedas empujan las semillas recién formadas hacia afuera. A medida que la cápsula madura, permanece verde. Las fibras continúan expandiéndose bajo el cálido sol, y cada fibra crece hasta su longitud total, aproximadamente 2.5 pulgadas (6.4 cm), durante tres semanas. Durante casi seis semanas, las fibras se vuelven más gruesas y las capas de celulosa se acumulan en las paredes celulares. Diez semanas después de la aparición de las flores, las fibras parten la cápsula y el algodón de color crema se abre paso. Las fibras húmedas se secan al sol y las fibras se colapsan y se retuercen juntas, pareciendo una cinta. Cada cápsula contiene de tres a cinco "células", cada una con unas siete semillas incrustadas en la fibra. La mayoría de los pasos involucrados en la producción de algodón se han mecanizado, incluida la siembra, recolección, desmotado y enfardado. Se toman muestras de los fardos para determinar la calidad del algodón.
  6. En este punto, la planta de algodón se defolia si se va a cosechar a máquina. La defoliación (quitar las hojas) a menudo se logra rociando la planta con un químico. Es importante que las hojas no se recolecten con la fibra porque se consideran "basura" y deben retirarse en algún momento. Además, la eliminación de las hojas minimiza las manchas de la fibra y elimina una fuente de exceso de humedad. Algunos cultivos estadounidenses son defoliados naturalmente por las heladas, pero al menos la mitad de los cultivos deben defoliarse con productos químicos. Sin defoliación, el algodón debe recogerse a mano, y los trabajadores deben limpiar las hojas mientras trabajan.
  7. La cosecha se realiza a máquina en los Estados Unidos, con una sola máquina que reemplaza a 50 recolectores manuales. Se utilizan dos sistemas mecánicos para cosechar algodón. El sistema recolector utiliza viento y guías para extraer el algodón de la planta, a menudo dejando atrás las hojas y el resto de la planta. El sistema de stripper corta la planta y utiliza aire para separar la basura del algodón. La mayor parte del algodón estadounidense se cosecha mediante recolectores. Los recolectores deben usarse después de que el rocío se seque por la mañana y deben concluir cuando el rocío comience a formarse nuevamente al final del día. Los detectores de humedad se utilizan para garantizar que el contenido de humedad no supere el 12% o que el algodón no se pueda cosechar y almacenar con éxito. No todo el algodón alcanza la madurez al mismo tiempo, y la recolección puede ocurrir en oleadas, con una segunda y tercera recolección.
  8. A continuación, la mayor parte del algodón estadounidense se almacena en "módulos", que contienen de 13 a 15 fardos en contenedores resistentes al agua en los campos hasta que están listos para ser desmotado.
  9. El módulo de algodón se limpia, se comprime, se etiqueta y se almacena en la desmotadora. El algodón se limpia para separar la suciedad, las semillas y la pelusa corta del algodón. En la desmotadora, el algodón entra en alimentadores modulares que esponjan el algodón antes de limpiarlo. Algunas desmotadoras utilizan tubos de vacío para enviar fibras a los equipos de limpieza donde se retira la basura. Después de la limpieza, el algodón se envía a los puestos de desmotado donde las sierras circulares giratorias tiran de la fibra a través de las varillas de alambre, separando así las semillas de la fibra. Las desmotadoras de alta capacidad pueden procesar 60 fardos de algodón de 500 libras (227 kg) por hora.
  10. El algodón limpio y sin semillas se comprime luego en balas, lo que permite un almacenamiento y transporte económicos del algodón. Las pacas comprimidas se vendan y envuelven. El envoltorio puede ser de algodón o polipropileno, que mantiene el contenido de humedad adecuado del algodón y mantiene las pacas limpias durante el almacenamiento y transporte.
  11. Cada fardo de algodón producido en los Estados Unidos debe recibir un boleto de desmotadora y un boleto de almacén. El ticket de ginebra identifica la paca hasta que se teje. El boleto es una etiqueta con código de barras que se arranca durante la inspección. Se envía una muestra de cada bala al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) para su evaluación, donde se evalúa el color, el contenido de hojas, la resistencia, la finura, la reflectancia, la longitud de la fibra y el contenido de basura. Los resultados de la evaluación determinan el valor de la paca. Los resultados de la inspección están disponibles para los compradores potenciales.
  12. Después de la inspección, las pacas se almacenan en un almacén cuidadosamente controlado. Las pacas permanecen allí hasta que se venden a un molino para su posterior procesamiento.

Control de calidad

El cultivo del algodón es un proceso largo y complicado, y los productores deben comprender los requisitos de la planta y estar atentos a los posibles problemas. Las plagas deben manejarse para producir cultivos de alta calidad; sin embargo, los productores deben utilizar los productos químicos con mucho cuidado para evitar daños al medio ambiente. Los desfoliantes se utilizan a menudo para maximizar el rendimiento y controlar el color de la fibra. Los agricultores deben controlar cuidadosamente los niveles de humedad durante la cosecha para que las balas no se arruinen por el exceso de agua durante el almacenamiento. Las pruebas de suelo son imperativas, ya que demasiado nitrógeno en el suelo puede atraer ciertas plagas al algodón.

Los equipos costosos, como las sembradoras y cosechadoras de algodón, deben mantenerse cuidadosamente. Las sembradoras mecánicas deben colocarse con cuidado para depositar la semilla a la profundidad adecuada, y las ruedas reguladoras y las zapatas deben corregirse para plantar las hileras en el lugar requerido. De manera similar, los ejes de la maquinaria mal ajustados en las máquinas cosechadoras dejarán algodón en el eje, lo que reducirá la calidad del algodón y la eficiencia de la cosecha. Un recogedor bien ajustado minimiza la cantidad de basura recogida, lo que hace que el algodón esté más limpio.

Subproductos / Residuos

Existe mucha discusión sobre la cantidad de productos químicos utilizados en el cultivo del algodón. Actualmente, se estima que los productores usan, en promedio, 5.3 oz (151 g) de químicos para producir una libra de algodón procesado. El cultivo del algodón es responsable del 25% de todos los pesticidas químicos utilizados en los cultivos estadounidenses. Desafortunadamente, el algodón atrae muchas plagas (sobre todo el gorgojo del algodón) y es propenso a pudrirse y mancharse, y se utilizan productos químicos para mantenerlos bajo control. Existe preocupación por el envenenamiento de la vida silvestre y los venenos que permanecen en el suelo mucho después de que el algodón ya no se cultiva (aunque no se utilizan metales pesados ​​en los productos químicos). Como resultado, algunos agricultores han optado por el cultivo de algodón orgánico. La agricultura orgánica utiliza el control biológico para eliminar las plagas del algodón y altera los patrones de siembra de formas específicas para reducir el uso de fungicidas. Si bien este método de cultivo es posible, un cultivo orgánico generalmente produce algodón menos utilizable. Esto significa que un agricultor orgánico debe comprar, plantar y cosechar más acres para producir suficiente algodón procesado para que la cosecha sea lucrativa, o reducir los costos de otras formas para obtener ganancias. Cada vez más, los servicios de extensión de las universidades estatales están trabajando con los productores de algodón para reducir el uso de productos químicos mediante el empleo de ciertos aspectos del control biológico a fin de reducir las toxinas que permanecen en la tierra y fluyen hacia los sistemas de agua.


Proceso de manufactura

  1. Cómo reducir los costos de mano de obra de fabricación sin reducir la plantilla
  2. Adopción de robots para cerrar la brecha laboral
  3. Tres métricas para guiar el desempeño laboral en la última milla
  4. Protección de su cadena de suministro del trabajo forzoso
  5. Guía para minoristas para optimizar la mano de obra y las operaciones posteriores a Covid
  6. Optimice la mano de obra existente para satisfacer la demanda del cliente
  7. Tres formas de abordar la escasez de mano de obra en la cadena de suministro
  8. Los robots ayudan a atraer trabajadores para abordar la escasez de mano de obra
  9. Automatización en aplicaciones de torneado de bajo volumen y alta mezcla
  10. Los cobots abordan la escasez de mano de obra para Friesens Corporation
  11. ¿La escasez de mano de obra lo deprimió? Conoce a M.A.C™