วัชระ มั่งวิทิตกุล
Manager, Facility Optimization, Honeywell Southeast Asia
Wachara.Mungwititkul@honeywell.com                           

อุตสาหกรรมสิ่งทอมีโครงสร้างอุตสาหกรรมค่อนข้างใหญ่ดังแสดงในรูปที่ 1 ดังนั้นเพื่อให้การจัดการพลังงานสามารถทำได้อย่างเป็นระบบเราจึงต้องแยกเจาะลงไปในแต่ละกลุ่ม

รูปที่ 1 โครงสร้างอุตสาหกรรมสิ่งทอ

สำหรับบทความนี้จะเน้นการจัดการพลังงานใน อุตสาหกรรมทอผ้า ซึ่งมีอยู่กว่า 1,000 แห่ง และในจำนวนนี้กว่า 90%เป็นโรงงานขนาดกลางและเล็ก มีการจ้างงานกว่า 50,000 คน และ 80% ของการผลิตผ้าผืนสำหรับใช้ภายในประเทศ

เทคโนโลยีที่ใช้มีทั้งประเภทที่ต้องใช้แรงงานและพลังงานมากคือ เครื่องทอแบบกระสวย (Shuttle Loom) ความเร็วการทอต่ำ แต่ลงทุนต่ำ ทำให้โรงงานขนาดกลางและเล็กนิยมใช้ ในขณะที่เครื่องทอแบบไร้กระสวย (Shuttleless Loom) ให้ผลผลิตดีกว่า ผลิตได้เร็ว ต้นทุนแรงงานและพลังงานต่ำกว่า แต่ลงทุนสูงกว่า

1. กระบวนการผลิต

การทอผ้าคือการนำเส้นด้าย 2 ชุดมาสานกัน เส้นด้ายชุดแรกวางแนวยาวของผ้า เรียกว่า เส้นด้ายยืน (Warp) และเส้นด้ายชุดที่สองวางตามขวางของผ้าให้เกิดการขัดสานกับด้ายยืน เรียกว่าเส้นด้ายพุ่ง (Weft) การขัดกันระหว่างเส้นด้ายทั้ง 2 ชุด ทำให้ได้ผ้าผืนที่มีโครงสร้างต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับลวดลายที่ต้องการ

กระบวนการทอผ้า แบ่งเป็นขั้นตอนหลักดังนี้
1. การย้อมสีเส้นด้าย (Yarn Dyeing & Drying )
2. การกรอด้าย (Winding) 
3. การสืบด้ายและลงแป้ง (Wrapping & Sizing) 
4. การทอผ้า (Weaving)   

วัตถุประสงค์เพื่อย้อมสีเส้นด้ายที่ต้องการนำไปทอ เพื่อให้ผ้าทอมีลวดลายที่กำหนด หลังจากย้อมสีแล้วทำการอบแห้ง ก่อนนำไปกรอ 

คล้ายกับการกรอด้าย กระบวนการปั่นด้าย แต่การกรอด้ายในกระบวนการทอ เป็นการกรอด้ายพุ่งและกรอด้ายยืน เพื่อเตรียมเส้นด้าย ให้เหมาะสมกับการนำไปสืบด้ายยืนและนำไปเป็นเส้นด้ายพุ่งสำหรับเครื่องทอผ้า

เป็นการนำเอาเส้นด้ายจากลูกด้าย มาวางเรียงอย่างเป็นระเบียบและมีจำนวนตามต้องการก่อนม้วนเก็บลงบีม เป็นการเตรียมด้ายยืนสำหรับทอผ้า

ในการทอเส้นด้ายยืน จะเกิดการเสียดสี กับอุปกรณ์เครื่องทอและอาจทำให้เส้นด้ายขาด ดังนั้นจึงต้องลงแป้งเส้นด้ายยืนเพื่อลดอัตราการขาดของเส้นด้าย โดยมอเตอร์ขับเครื่องลงแป้งให้เส้นด้ายเคลื่อนที่ผ่านอ่างแป้ง แล้วจึงทำการอบแห้งให้แป้งเคลือบบนเส้นด้าย โดยเส้นด้ายเคลื่อนที่แนบกับผิวลูกกลิ้งที่มีไอน้ำจ่ายภายในลูกกลิ้ง 

การนำเส้นด้ายมาสานกัน โดยใช้เครื่องทอผ้าแบบไร้กระสวย หรือแบบกระสวย

ต้นทุนพลังงานมีสัดส่วนประมาณ 15% ของต้นทุนการผลิต ส่วนต้นทุนอื่น ๆ ประกอบด้วยค่าวัตถุดิบ 35% ค่าแรง 10% ค่าใช้จ่ายอื่น ๆ (ค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักร ค่าใช้จ่ายในการขาย) 40%

ไฟฟ้าเป็นพลังงานหลักที่ใช้ในโรงงานทอผ้า ไฟฟ้าคิดเป็น 80% ของการใช้พลังงาน (8,000 kWh/ตันผ้า) พลังงานความร้อน 20% (5,000 MJ/ตันผ้า) แต่ถ้ามีขั้นตอนการย้อมสีเส้นด้ายด้วยจะมีการใช้พลังงานความร้อนมากขึ้น

รูปที่ 2 การไหลของพลังงาน

3. การจัดการพลังงาน

จากรูปการไหลของพลังงานจะเห็นว่า การใช้พลังงานไฟฟ้าหลัก ๆ คือขั้นตอนการทอผ้า ซึ่งมีสัดส่วนกว่า 75% ของการใช้พลังงานทั้งหมด ดังนั้นเราจึงเน้นไปที่ขั้นตอนนี้เป็นหลัก

• การควบคุมระบบปรับอากาศให้เหมาะสม จากรูปการไหลพลังงาน ระบบปรับอากาศใช้พลังงานไฟฟ้า 1,200 kWh/ตันผ้า หรือประมาณ 15% ของการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมด การปรับความชื้นและอุณหภูมิที่เหมาะสมจะเพิ่มประสิทธิภาพการทอผ้าให้สูงขึ้น กล่าวคือโรงงานทอผ้าที่มีประสิทธิภาพการทอผ้าเกิน 90% จะควบคุมอุณหภูมิในโรงทอระหว่าง 24-29 ^๐C และ RH 58-65%

แต่ถ้าโรงทอที่อุณหภูมิภายใน 30-34 ^๐C และ RH สูงกว่า 65% เส้นด้ายขณะทอผ้าจะขาดบ่อย ประสิทธิภาพการทอจะลดลง เช่น ถ้าอัตราการขาดเพียงจาก 2 ครั้ง/ชั่วโมง เป็น 1 ครั้ง/ชั่วโมง โดยเวลาหยุดเครื่องและรอต่อเส้นด้าย 4 นาที/ครั้ง จะช่วยเพิ่มผลผลิตได้กว่า 3 แสนบาทต่อปี

ถ้าหยุด 1 ครั้ง/ชั่วโมง
      เวลาหยุด 4 x 1 = 4 นาที/ชั่วโมง
      เวลาเดินเครื่อง 60-4 = 56 นาที/ชั่วโมง
      ดังนั้น ประสิทธิภาพการทอ 56/60 x 100 = 93.3% 
      ประสิทธิภาพการทอเพิ่มขึ้น 6.7% 

ผลผลิตมากขึ้น 7,702 หลา/เครื่อง/ปี ถ้าราคาผ้า 50 บาท/หลา ทำให้ผลผลิตมากขึ้น 385,100 บาท/เครื่อง/ปี

• เปลี่ยนเครื่องทอแบบกระสวยเป็นแบบไร้กระสวย เครื่องทอแบบมีกระสวยใช้พลังงานมากกว่าเครื่องทอแบบไร้กระสวย 1.5 เท่า เนื่องจากต้องใช้พลังงานมากในการตีกระสวยที่มีน้ำหนักกว่าครึ่งกิโลกรัม ให้พาเส้นด้ายพุ่งเพียงเส้นเดียววิ่งลอดเส้นด้ายยืน ส่วนเครื่องทอไร้กระสวยที่นิยมคือ ใช้ลมอัด (Air Jet) ในการส่งเส้นด้ายพุ่ง แต่เนื่องจากโรงงานทอผ้าเป็นโรงงานขนาดกลางและเล็ก จึงนิยมใช้เครื่องทอแบบกระสวยซึ่งราคาถูกกว่าเครื่องทอแบบไร้กระสวย 4-5 เท่า

ถ้าพิจารณาเฉพาะการประหยัดพลังงานอย่างเดียว อาจจะไม่น่าสนใจ แต่ถ้าพิจารณาเรื่องผลผลิตที่ได้มากขึ้น คุณภาพสม่ำเสมอ และการส่งมอบให้ลูกค้าได้ทันเวลา กล่าวคือ เครื่องทอแบบไร้กระสวยมีความเร็วประมาณ 550 รอบ/นาที ส่วนเครื่องทอแบบกระสวย 150 รอบ/นาที หรือ เร็วกว่า 4 เท่า 

ถ้าผ้าทอ 1 ผืน 120 หลา มีน้ำหนัก 18 กิโลกรัม เครื่องทอไร้กระสวยใช้พลังงาน 1500 kWh/ตันผ้า รวมกับพลังงานเครื่องอัดอากาศ 1000 kWh/ตันผ้า ส่วนเครื่องทอกระสวยใช้พลังงาน 4000 kWh/ตันผ้า ดังนั้น ที่ผ้าทอ 103,458 หลา มีน้ำหนัก 15.5 ตัน ใช้พลังงาน

ส่วนขั้นตอนการลงแป้งด้ายยืนนั้นมีการใช้พลังงานความร้อน 90% ของความร้อนจะสูญเสียที่ผิวลูกกลิ้ง ซึ่งตามแนวยาวของลูกกลิ้งสัมผัสกับเส้นด้ายโดยตรง ทำให้หลีกเลี่ยงความร้อนสูญเสียได้ยาก แต่ด้านข้างลูกกลิ้งสามารถลดความร้อนสูญเสียโดยการหุ้มฉนวน สำหรับขั้นตอนการย้อมสีเส้นด้าย (กรณีที่โรงทอมีขั้นตอนการย้อมสีอยู่ด้วย) จะใช้พลังงานความร้อนมาก จะกล่าวโดยละเอียดในบทความการจัดการพลังงานในอุตสาหกรรมฟอกย้อมต่อไป 

- การอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เอกสารประกอบการอบรมผู้เชี่ยวชาญด้านอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ศูนย์อนุรักษ์พลังงานแห่งประเทศไทย