อุตสาหกรรมสิ่งทอมีโครงสร้างอุตสาหกรรมค่อนข้างใหญ่ดังแสดงในรูปที่ 1 ดังนั้นเพื่อให้การจัดการพลังงานสามารถทำได้อย่างเป็นระบบเราจึงต้องแยกเจาะลงไปในแต่ละกลุ่ม

อุตสาหกรรมผลิตเส้นใย เป็นอุตสาหกรรมต้นน้ำของอุตสาหกรรมสิ่งทอ มีโรงงานไม่มากเป็นโรงงานขนาดใหญ่ (20 แห่ง) จ้างแรงงานกว่า 10,000 คน เนื่องจากต้องลงทุนเทคโนโลยีสูง จึงต้องติดตั้งกำลังการผลิตมากเพื่อให้คุ้มค่าต่อการลงทุน ทำให้กำลังผลิตในประเทศและภูมิภาคเอเชียมีกำลังการผลิตส่วนเกินจากความต้องการมาก ต้นทุนการผลิตสูง วัตถุดิบกว่าร้อยละ 90 นำเข้า การจัดการพลังงานจึงสำคัญ เพื่อความอยู่รอดในการแข่งขัน 

เส้นใยประดิษฐ์ คือ เส้นใยที่แปลงจากวัสดุธรรมชาติ ได้แก่ เรยอน เป็นต้น และเส้นใยสังเคราะห์ (Synthetic Fiber) ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ ไนลอน อะคริลิก โอลิฟิน โดยโพลีเอสเตอร์ใช้มากที่สุดสัดส่วน 48 % ตามด้วย ไนลอน 42 % ที่เหลือคืออะคริลิกและโอลิฟิน

กระบวนการผลิต

กระบวนการผลิตเส้นใยเป็นการทำปฏิกิริยาเคมี มีเครื่องปฏิกรณ์สูง 12 เมตร (ราวตึก 5 ชั้น) ควบคุมการทำงาน อุณหภูมิ ความดัน อัตโนมัติด้วยระบบคอมพิวเตอร์จากห้องควบคุม กระบวนการผลิตของแต่ละประเภทเส้นใย จะมีการใช้สารเคมีแตกต่างกัน ในที่นี้จะกล่าวถึงกระบวนการผลิตโพลีเอสเตอร์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการใช้งานมากที่สุด

4.ควบอณู (Polymerization) ที่ความดัน 0.05 mmปรอท 295 C และ ทำการเผาเอทิลีนไกลคอลและนำกลับมาใช้ใหม่ ได้โพลิเมอร์เหลวนำไปใช้ในกระบวนการผลิต เม็ดชิพ PSY และ POY

5.   

5.2   ถ้าผลิตเส้นใยสั้น PSF โพลิเมอร์เหลวจะถูกส่งไปปั่นและเพิ่มความร้อน เพื่อให้เป็นเนื้อเดียว ไม่ตกตะกอน ทำให้เส้นใยไม่ขาดง่ายจากนั้น Metering pump ฉีดโพลิเมอร์เหลวผ่านรูเล็ก ๆ เพื่อทำให้เป็นเส้นใย เครื่องผลิต PSF จะถูกทำให้ร้อนด้วยไอความร้อนจากน้ำมันร้อน ส่วนเส้นใยที่ออกจากรูเล็ก ๆ จะผ่านลมเย็นเพื่อ ให้เส้นใยแข็งตัว  

การใช้พลังงาน

ต้นทุนพลังงานมีสัดส่วนประมาณ 12% ของต้นทุนการผลิต ส่วนต้นทุนอื่น ๆ ประกอบด้วยค่าวัตถุดิบ (95 % นำเข้า) 53 % ค่าแรง 6 %ค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักร ค่าใช้จ่ายในการขายและอื่น ๆ 29 % ค่าใช้จ่ายพลังงานความร้อนคิดเป็น 52 % ของการใช้พลังงานทั้งหมดส่วนไฟฟ้ามีสัดส่วน 48 %

ความร้อนแบ่งเป็น หม้อน้ำมันร้อน 48 % ของพลังงานความร้อนทั้งหมด หม้อไอน้ำสำหรับเครื่องทำน้ำเย็นแบบดูดซึม 29 % หม้อไอน้ำสำหรับกระบวนการผลิต 23 % การใช้ไฟฟ้าแบ่งเป็น เครื่องจักรในกระบวนการผลิตขนาด 35-75 kW มอเตอร์เครื่องกวนสารละลาย และปั๊มส่งจ่ายสารละลาย 55 % ปั๊มน้ำและหอผึ่งเย็น 15% ระบบอากาศอัด 12 % และ ที่เหลือ 18 % สำหรับระบบอื่น ๆ ได้แก่ ระบบบำบัดน้ำเสีย แสงสว่าง อินเวอร์เตอร์ 

การจัดการพลังงาน

เนื่องจากกระบวนการผลิตเป็นกระบวนการทางเคมีมีการควบคุมอัตโนมัติด้วยระบบคอมพิวเตอร์ และเครื่องจักรที่ใช้ไฟฟ้าจากมอเตอร์เครื่องกวนสารละลายและปั๊มสารละลาย การจัดการพลังงานจึงมุ่งเน้นที่ระบบสาธารณูปโภค

การใช้อุปกรณ์ควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ ปั๊มน้ำมันร้อน

น้ำมันเตาร้อนจะถูกปั๊มเพื่อทำความร้อนอุณหภูมิสูง 350 ^๐C ถ่ายเทให้กับเครื่องจักรกระบวนการผลิต มอเตอร์ปั๊มน้ำมันร้อนมีขนาดใหญ่ เช่น 130 kW และหลายแห่งใช้วิธีการหรี่วาล์วในการควบคุมอัตราการไหล ซึ่งหากมอเตอร์ขนาด 130 kW หรี่วาล์วเพื่อลดอัตราการไหล 20% มอเตอร์ไฟฟ้าลดลง 10% หรือ 13 kW แต่ถ้าใช้อินเวอร์เตอร์จะลดลง 50 % ที่อัตราการไหลเดียวกัน หรือ 65 kW ประหยัดได้ปีละกว่า 1 ล้านบาท คืนทุนไม่เกิน 2 ปี

การนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้จากหม้อน้ำมันร้อน

ความร้อนจากไอเสียของหม้อน้ำมันร้อนจะถูกนำมาอุ่นอากาศ จาก 30 ^๐C เป็น 180 ^๐C อุณหภูมิไอเสียลดลงเหลือ 260 ^๐C แต่ยังมีความร้อนเหลืออยู่ สามารถนำมาอุ่นน้ำป้อนหม้อไอน้ำสำหรับกระบวนการผลิตและหม้อไอน้ำสำหรับเครื่องทำน้ำเย็นแบบดูดซึม ถ้าน้ำป้อน 6 ตัน/ชั่วโมง อุณหภูมิ 90 ^๐C จะสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้เป็น 165 ^๐C จะประหยัดเชื้อเพลิงน้ำมันเตาในการผลิตไอน้ำได้ 192,000 ลิตร/ปี คิดเป็น 1.5 ล้านบาท/ปี คืนทุน 2 ปี

การใช้ระบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน/ความเย็น ร่วมโดยใช้เชื้อเพลิงแข็ง

ถ้าใช้เครื่องทำน้ำเย็นใช้ไฟฟ้าจะทำให้สัดส่วนการใช้ไฟฟ้าของโรงงานเพิ่มจาก 48 % เป็น 63 % ต้นทุนการผลิตน้ำเย็น 2.5 บาท/RT ในขณะที่ใช้เครื่องทำน้ำเย็นแบบดูดซึมโดยใช้น้ำมันเตาจะมีต้นทุนผลิตน้ำเย็น 2 บาท/RT แต่ถ้าใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงจะมีต้นทุน 1.5 บาท/RT  

การลงทุนติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้า ความร้อนและความเย็นร่วมโดยใช้หม้อไอน้ำชนิด Circulating Fluidize Bed ขนาด 70 ตัน/ชั่วโมง ความดัน 40 Bar ผลิตไฟฟ้าได้ 6 MW และไอน้ำที่ 12 ตัน/ชั่วโมง สำหรับผลิตความเย็น 2000 RT และ ไอน้ำ 10 ตัน/ชั่วโมง ความดัน 25 Bar สำหรับกระบวนการผลิต จะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ 75 ล้านบาท/ปี คืนทุนภายใน 4 ปี เป็นต้น

เอกสารอ้างอิง

- การอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรมสิ่งทอ, เอกสารประกอบการอบรมผู้เชี่ยวชาญด้านอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรมสิ่งทอ, ศูนย์อนุรักษ์พลังงานแห่งประเทศไทย