Способ золения кожевенного сырья

(54) ( СЫРЬЯ ной су обраба о т л инцель ния,ществл напря из ко значе спада ко- теЦель изобретениязоления при высокомботки. интенсификациячестве обраОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧЯРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Московский технологическитститут легкой промьппленности(56) Патент Германии Р 108510,кл, 28 а 1/00, 1898,Изобретение относлтся к легкои промьппленности, в частности к кожевенной, и предназначено для осуществления жидкостных процессов производства кож.Одним из основных технологических процессов производства кож, при котором Формируется их структура, является золение - обработка сырья водной суспензией гидроокиси кальция с добавкой сульйида натрия. Сущность золения заключается в том, что ионы Са , имеющиеся в водной суспензии извести,дидФундируют в сырье, взаимодействуют с межволоконным веществом и коллагеновыми волокнами и изменяют структуру дермы в нужном направлении Процесс золения продолжителен, Например, золение шкур бычка в барабане продолжается 10-12 ч, а бычины тяжелой 48-60 ч. Причины низкой с рости золения следующие: низкая с пень диссоциации Са(ОН)1 в воде; наличие мощных гидратных оболочек,7) СПОСОБ ЗОЛЕ 1 ИЯ КОлпутем воздействия наспензией гидроокиси ктываемой в магнитноми ч а ю щ и й с я тем,интенсификации процесоздействие на суспензяют импульсами магнитенностью 0,1-1,0 МА/м,орых имеет одно экстреие при скорости нарастнапряженности 10 -103 6 ЮВЕННОГО него вод альцня, поле,что, с са золеию осуюго полкаждый мальное ания и МЛ/м с. окружающих ионы Саи связанных е ними гидростатическими силами.Ионы Са с окружающими их гидратными оболочками (" шубами" ) образуют в растворе комплекс, имеющий диаметр, значительно превьппающий диаметр самих ионов Са +. В результате значительно уменьшается коэфи циент дид 4 узии раствора в дерму.Кроме того, оболочки экранируют ионы Са от окружающей среды, в част ности от входящих в состав дермы белков, с которыми они должны реаги ровать в процессе золения, что снижает химическую активность суспензии. Для повьппения скорости и качес ва обработки необходимо удалить илиуменьшить объем гидратных оболочек вокруг ионов Саф.путем активации суспензии, 3 157463На фиг. 1 показана установка дляосуществления предлагаемого способа;на фиг. 2 - схема образования электромагнитного поля; на фиг. 3 и 4 -схема образования и разрыва гидратных оболочек.В результате обработки по предлагаемому способу уменьшается объемгидратных оболочек "шубы"), окружающих ионы Са+, повышается их подвижность и диффузионная способностьсуспензии, улучшается растворимостьизвести в воде. За счет уменьшенияэкранирующего влияния оболочки повышается химическая активность ионовСа,. т.е. происходит активация суспензии. Такое импульсное электродинамическое активирующее воздействиена суспензию создается. излучателем,соединенным с генератором импульсов20тока. Излучатель может быть встроеннепосредственно в емкость, где обрабатывается сырье, преимущественнопри неподвижной аппаратуре, или раз.мещается отдельно и:соединяется семкостью, в которой находится обрабатываемое сырье, посредством трубопроводов, преимущественно при применении вращающейся аппаратуры.Сырье 1 загружается в емкость 2, 30например барабан, и заливается суспензией гидроокиси кальция (в некоторых случаях с добавкой сульфиданатрия). Включается механизм обработки сырья, при этом барабан прнводится во вращение. Через теплообменник 3 и излучатель 4 создаетсяпоток суспензии через барабан, например, насосом. Одновременно с механизмом обработки сырья включается 40генератор 5 импульсов тока, создающий в излучателе импульсное магнитное поле напряженностью О, 1-1,0 МА/м.В процессе золения суспензия последовательно проходит через теплообменник 3, служащий "для поддержаниязаданной температуры внутри емкости2, и излучатель 4, активирующийраствор.Процесс золения кожевенного сырья -связан со следующими физико-химическими изменениями суспензии,обусловливающими интенсификацию процесса, В емкости за счет механического воздействия, например переме 55шивания раствора, известь в основномраспадается на частицы от единиц досотен микрон, образующие взвесь.Затем происходит частичное растворе 3 4ние извести и ее диссоциация на ионы Саф и ОН . Ионы Саф окружены сильно поляризованными гидратными. оболочками, имеющими радиус г , энергия которых убывает по мере удаления от центрального иона (фиг. 3), Такая суспензия имеет рН 12-13, т,е, ярко выраженную щелочную среду. В излучателе на эту суспензию действуют импульсы магнитного поля с крутыми фронтами нарастания и спада фиг 2). В процессе изменения напряженности магнитного поля согласно закону электромагнитной индукции во всем объеме излучателя, в том.числе и в областях гидратных оболочек, наводится импульсное электрическое поле К (фиг,2), Взаимодействие этого электрического поля с полями гидроксильных групп, образующих оболочки и имеющих значительный дипольный момент, равный 1,84 дебая, приводит к добавлению последним кинематической энергии, достаточной для их дезориентации и отрыву от центрального иона Са+ или частиц Са(ОН), которые также окружены такими группами, В результате уменьшается радиус оболочки (" шубы" ) г, Миг. 4) и уменьшается масса комплекса. Уменьшение гидратных оболочек облегчает растворение микрочастиц и образование ионов .Са . В результате после воздействия импульсного электромагнитного поля повышаГ 2 ется как концентрация ионов Са в растворе, так и их активность. Обработанная таким образом суспензия от излучателя вновь подается в емкость и воздействует на сырье.Благодаря высокой диффузионной способности суспензии, обработанной импульсным магнитным полем, ионы Саимеют возможность глубже проникать внутрь коллагеновых волокон и фибрилл, образующих структуру дермы, что положительно сказывается на пористости кож, их удельной поверхности, паро- и влагопроницаемости, т,е. основных показателях качества.Р Предлагаемый способ золения сырья эффективен только в том случае, если энергия электромагнитного поля соответствует энергии, необходимой для разрушения или ослабления гидратных оболочек вокруг ионов Са и удовлетворяет технологическим условиям обра ботки,4 ЬЗЗ б 40 45 50 55 5 157Диапазоны изменения параметров,определяющих режим обработки по предлагаемому способу, следующие: величина нап-ряженности магнитного поля в импульсе 0,1-1,0 МА/м; скорости нарастанияи спада напряженности магнитного поля 10 -10 МА/м .с.Экспериментально установлено, чтопри напряженности менее О, 1 МА/иэнергия образующегося магнитного поля не достаточна.для создания условий отрыва гидроксильных групп отиона Са, а при напряженности более1,0 МА/м происходит нагрев суспензиисвьппе допустимой для золения величины (+28 С). Кроме того, существенновозрастают потери энергии в йзлучателе и генераторе.При скорости изменения магнитногополя менее 10 ЗМА/м с напряженностьэлектрического поля, образующегосяв обьеме излучателя и по закону электромагнитной индукции пропорциональная скорости изменения магнитногополя не достаточна для дезориентации диполей гидратных оболочек и,следовательно, не происходит существенного разрушения последних, т.е.суспензия активируется слабо. Крометого, с увеличением длительности на, растания импульсов возрастают энергетические затраты на создание импульсов. При скорости изменения магнитного поля свьппе 10 МА/м с существенбно возрастают непроизводительные тепловые потери энергии в суспензии,приводящие к ее перегреву, снижается эффективность обработки в связис уменьшением толщины скин-слояобмотки катушки излучателя (толщинынаружного слоя проводника, по которому проходит импульсный ток).Оптимальная форма импульсов напряженности магнитного поля близка ктругольной, причем практически импульс образуется двумя участкамиэкспанент - нарастающей ,и спадающейК фиг. 2), которые зависятот параметров излучателя и генератора импульсов тока. Обработка суспензии происходит в периоды изменениянапряженности магнитного поля, поэтому форма испульсов не должна иметьплоских участков на вершине,Исходя из граничных значений параметров магнитных импульсов, а также формы импульсов получаем, что дли тельность импульсов 3 + С (фиг. 2). 5 10 15 20 25 30 35 находится в пределах примерно 1100 мкс,Как установлено экспериментальнопо скорости проникновения растворав дерму .при указанных режимах, суспензия сохраняет повьппенную активность в течение нескольких (1-3) часов. Исходя из этого с учетом объемасуспензии, находящейся в аппарате,определяется требуемая скорость течения суспензии, размеры и мощностьизлучателя, частота следования импульсов. Частота .следования импульсов устанавливается исходя из условия, при котором каждый объем суспензии подвергался бы минимум одному импульсному воздействию за время от 1 до 3 ч. Применительно к барабанам это условие выполняется причастоте следования импульсов 1-5 Гци скорости движения суспенэии 0,050,25 м/с,Химико-технологические параметры к которым относятся жидкостныйкоэффициент, температура и концентрация исходной суспензии, при обработке предлагаемым способом аналогичны параметрам типовых методик обработки сырьяВ таблице приведены сравнительные данные для голья и полуфабриката, полученные при обработке согласно предлагаемому и известномуспособам при производстве кож дляверха обуви из шкур бычка мокросоленого консервирования. Анализ этихданных показывает, что для указанных диапазонов изменения параметровобработки продолжительность золения сокращается в 1,5-2,5 раза и в несколько увеличивается пористость полуфабриката, остальные показателиостаются в допустимых пределах. Вто же время для параметров обработки, имеющих запредельные значения,ряд показателей качества не удовлетворяет норме. Так, например, принапряженности магнитного поля0,08 МА/м не удовлетворяют норме показатели ферментативно-термическойустойчивости (фТУ) и температурасваривания. При напряженности магнитного поля 1,2 МА/м не удовлетворяют норме фТУ и предел прочностиполуфабриката при растяжении,Золение сырья происходит в рамном барабане при концентрации гашеной извести 8-10 г/л. Температурараствора 24-26 С. Указанные пара1574633 метры соответствуют типовой методике золения кожевенного сырья в бара банах. Циркуляция раствора произво" дится через излучатель диаметром 50 мм и длиной 150 мм, Скорость движения суспензии через излучатель 0,05-0,25 м/с. Частота следования импульсов магнитного поля, необходимая для активации всей суспензии, . проходящей через излучатель, составляет 1-5 ГцеП р и м е р 1. В рамном барабане обрабатывается полукожнике .Напряжен ность магнитного поля в излучателе 0,1 ИА/м, скорость изменения напряженности дроля 1(Р МА/м с. Продолжительность золения 5-6 ч. Показатель ФТУ 55-60 мин, что соответствуетнорме. 20 Параметры обработки и показа- тели Предлагаемый способ Известныйспособ 1,0 .1,2 0,5 0,1 0,08 1,210 5 10 ф 10Показатели 7-8 4,5-6 4,6-5 4-5 10-12 55-65 55-60 50-60 45-50 55-65 10-11 65-70 104-106 5,6-6,0 102-104 5,2-5,3 15-17 18-20 13-20 17-20 14-16 17-20 24,9-28,0 24,8-27,3 25,3- 24,9- 24,5- 24,526,7 28,2 27,6 29,2 Пористость полуфабриката, Х 56-57 58-61 Напряженность магнитного поля, МА/м Скорость изменения магнитного поля, МА/м сПродолжительность золения, чФТУ, минТемпература свари-. вания полуфабриката после дубления,С Содержание СО, Х Предел прочности при растяжении, ИПа Удлинение полуфабриката при нагрузке 10 МПа, Ж Продолжительность золения такого же сырья, обработанного без актива" ции суспензии, составляет 8-12 ч.П р и м е р 2, В рамном барабане производится золение шкур бычка.Напряженность импульсов магнитного поля 0,5 ИА/м, скорость изменения напряженности поля 5 10ИА/м с.Продолжительность обработки 4,5-6 ч.П р и м е р 3, В. рамном барабане производится золение яловки, Напряженность импульсного магнитного поля 1 МА/м, скорость изменения напряженности поля 10 И/м .с. 11 родолжительность золенйя составляет 6-7 ч вместо 14-18 ч при обработке без активации.Качество обработки сырья и показатель ФТУ на всех режимах соответствуют норме. 105-103 105-110 105.-112 104-106 5,7-6,2 5,7-7,0 6,0-7, 1 5, 1-6,4 60-62 62-65 64-63 56-53Ю/ Заказ 1758 Тираж 339 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк113035, Москва, Ж, Раушская наб., д но-издатепьский комбинат "Патент", г. Уж ггиям при ГКНТ СЧСР4/5