Способ золения кожевенного сырья

 

Изобретение относится к легкой промышленности. Цель изобретения - интенсификация золения при высоком качестве обработки. Способ осуществляется путем воздействия на кожевенное сырье водной суспензией гидроокиси кальция, обрабатываемой в магнитном поле. Воздействие на суспегзию осуществляют импульсами магнитного поля напряженностью 0,1-1,0 МА/м, каждый из которых имеет одно экстремальное значение при скорости нарастания и спада напряженности 10<SP POS="POST">3</SP>-10<SP POS="POST">6</SP> МА/м.с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИН

09) (1И д)) g С 14 С. 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g?/! AD!<<;, < р q цт!., < г.": .,."<."

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3742607/28-12 (22) 24.05.84 (46) 30.06,90, Вюл. М 24 (71) Московский технологический институт легкой промьппленности (72) В.С,Гончаров, И.С.Шестакова, В.И.Чесунов и И,Н.Наумов (53) 675.023.32(088,8) (56) Патент Германии h"- 108510, кл, 28а 1/00, 1898.

Изобретение относлтся к легкой промышленности, 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 сульфида натрия. Сущность золения заключается в том, что ионы

Са, имеющиеся в водной суспензии извести,диффундируют 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 скорости золения следующие: низкая степень диссоциации Са(ОН) в воде; наличие мощных гидратных оболочек, 2 (54) (57) СПОСОБ ЗОЛЕНИЯ КОЖЕВЕННОГО

СЫРЬЯ путем воздействия на него водной суспензией гидроокиси кальция, обрабатываемой в магнитном поле, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса золения, воздействие на суспензию осуществляют импульсами магнитного поля напряженностью 0,1-1,0 MA/м, каждый из которых имеет одно экстремальное значение при скорости нарастания и спада напряженности 10 -10 ИЛ/м с.

3 6.окружающих ионы Са и связанных е ними гидростатическими силами.

Ионы Са с окружающими их гидратными оболочками (" шубами" ) образуют в растворе комплекс, имеющий диаметр, значительно превышающий диаметр самих ионов Са+ . В результате значительно уменьшается коэффициент диффузии раствора в дерму.

Кроме того, оболочки экранируют ионы Са от окружающей среды, в частности от входящих в состав дермы белков, с которыми они должны реагировать в процессе золения, что снижает химическую активность суспензии. Для повышения скорости и качества обработки необходимо удалить или

:уменьшить объем гидратных оболочек вокруг ионов Са+ .путем активации суспензии.

Цель изобретения - интенсификация золения при высоком качестве обработки.

3 157463

На фиг. 1 показана установка для осуществления 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 объем гидратных оболочек (" шубы" ), окружающих ионы Са, повышается их подвижность и диффузионная способность суспензии, улучшается растворимость извести в воде. За счет уменьшения экранирующего влияния оболочки повышается химическая активность ионов

Са, . т.е. происходит активация суспензии. Такое импульсное электродинамическое активирующее воздействие на суспензию создается. излучателем, соединенным с генератором импульсов тока. Излучатель может быть встроен непосредственно в емкость, где обрабатывается сырье, преимущественно при неподвижной аппаратуре, или раз.мещается отдельно и:соединяется с емкостью, в которой находится обрабатываемое сырье, посредством трубопроводов, преимущественно при применении вращающейся аппаратуры.

Сырье 1 загружается в емкость 2, 30 например барабан, и заливается суспензией гидроокиси кальция (в некоторых случаях с добавкой сульфида натрия). Включается механизм обработки сырья, при этом барабан прн- 35 водится во вращение. Через теплообменник 3 и излучатель 4 создается поток суспензии через барабан, например, насосом. Одновременно с механизмом обработки сырья включается 49 генератор 5 импульсов тока, создающий в излучателе импульсное магнитное поле напряженностью О, 1-1,0 MA/ì.

В процессе золения суспензия последовательно проходит чеРез тепло- 45 обменник 3, служащий "для поддержания заданной температуры внутри емкости

2, и излучатель 4, активирующий раствор.

Процесс золения кожевенного сырья -связан со следующими физико-химическими изменениями суспензии, обусловливающими интенсификацию процесса, В емкости за счет механического воздействия, например переме55 шивания раствора, известь в основном распадается на частицы от единиц до сотен микрон, образующие взвесь.

Затем происходит частичное растворе3 4 ние извести и ее диссоциация на ионы

Са и ОН . Ионы Са + окружены сильно поляризованными гидратными. оболочками, имеющими радиус r 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. (фиг2).

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

1 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" )

r, (фиг. 4) и уменьшается масса комплекса. Уменьшение гидратных оболочек облегчает растворение микрочастиц и образование ионов .Са . В результате после воздействия импульсного электромагнитного поля повыша+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

Са имеют 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.

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, чЬЗЗ d

5 157

Диапазоны изменения параметров,определяющих режим обработки по предлагаемоSty способу, следующие: величина нап- ряженности магнитного поля в импульсе 0,1-1,0 MA/è; скорости нарастания и спада напряженности магнитного поля 10 -10 ИА/м .с.

Экспериментально установлено, что при напряженности менее О, 1 ИА/и энергия образующегося магнитного поля не достаточна.для создания условий отрыва гидроксильных групп от иона Са, а при напряженности более

1,0 ИА/м происходит нагрев суспензии свьппе допустимой для золения величины (+28 С). Кроме того, существенно возрастают потери энергии в йзлуча» теле и генераторе.

При скорости изменения магнитного поля менее 10ЗИА/м с напряженность электрического поля, образующегося в обьеме излучателя и по закону электромагнитной индукции пропорциональная скорости изменения магнитного поля не достаточна для дезориентации диполей гидратных оболочек и, следовательно, не происходит существенного разрушения последних, т.е. суспензия активируется слабо. Кроме того, с увеличением длительности на, растания импульсов возрастают энергетические затраты на создание импульсов. При скорости изменения магнитного поля свыше 10 ИА/м с существенб но возрастают непроизводительные тепловые потери энергии в суспензии, приводящие к ее перегреву, снижается эффективность обработки в связи с уменьшением толщины скин-слоя обмотки катушки излучателя (толщины наружного слоя проводника, по которому проходит импульсный ток).

Оптимальная форма импульсов напряженности магнитного поля близка к тругольной, причем практически импульс образуется двумя участками экспанент — нарастающей,,и спадающей i@(. фиг. 2), которые зависят от параметров излучателя и генератора импульсов тока. Обработка суспензии происходит в периоды изменения напряженности магнитного поля, поэтому форма испульсов не должна иметь плоских участков на вершине.

Исходя из граничных значений параметров магнитных импульсов, а также формы импульсов получаем, что дли тельность импульсов 3 + С (фиг. 2).

35 находится в пределах примерно 1100 мкс.

Как установлено экспериментально по скорости проникновения раствора в дерму при указанных режимах, суспензия сохраняет повьппенную активность в течение нескольких (1-3) часов. Исходя из этого -с учетом объема суспензии, находящейся в аппарате, определяется требуемая скорость течения суспензии, размеры и мощность излучателя, 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 при частоте следования импульсов 1-5 Гц и скорости движения суспенэии 0,050,25 м/с, Химико-технологические параметры к которым относятся жидкостный коэффициент, температура и концентрация исходной суспензии, при обработке предлагаемым способом аналогич. ны параметрам типовых методик обработки сырья, В таблице приведены сравнительные данные для голья и полуфабриката, полученные при обработке согласно предлагаемому и известному способам при производстве кож для верха обуви из шкур бычка мокросоленого консервирования. Анализ этих данных показывает, что для указанных диапазонов изменения параметров обработки продолжительность золения сокращается в 1,5-2,5 раза и в несколько увеличивается пористость полуфабриката, остальные показатели остаются в допустимых пределах. В то же время для параметров обработки, имеющих запредельные значения, ряд показателей качества не удовлетворяет норме. Так, например, при напряженности магнитного поля

0,08 ИА/м не удовлетворяют норме показатели ферментативно-термической устойчивости (ФТУ) и температура сваривания. При напряженности магнитного поля 1,2 ИА/м не удовлетворяют норме ФТУ и предел прочности полуфабриката при растяжении, Золение сырья происходит в рамном барабане при концентрации гашеной извести 8-10 г/л. Температура раствора 24-26 С. Указанные пара1574633 метры соответствуют типовой методике золения кожевенного сырья в бара банах. Циркуляция раствора производится 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 Гц. !

Пример 1. В рамном барабане обрабатывается полукожник..Напряженность магнитного поля в излучателе

0,1 MA/м, скорость изменения напряженности дроля 1(Р ИА/м.с. Продолжительность золения 5-6 ч. Показатель

ФТУ 55-60 мин, что соответствует норме.

Параметры обработки и показатели

Предлагаемый способ

Известный способ

1,0 .1,2

0,5

0,1

0,08.!

0,8 ° 10 10

1,2 ° 10

5 10 10

Показатели

7-8 4,5-6 4,6-5 4-5 10-12

55-65 55-60 50-60 45-50 55-65

10-1 1

65-70

104-106

5,6-6,0

102-104

5,2-5 3

15 17

18-20 18-20 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, MA/è

Скорость изменения магнитного поля, ИА/м с

Продолжительность золения, ч

ФТУ, мин

Температура свари-. вания полуфабриката после дубления, С

Содержание С О, Х

Предел прочности при растяжении, ИПа

Удлинение полуфабриката при нагрузке

10 МПа, Ж

Продолжительность золения такого же сырья, обработанного без активации суспензии, составляет 8-12 ч.

Пример 2. В рамном барабане производится золение шкур бычка.

Напряженность импульсов магнитного поля 0,5 MA/м, скорость изменения напряженности поля 5 10 + ИА/м с.

Продолжительность обработки 4,5-6 ч.

Пример 3, В рамном барабане производится золение яловки. Напряженность импульсного магнитного поля

1 MA/M> скорость изменения напряженности поля 10 И/м,.с. Продолжительность золенйя составляет 6-7 ч вместо 14-18 ч при. обработке без активации.

Качество обработки сырья и показатель ФТУ на всех режимах соответствуют норме.

105-108 105-110 105.-112 104-106

5,7-6,2 5,7-7,0 6,0-7, 1 5, 1-6,4

60-62 62-65 64-68 56-58

1574633 (Риг. f

1574633

gz u о Ф.

/ б

° ф

Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Огар Техред М.Дидык

Заказ 1758 Тираж 339 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издатепьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101