способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок
Классы МПК: | C14B13/00 Измельчение обрезков шкур или кож |
Автор(ы): | Самонин В.В., Богданов Ю.В. |
Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью "АЛТ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-03-01 публикация патента:
09.08.1995 |
Сущность: кожевенные отходы замачивают в водной среде в течение 2-6 ч с добавлением гидролизующего агента соли щелочного металла при концентрации 0,5 3 мас. сушат при температуре 130 150°С в течение 20 80 мин и измельчают в сухом состоянии. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОЖЕВЕННЫХ ОТХОДОВ В КОЖЕВЕННЫЙ ПОРОШОК, заключающийся в замачивании в водной среде кожевенных отходов, последующей сушке в течение 20 80 мин и измельчении в сухом состоянии, отличающийся тем, что замачивание в водной среде проводят в течение 2 6 ч с добавлением гидролизующего агента соли щелочного металла при концентрации последней 0,5 3 мас. а сушку ведут при 130 150oС.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано для утилизации отходов кожевенного сырья. Известны разные способы утилизации отходов кожевенного сырья, технология которых определяется назначением переработанного материала, а именно использованием для получения кожеподобных синтетических материалов определенной структуры, внешнего вида или с заданными свойствами. Основными приемами обработки кожевенного сырья при его утилизации являются разволокнение в водной среде для получения коллагенсодержащих волокон, которые используются как наполнитель при производстве составных или ворсовых кожеподобных материалов (1); охрупчивание коллагенсодержащих волокон для облегчения последующего механического размола в порошок путем определенной термообработки (2). Технология обработки кожевенного сырья (отходов) путем влагонасыщения и последующей термообработки перед механическим размолом получила широкое распространение в силу дешевизны, простоты выполнения, возможности ведения контроля за параметрами процесса и характеристиками получаемого измельченного кожевенного материала. Известен способ переработки кожевенных отходов путем разволокнения кожевенной массы в водной среде (1). Обработке поддаются любые виды кожевенных отходов, однако недостатком способа является высокая себестоимость из-за значительных энергозатрат и невысокая производительность. Известен способ получения гольевого порошка (2), в котором подготовку к измельчению отходов разволокнение и охрупчивание ведут в криогенной жидкости, само измельчение также в криогенной жидкости, а сушку порошка производят сублимацией. Недостатком известного способа является высокая себестоимость, необходимость применения специальной теплоизолирующей аппаратуры, трудности в переработке больших количеств кожевенных отходов. Известен способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок (3), наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому способу, заключающийся в замачивании в воде кожевенных отходов, последующей сушке и измельчении в сухом состоянии, в котором целью повышения дисперсности порошка при одновременном снижении анизодиаметричности частиц кожи замачивание проводят до влагосодержания 55-85% а сушку отходов ведут в течение 20-80 мин при температуре Т 150- 190оС. Получаемый этим способом после размола стальными кольцами порошок отличается высокой дисперсностью (средний диаметр частиц не превышает 20 мкм) и используется в качестве наполнителя при получении кожевенных материалов, причем наполнитель не имеет волокнистого строения. Параметры процесса влаготепловой обработки кожевенного сырья установлены экспериментально на основе характеристик получаемого порошка и в принципе связаны с ходом двухстадийного процесса трансформации белковой молекулы в процессе обработки. При наличии влаги в порах и поверхностных слоях кожи нагрев материала до температур порядка 100оС приводит к интенсивному испарению жидкости при поддержании изотермических условий в межпоровом пространстве, что ведет к конформации "свариваемой" молекулы белка, сохраняющей еще свою волокнистую структуру. После примерно 50 мин прогрева температура пара в межфибриллярном пространстве начинает расти, что способствует гидролизу полипептидных связей белка, приводит к деградации всей структуры в целом и потере молекулой фибриллярной структуры. Результатом является охрупчивание кожи, облегчающее последующий механический размол материала. Недостатком известного способа является невысокая производительность, обусловленная длительностью процесса влагонасыщения и охрупчивания материала, а также высокие энергозатраты на сушку его. Целью изобретения является повышение производительности и снижение энергоемкости процесса переработки кожевенного сырья в порошок. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, заключающемся в замачивании в водной среде кожевенных отходов, последующей сушке в течение 20-80 мин и измельчении в сухом состоянии, в соответствии с изобретением, замачивание проводят в течение 2-6 ч в водной среде с добавлением гидролизующего агента, например соли щелочного металла при концентрации последней 0,5-3 мас. а сушку ведут при температуре 130-150оС. Сущность изобретения заключается в следующем. Кожа по своему строению характеризуется наличием слоистой структуры из коллагеновых волокон длиной 25-110 мм, взаимопереплетенных сложным образом, что приводит к трению между волокнами, причем наивысший коэффициент трения имеет выдубленное сырье. В процессе разволокнения кожи коэффициент трения снижается, что облегчает соскальзывание перекрещивающихся слоев. Введение гидролизирующего агента в водную среду для замачивания кожи ускоряет разволокнение кожи вследствие химического воздействия на дубильный комплекс и изменения вида воздействия среды на материал по сравнению с прототипом, что выражается в степени охрупчивания материала и резком увеличении производительности способа при размоле сырья после сушки именно в порошок. Последнее не является очевидным и не следует из анализа известных технических решений, что позволяет считать изобретение соответствующим критериям "новизна" и "изобретательский уровень". В качестве гидролизующего агента используют соли щелочных металлов (хлориды, карбонаты), такие как КСl, NaCl, Na2CO3. Концентрация последних (0,5-3% ) и время обработки (2-6 ч) исходного кожевенного сырья определены экспериментально из условия максимальной производительности процесса при получении порошка с диаметром частиц менее 100 мкм. За базу сравнения принята производительность способа-прототипа при размоле сырья до частиц аналогичного размера (порядка 150 кг/ч). Установлено, что при концентрации гидролизующего агента в водной среде С < 0,5 мас. гидролиз кожи практически не идет и время влагообработки, необходимое для получения порошка, значительно возрастает. При величине С > 3% возрастает расход реагента без существенного сокращения времени гидролиза. Длительность замачивания согласована по времени с применяемой концентрацией гидролизующего агента. При замачивании исходного кожевенного сырья с применением гидролизующего агента удается снизить температуру сушки до 130-150оС без ущерба для процесса охрупчивания коллагенсодержащих волокон кожи, о чем свидетельствует структурный показатель, определяемый соотношением размеров волокон и частиц в порошке (устанавливается под микроскопом). При этом производительность способа остается высокой, в то время как при снижении температуры сушки ниже 130оС она резко падает, а доля волокон в размоле возрастает. При температуре, превышающей 150оС, степень охрупчивания и производительность способа меняются незначительно, а 20%-увеличение температуры сушки сырья может приводить к его обугливанию, одновременно возрастают и энергозатраты на сушку материала. Таким образом, предлагаемый режим обработки отходов кожевенного сырья является оптимальным с точки зрения производительности и экономичности способа. Переработка кожевенного сырья в кожевенный порошок по предлагаемой технологии позволяет достичь при получении порошка с диаметром частиц не более 100 мкм производительности М 160-450 кг/ч при насыпной плотности порошка![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/916.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/945.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/916.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/945.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/916.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/945.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041264/8771.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/916.gif)
![способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, патент № 2041264](/images/patents/431/2041005/945.gif)