способ сушки кож хромового дубления и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ сушки кож хромового дубления путем обдува их теплоносителем через паропроницаемые ленты, отличающийся тем, что в качестве паропроницаемых лент используют ситовую ткань из термостойких мононитей диаметром 0,1 - 0,3 мм и коэффициентов живого сечения 0,48 - 1,0, обдув осуществляют в две стадии, при этом температура теплоносителя на второй стадии ниже его температуры на первой стадии на 10 - 30^oC.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии обдув осуществляют до относительной влажности 22 - 25% теплоносителем с температурой 80 - 120^oC, влагосодержанием 150 - 200 г/кг с.в. при скорости его подачи 2,0 - 5,0 м/с, а на второй стадии обдув осуществляют теплоносителем с температурой 70 - 90^oC, влагосодержанием 100 - 150 г/кг с.в. при скорости его подачи 1,5 - 3,0 м/с до конечной относительной влажности 14 - 16%.

3. Установка для сушки кож хромого метода дубления, содержащая смонтированное в сушильной камере устройство для транспортирования кож, включающее две бесконечные паропроницаемые ленты, установленные на валах с возможностью совместного перемещения в одном направлении, систему вентиляции и нагрева воздуха, отличающаяся тем, что паропроницаемые ленты имеют на продольных кромках наружной поверхности буртики, устройство для транспортирования кож снабжено упорами, установленными между валами с возможностью взаимодействия с буртиками, валы имеют пазы в местах соприкосновения с буртиками.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что буртики выполнены зигзагообразной или спиральной формы.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что упоры выполнены в виде подпружиненных роликов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано при производстве кож, преимущественно хромового метода дубления.

Известен способ сушки кож хромового дубления, при котором сушка выполняется конвективным способом в проходных сушилках в две стадии. Первая стадия выполняется при температуре 60^oC в течение 6 - 8 ч до влажности 22 - 26%. Вторая стадия - при температуре 45^oC в течение 2 - 4 ч до влажности 14 - 16% (Справочник кожевника. Отделка. Контроль производства. /Под ред. М.А. Балберововой, 1987, с.13). Проведение конвективной сушки характеризуется большей длительностью процесса сушки, требует больших производственных площадей, металлоемких установок.

Известен способ сушки материалов (авт.св. СССР N 153148, 1963), при котором подлежащий сушке материал помещают в неподвижную пористую оболочку, предотвращающую перегрев поверхностных слоев материала, и подвергают обогреву. Однако этот способ нельзя применить для кож, так как поместить каждую влажную кожу в пористую оболочку, равномерно облегчающую ее по площади, не представляется возможным.

Известен также способ сушки кож хромового метода дубления путем обдува их теплоносителем через паропроницаемые ленты. (Соколов В.И. и др. Кожевенная промышленность. Вып. 3. Интенсификация процесса сушки кож. М.: ЦНИИТЭИ Легпром. 1977, с. 5). Обдув кож теплоносителем через паропроницаемые ленты осуществляют при транспортировании кож через сушильную камеру, что значительно сокращает продолжительность сушки. Однако воздействие теплоносителя с температурой 170^oC в одностадийной сушке приводит к ухудшению качества кож, так как пересыхают поверхностные слои, не обеспечивается равномерная сушка всей поверхности кож и повышается усадка.

Известна установка для сушки кож (авт.св. СССР N 1399345, кл. C 14 B 1/58, 1988), содержащая сушильную камеру с тепловентиляционной системой и барабаном, установленным внутри сушильной камеры, намоточный вал и средство перемещения кож в виде плетенной стержневой секционной сетки, закрепленной одним концом на барабане, а другим - на намоточном валу. Работа этой установки осуществляется в следующей последовательности: укладка мокрых кож на ленту, перемещение кожи между лентами в сушильную камеру, процесс сушки начинается после заполнения барабана. После окончания процесса ленты перематываются на намоточный вал вне камеры и кожи удаляются из камеры. Таким образом установка работает, как камерная сушилка непроходного типа. Эта установка не может быть агрегирована в поточную линию с другими агрегатами отделочного производства. Помимо этого, высокое сопротивление движению воздуха между элементами сетки приводит к увеличению расхода электроэнергии. Возможны также отпечатки на коже элементов сетки.

Известна установка для сушки кож ("Das Leder", N 12, 1971, с.283), состоящая из камеры, в которой находятся плоские нагревательные секции, расположенные горизонтально друг над другом, две транспортные ленты и устройство для их натяжения и перемещения. Кожа транспортируется между лентами, поочередно огибая нагревательные секции и прижимаясь к ним лицевой или бахтармяной поверхностью, и влага испаряется поочередно с одной или другой стороны.

Высушивание влаги только с одной поверхности вдвое увеличивает длительность процесса. Кроме того, применение этой установки затруднительно, так как при перемещении кож, которые имеют различную форму, неодинаковую полость по площади, центр тяжести будет прилагаться к транспортным лентам в разных местах. Такое перемещение кож в многоярусной конструкции будет приводить к сходу транспортных лент с валов.

Известна также установка для сушки кож, содержащая смонтированное в сушильной камере устройство для транспортирования кож, включающее две бесконечные паропроницаемые ленты, установленные на валах с возможностью совместного перемещения в одном направлении, систему вентиляции и нагрева воздуха (Соколов В.И. и др. Кожевенная промышленность. Вып. 3. Интенсификация процесса сушки кож. -М.: ЦНИИТЭИ Легпром, 1977, с.16).

Установка паропроницаемых лент между прижимными направляющими роликами в сушильной камере с возможностью огибания приводных валов приводит к сползанию транспортных лент с приводных валов вследствие различного центра тяжести кож, перемещающихся между лентами.

В основу изобретения положена задача создать такие способ и устройство для сушки кож хромового метода дубления, в которых новые условия выполнения действий в способе - введение нового материала паропроницаемых лент и управление градиентами температуры и влажности высушиваемых кож, новая конструкция паропроницаемых лент и введение новых элементов в устройство позволяют повысить качество кож и предотвратить сползание паропроницаемых лент в процессе работы, таким образом обеспечить надежность установки для сушки кож, благодаря чему достигалась бы возможность ее агрегирования в проходную линию отделочного производства.

Поставленная задача решается тем, что в способе сушки кож хромового метода дубления путем обдува их теплоносителем через паропроницаемые ленты согласно изобретению в качестве паропроницаемых лент используют ситовую ткань из термостойких мононитей диаметром 0,1 - 0,3 мм с коэффициентом живого сечения 0,48 - 1,0, обдув осуществляют в две стадии, при этом температура теплоносителя на второй стадии ниже его температуры на первой стадии на 10 - 30^oC.

Целесообразно, чтобы на первой стадии обдув осуществляли до относительной влажности 22 - 25% теплоносителем с температурой 80 - 120^oC, влагосодержанием 150 - 210^oC г/кг с.в. при скорости его подачи 2,0 - 0,5 м/с, а на второй стадии обдув осуществляли теплоносителем с температурой 70 - 90^oC, влагосодержанием 100 - 150 г/кг с.в. при скорости его подачи 1,5 - 3,0 м/с до конечной относительной влажности 14 - 16%.

Поставленная задача решается также тем, что в установке для сушки кож хромового метода дубления, содержащей смонтированное в сушильной камере устройство для транспортирования кож, включающее две бесконечные паропроницаемые ленты, установленные на валах с возможностью совместного перемещения в одном направлении, систему вентиляции и нагрева воздуха, согласно изобретению паропроницаемые ленты имеют на продольных кромках наружных поверхностей буртики, устройство для транспортирования кож снабжено упорами, установленными между валами с возможностью взаимодействия с буртиками, а валы имеют пазы в местах соприкосновения с буртиками.

Целесообразно, чтобы буртики были выполнены зигзагообразной или спиральной формы.

Целесообразно, чтобы упоры были выполнены в виде подпружиненных роликов.

Процесс сушки кож хромового метода дубления при высушивании до конечной влажности 14 - 16% протекает в два периода - период постоянной и период падающей скорости сушки. В период постоянной скорости сушки при конвективном подводе теплоты температура высушиваемого материала равна температуре мокрого термометра при параметрах теплоносителя. В период падающей скорости температура материала начинает повышаться и приближается в конце сушки к температуре теплоносителя.

Термостойкость кож хромового метода дубления определяется температурой сваривания, равной 105 - 110^oC. При термической обработке обводненных кож их температура должна быть на 30^oC меньше температуры сваривания. При высушивании термостойкость кож повышается.

В первой стадии сушки используются особенности кинетики процесса в периоде постоянной скорости сушки. Если теплоноситель имеет температуру меньше 80^oC, снижается интенсивность сушки и увеличивается общая продолжительность процесса. Если же температура выше 120^oC, уменьшается длительность периода постоянной скорости и температура кожи приближается к недопустимому пределу. Повышение влагосодержания воздуха увеличивает период постоянной скорости, а значит, увеличивает время, в течение которого можно применять теплоноситель с высокой температурой. Диапазон скорости теплоносителя определяет качество кожи и интенсивность сушки. Скорость меньше 2,0 м/с замедляет испарение влаги, а выше 5,0 м/с приводит к уменьшению периода постоянной скорости сушки и пересыханию поверхностных слоев. Диапазон конечной влажности кож 22 - 25% в первой стадии сушки определен окончанием периода постоянной скорости.

Подобным образом определены параметры теплоносителя во второй стадии сушки. Если температура теплоносителя будет ниже 70^oC, то интенсивность процесса уменьшается, если температуру повысить выше 90^oC, то произойдет пересушивание внешних слоев кожи, что приведет к необходимости последующего увлажнения кож и увеличению времени пролежки. Уменьшение влагосодержания воздуха ниже 100 г/кг с.в. приводит также к пересыханию поверхностных слоев, а увеличение выше 150 г/кг с.в. увеличивает длительность процесса. Аналогично, уменьшение скорости подачи теплоносителя ниже 1,5 м/с снижает интенсивность процесса, а повышение свыше 3,0 м/с пересушивает поверхностные слои.

Применение в качестве паропроницаемых лент ситовых тканей из мононитей диаметром выше 0,3 мм приводит к появлению отпечатков на коже, которые не удаляются при последующей обработке. Уменьшение диаметра мононитей ниже 0,1 мм снижает жесткость ситовой ткани. Она провисает, неравномерно облегает кожу, что приводит к появлению неравномерности высушивания кож по площади.

Уменьшение коэффициента живого сечения паропроницаемой ткани ниже 0,48 уменьшает интенсивность процесса и увеличивает его длительность. Увеличение коэффициента живого сечения выше 1,0 приводит к тому, что структура ткани становится неустойчивой и она быстро приходит в негодность, изменяется сила прижатия ленты к коже, что увеличивает усадку. Возможность испарения влаги с обеих поверхностей кожи позволяет сократить время сушки.

Двухстадийная сушка в предлагаемом диапазоне параметров и использование нового материала для паропроницаемых лент, благодаря оптимальному соотношению потока испаряющейся влаги с поверхности кож и потока пара, проходящего через паропроницаемую ленту, позволяют обеспечить высокое качество кож.

Наличие буртиков на продольных кромках наружных поверхностей лент, подвижных упоров, взаимодействующих с буртиками и растягивающих ленты в поперечном направлении, а также пазов на валах в местах соприкосновения с буртиками обеспечивают стабильное удержание паропроницаемых лент и между ними кож в процессе их транспортирования и непрерывность процесса загрузки, сушки, выгрузки, что позволяет повысить надежность работы установки для сушки кож, благодаря чему достигается возможность агрегирования установки для сушки кож в поточную линию с другими проходными машинами отделочного производства.

На фиг. 1 показана схема установки, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вал с лентами; на фиг. 5 - зигзагообразные буртики на лентах; на фиг. 6 - спиралевидные буртики на лентах.

Установка для сушки кож (фиг. 1) содержит сушильную камеру 1, внутри которой размещены две паропроницаемые ленты 2 и 3, огибающие валы 4, связанные с приводом 5, вентиляторы 6, калориферы 7 и кожи 8, подлежащие сушке. Сушильная камера 1 разделена на две зоны перегородкой 9. Ленты 2 и 3 имеют буртики 10 на продольных кромках 11 наружной поверхности. Валы 4 имеют пазы 12 и упоры 13, выполненные в виде роликов, установленные в горизонтальной плоскости между валами 4 вдоль продольных кромок 11 с возможностью взаимодействия я буртиками 10, и связаны с пружинами 14 для регулирования силы их натяжения.

Установка для сушки кож работает следующим образом.

С помощью привода 5 приводятся во вращение валы 4, которые перемещают одновременно две паропроницаемые ленты 2 и 3. Во время движения ленты удерживаются от схода с валов с помощью упоров в виде свободно вращающихся роликов 13, которые упираются в буртики 10, расположенные вдоль кромок лент 11. Сила натяжения буртиков роликами регулируется пружинами 14. Перемещение лент 2 и 3 происходит в потоке подогретого в калориферах 7 воздуха, циркуляция которого создается с помощью вентиляторов 6.

Влажная кожа 8 размещается на ленте 2, которая движется в сушильную камеру 1. Поступив в сушильную камеру, кожа сверху прижимается лентой 3 и в дальнейшем перемещается в камере, находясь между двух лент. В дальнейшем кожи укладываются на ленту 2 одна за другой по мере необходимости.

В сушильной камере ленты с кожами проходят через две зоны, образованные с помощью перегородки 9. В первой зоне обеспечиваются параметры теплоносителя для первой стадии сушки, во второй зоне устанавливаются параметры теплоносителя, соответствующие второй стадии сушки. На выходе из сушильной камеры ленты расходятся, высушенная кожа спускается к ленточному транспортеру (не указан).

Организовать сушку в две стадии можно также в отдельных сушильных камерах с промежуточной обработкой кож на тянульно-мягчильных машинах.

Предлагаемый способ сушки кож хромового метода дубления осуществляют следующим образом.

Пример 1. Кожи после разводки с начальной относительной влажностью 60% укладывают на паропроницаемую ленту из ситовой ткани, выполненной из термостойких мононитей диаметром 0,1 мм и с коэффициентом живого сечения 1,0. Кожи, расправленные на ленте, поступают в сушильную камеру, в которой к ним сверху прижимается вторая лента, аналогичная первой. Кожи, помещенные между лентами, обдувают с обеих сторон в течение 14 мин теплоносителем с температурой 80^oC, влагосодержанием 150 г/кг с.в., скоростью его подачи 2,0 м/с до относительной влажности кож 22 - 25%. Во второй стадии кожи перемещаются во второй зоне, где их обдувают теплоносителем с температурой 70^oC, влагосодержанием 100 г/кг с. в. со скоростью его подачи 1,5 м/с в течение 7 мин до относительной влажности 14 - 16%. Общая продолжительность сушки 21 мин.

Пример 2. Процесс сушки проводят также, как в примере 1, но ситовая ткань выполнена из термостойких мононитей диаметром 0,3 мм с коэффициентом живого сечения 0,48, а в первой стадии обдув кож осуществляют в течение 7 мин теплоносителем с температурой 120^oC, влагосодержанием 200 г/кг с.в., со скоростью его подачи 5,0 м/с. Во второй стадии кожи обдувают в течение 3 мин теплоносителем с температурой 90^oC, влагосодержанием 150 г/кг с.в. со скоростью его подачи 3,0 м/с. Общая продолжительность сушки 10 мин.

Пример 3. Сушка проводится также, как в примере 1, но ситовая ткань выполнена из термостойких мононитей диаметром 0,25 мм с коэффициентом живого сечения 0,75, а в первой стадии обдув кож осуществляют в течение 10 мин теплоносителем с температурой 100^oC, влагосодержанием 175 г/кг с.в. со скоростью подачи 3,5 м/с.

Во второй стадии кожи обдуваются в течение 5 мин теплоносителем с температурой 80^oC, влагосодержанием 125 г/кг с.в. со скоростью его подачи 2 м/с. Общая продолжительность сушки 15 мин.

Пример 4. Сушка проводится также, как в примере 1, но ситовая ткань выполнена из термостойких мононитей диаметром 0,09 мм с коэффициентом живого сечения 0,47, а в первой стадии обдув кож осуществляют в течение 50 мин с температурой 70^oC, влагосодержанием 125 г/кг с.в. со скоростью его подачи 1,5 м/с. Во второй стадии кожи обдуваются в течение 30 мин теплоносителем с температурой 60^oC, влагосодержанием 90 г/кг с.в. со скоростью его подачи 1,25 м/с. Общая продолжительность сушки 80 мин. В этом случае наблюдали значительную усадку кож.

Пример 5. Сушка проводится также, как в примере 1, но ситовая ткань выполнена из термостойких мононитей диаметром 0,35 мм с коэффициентом живого сечения 1,1, в первой стадии обдув кож осуществляют в течение 6 мин теплоносителем с температурой 130^oC, влагосодержанием 225 г/кг с.в. со скоростью подачи 6,0 м/с. Во второй стадии - в течение 4 мин теплоносителем с температурой 100^oC, влагосодержанием 175 г/кг с.в. при скорости его подачи 4 м/с Общая продолжительность сушки 10 мин. Наблюдалось пересыхание лицевого слоя, отпечатки нитей на поверхности кожи, неравномерность высушивания по площади, значительная усадка.

Пример 6. Процесс сушки осуществляли с параметрами ленты и теплоносителя, аналогичными первой стадии примера 3, и в одну стадию. При этом общее время сушки сократилось (по сравнению с примером 3) до 12 мин, однако наблюдалось коробление кож, жесткость лица.

Пример 7. Процесс сушки осуществляли по методике прототипа, используя ленты из лавсановой ткани арт. 60392, в одну стадию при температуре теплоносителя 170^oC, влагосодержании 260 г/кг с.в., скорости подачи теплоносителя 2,0 м/с. Продолжительность сушки 13 мин. При этом кожа получилась жесткой, неравномерно высушенной по площади, со значительной усадкой.

В таблице представлены химические, физико-механические и органолептические показатели кож хромового метода дубления при различных режимах сушки.

Анализ результатов показателей свидетельствует о том, что химические и физико-механические показатели кож, сушка которых продолжалась согласно изобретению, соответствуют ТУ. Показатели напряжения при появлении трещин лицевого слоя ухудшаются при превышении заявляемых пределов параметров сушки и при выполнении сушки в одну стадию (пример 5 и 6). Органолептические показатели ухудшаются при осуществлении сушки по параметрам примеров 5 - 7.

Предлагаемый способ сушки кож хромового дубления и устройство для его осуществления позволяют создать сушильную установку большой производительности и агрегировать ее с другими агрегатами отделочного производства.