Проект дубильного цеха кожевенного завода по производству кожи верха обуви из шкур КРС мощностью 120 млн. дм2 в год

Эти изменения  необратимы.

Эффектом дубления обладают как неорганические соединения (соли хрома, алюминия, титана, цинка, железа и других металлов) и органические (таниды, синтетические дубители – синтаны; альдегиды, некоторые полимеры и другие соединения).

Дубление  неорганическими  соединениями.

Наибольшее распространение  получили соли хрома, титана и алюминия. Соли хрома способны к гидролизу, что приводит к образовании основных соединений. Дубящим действием обладают многоядерные комплексы хрома, как правило, это сульфаты.

[Cr(H₂O)]³⁺ = [Cr(H₂O)₃ - OH]²⁺+H⁺…2[]

Образовываются  основные соединения хрома, являющийся довольно реакционноспособным и взаимодействует с функциональными группами белка: COOH, NH₂. Важной характеристикой дубящих соединений хрома является их основность, определяется отношением гидроксильных групп (ОН), связанных с хромом к его степени окисления. Чем меньше основность, тем меньше размер дубящих частиц. И наоборот.

Дубление проводят на пикельном растворе частично его, смывая, при этом понижая жидкостный коэффициент. В конце процесса дубления после того как прошла диффузия, в раствор добавляют щелочные реагенты. Чаще всего используют СаНСО₃.

На протекание процесса дубления оказывают влияние:

• степень разделения структуры дермы;
• размер дубящих частиц;
• кислотность голья;
• концентрация дубителя;
• температура раствора;
• уровень механических воздействий.

В производстве кож для верха обуви после основного дубления проводят дополнительную обработку соединений хрома, что называется додубливанием. После основного дубления контроль процесса проводят путем измерения температуры сваривания полуфабриката или пробой на КИП. Завершается удалением кислоты, которая выделяется из дубящих соединений хрома.

После нейтрализации  необходима промывка с целью удаления солей. При неправильном проведении дубления могут образоваться следующие  дефекты:

1. Жесткообразность (жесткость и отсутствие полноты кои);

Причиной может  быть непродубленный, связанный с  плохим прониканием дубящих частиц в структуру полуфабриката. Чрезмерная нейтрализация, которая моет привести к частичному раздубливанию.

2. Стяжка лицевого слоя, которая может возникнуть как в предшествующих процессах и зафиксироваться в процессе дубления, так и в результате самого процесса дубления из-за связывания дубящих соединений кожевенного слоя полуфабрикатов.
3. Ссадка лицевого слоя. Возникает из-за чрезмерного связывания дубящих соединений с лицевым слоем.
4. Расстрескивание лицевого слоя при механическом воздействии.

Кроме соединений хрома для дубления могут применяться  соли титана, циркония и алюминия. Их используют для изготовления кож  для низа обуви.

Дубление  органическими дубящими соединениями.

Органически дубящие вещества делятся на искусственные, синтетические, растительные.

Дубление  растительными дубящими веществами.

Эти вещества называются танидами. Они содержатся в различных  частях растений: кора, листья, корни, плоды.

Водные вытяжки, полученные из растительного сырья и упаренные до определенной концентрации, называется дубильными экстрактами.

При экстрации  танидов из растительного сырья извлекаются вещества, которые называются нетанидами(сахара, растительные белки, красящие вещества, органические кислоты и др.)

Производство  растительных дубителей состоит  из следующих стадий:

1. Извлечение дубильного материала;
2. Экстрагирование танидов;
3. Измельчение сырья;
4. Уваривание полученных растворов до состояния жидкого экстракта;
5. Высушивание экстракта.

Синтетические дубители.

Получение сентанов, дало возможность сохранить ценные виды древесины, улучшать качество, расширять  ассортимент дубителей.

Основным сырьем для получения является фенол и формальдегид. 

      Дубление  с применением  растительных и синтетических дубителей.

Вследствие большого молекулярного веса танидов и сентанов не вся тонкая структура коллагена для них доступна, большая их часть откладывается на поверхности. Часть дубителя образует межмолекулярные связи, связанные с коллагеном за счёт:

1. Водородных связей пептидными группами калогена
2. Элетровалентных связей.
3. Ковалентные связи. 

В настоящее  время дубление только растительных синтетических дубителей или  их смесей не используются. На практике проводят комбинированное дубление. Т.е процесс, при котором последовательно или одновременно проводят обработку кожевенного полуфабриката, а в некоторых случаях и мехового (овчина) различными по природе дубителями: неорганическими, растительными, искусственными, синтетическими. Это позволяет получить кожу с высокими эксплуатационными свойствами, сократить процесс дубления, снизить себестоимость кожи.

Комбинированное дубление используют как в производстве кож для низа, так и для верха  обуви. Отличия заключаются в  расходе химических материалов. На ряду с преимуществами имеется ряд недостатков. Для кож для низа обуви это большая гидроскопичность, влагоёмкость, намокаемость, низкий коэффициент трения, меньший выход по толщине и площади.

    Факторы, влияющие на процесс танидного дубления и дубления сентанами.

1. Вид сырья.

Гольё, полученное из рыхлого сырья или в рыхлые топографические участки (полные) дубящий  раствор, протекает быстрее.

2. Характер подготовки голья.

Чем сильнее  разделена структура, тем быстрее  в неё проникает дубящие частицы. Гольё не должно быть в состоянии нажора.

3. Природа дубящего раствора.

 Определяется  дисперсностью агрегативной иссаркционной  устойчивостью дубящего раствора.

4. PH раствор.

Сильно растворённое дубящее вещество проникает очень  медленно, это объясняется тем, что  при низких значениях ph идёт процесс связываний. Повышение ph приводит к ускорению диффузии. Это объясняется увеличением дисперстности танидов и снижению связывания.  

  Формальдегидное и жировое дубление.

 Дубящим  веществом обладают многие альдегиды, наиболее известные формальдегид и глутармальдегид. При дублении формальдегидом кожа имеет высокую температуру сваривания 90-95 градусов. Устойчиво к действию пота, окислителей, ферментов. Это объясняется образованием метиленового мостика между функциональными группами белка. В первую очередь с аминогруппами. Недостаток: невысокая формирующая способность, ухудшение свойств кож при длительном хранении. А так же канцерогенные свойства – альдегиды.

Жировое дубление проводятся жирами вовани (жиры из рыб и морских животных) при повышенной температуре до 60 градусов. При непрерывной подаче в аппарат воздуха необходимого для окисления жиров. Применяется при производстве замши, которая используется для технических целей, кож галантерейных изделий и одежды.

Дубление полимерами.

Для улучшения качества кож и некоторого вида меха, а так же для додубливания применяют различные синтетические полимеры. Готовая кожа более износостойкая, обладает низкой водопроницаемостью, отличается равномерностью свойств по топографии, устойчивостью к действию различных химических материалов, микроорганизмов, при этом снижается отдушестость, кожи хорошо наполнены. Наиболее широко для этой цели используются аминосмолы, которые хорошо растворимы в воде.  Это мочевина формальдегидная меламиноформальдегидные и дициандиамидные. Недостаток: при длительном хранении идёт дальнейшая полимеризация аминосмол в структуре кожи, что приводит к повышению жёсткости и хрупкости материала.

Физико-Химические процессы отделки  кожи и меха.

Важное место  в технологии кожи и меха принадлежит отделки, которая в значительной степени оказывает влияние на качество и выход кожи по площади.  При этом отделочные процессы играют значительную роль в расширении и обновлении ассортимента. Под отделом принимают технологические обработки проводимые после дубления: крашение, жирование, сушка, облагораживание, покрывное крашение и другие операции.

10. Крашение кожи и меха.

   Красителями называют цветные органические соединения, способные окрашивать различные материалы.

   Цвет материала является следствием взаимодействия красителя со светом, в результате которого происходит поглощение части спектра световых лучей определённой длинны волны. Красители обладают набором определённых группировок: хромофорных групп определяющих цвет; ауксокромных, определяющих родство красителей к окрашенному объекту (гидроксильные, карбоксильные аминогруппы). Для крашения кожи и меха используют воду с красителями, подразделяемые на группы по принятым классификациям (технической или химической).

• Основные красители, представляют собой сои ароматических соединений с кислотами. Недостаток – малоцветоустойчивость.

R – NH₃⁺Cl^-

• Кислотные красители являются солями сульфокислот ароматического ряда. Светостойки, в следствие малого размера частиц, легко проникают вглубь материала.

R – SO₃Na

• Прямые красители. Имеют ту же природу что и кислотные, но значительно более крупный размер молекул.
• Активные красители. Содержат в составе атомы или группы атомов, способные реагировать с функциональными группами белка с образованием ковалетых связей. Обеспечивает широкую гамму окрасок.

Взаимодействие  основных, кислых и прямых красителей осуществляется по реакции солеобразования  между молекулами красителя и  карбоксильных или аминных групп  белка. На предприятиях проводят в подвесных  барабанах при жидкостом коэффициента равным от 1 до 3 и температуре 60-65 градусов и расходе красителя 1-2 процента.

На практике крашения кож, чаще всего осуществляют комбинацию кислотных красителей, которые дают хорошую прокраску полуфабриката, в следствии малого размера частиц красителя и прямых красителей, которые сорбируются на поверхности, в следствии большого размера частиц.

11. Жирование кожи и меха.

Целью процесса жирования является создание на структуре  элементов дермы жировой пленки, увеличивающей их подвижность и  создающей мягкость и гибкость. Процесс жирования улучшает прочностные свойства кожи и кожевой ткани меха и повышает ее устойчивость к действии воды. 

Жирование для  верха кожи осуществляется жировыми эмульсиями. Т.е двухфазной системой, в которой в водной среде жир находится в виде мелкораздробленных частиц. Вещества, способствующие поддержанию жира в виде эмульсии, называют эмульгаторами. К ним относят сульфированные жиры, а так же поверхностноактивные вещества.  

12. Сушка.

Сушка представляет собой способ удаления влаги путём её испарения при температуре ниже кипения воды, а так же при определённой влажности окружающего воздуха и давления среды. При сушке заканчивается процесс формирования структуры кожевой ткани. По мере удаления влаги с поверхности полуфабриката её место занимает влага, находящаяся во внутренних слоях, а испарившаяся влага поглощается окружающим воздухом. Чтобы процесс сушки шёл непрерывно в воздух насыщенными водяными парами необходим удалять из зоны сушки и заменять его свежим. Следовательно, продолжительность процесса сушки определяется 4 основными показателями:

1) температура сушки;

2) относительная влажность воздуха;