Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Основные технологии проведения процесса дубления-жирования кожи и меха 13
1.1 Традиционные и современные методы проведения процесса дубления-жирования кожи и меха и способы его интенсификации 13
1.2 Современные тенденции в области создания оборудования для проведения процесса дубления 18
1.3 Характеристика оборудования, применяемого для поштучной обработки полуфабриката 24
1.4 Задачи диссертации 31
Глава 2 Объекты и методы исследования влияния намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на качество готовой продукции 33
2.1 Выбор и характеристика объектов исследования 33
2.2 Методики исследования влияния намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на качество готовой продукции 36
2.3 Методики определения показателей качества готовой продукции 39
2.4 Методы статистической обработки результатов экспериментов 40
Глава 3 Исследование влияния намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия на качество готовой продукции 43
3.1 Разработка составов эмульсии для намазного дубления-жирования 43
3.2 Исследование влияния намазного совмещенного дубления-жирования на свойства дермы 47
3.3 Исследование влияния механического воздействия при выполнении дубления-жирования на свойства кожевенного полуфабриката 62
3.4 Разработка и оптимизация технологических параметров проведения процесса намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия 77
3.5 Исследование влияния комплексного механического воздействия на диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани овчины 105
Глава 4 Разработка технологий получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия 125
4.1 Разработка оборудования для совмещенного намазного дубления-жирования 125
4.2 Разработка технологий получения овчины шубной и меховой с применением намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия 130
Глава 5 Технико-экономическое обоснование технологий получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления- жирования и комплексного механического воздействия 136
5.1 Сравнительный анализ применяемой и опытной технологии обработки шубных овчин 136
5.2 Расчет отпускной цены машины для намазного дубления-жирования 138
5.3 Расчет эксплуатационных затрат на калькуляционную единицу 144 Выводы 153 Список использованных источников 155
- Современные тенденции в области создания оборудования для проведения процесса дубления
- Методики исследования влияния намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на качество готовой продукции
- Исследование влияния намазного совмещенного дубления-жирования на свойства дермы
- Разработка технологий получения овчины шубной и меховой с применением намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия
Введение к работе
Актуальность темы
Современный этап экономического развития России связан с разработкой и внедрением инновационных технологий переработки кожевенно-мехового сырья, позволяющих не только получить готовый продукт, характеризующийся оптимальными физико-механическими и химическими свойствами, но и снизить уровень негативного воздействия на окружающую среду за счет использования принципиально новых способов внедрения химических материалов в структуру дермы.
Классическая технология переработки кожевенно-мехового сырья,
основанная на партионной обработке, характеризуется различной
продолжительностью технологических процессов (от 30 мин. до 72 и более ч.), значительным водопотреблением и, соответственно, водоотведением, а также высоким расходом энергии и химических материалов на единицу продукции. Применяемые на современном этапе аппараты для жидкостной обработки коллагенсодержащего сырья/полуфабриката затрудняют механизацию и автоматизацию кожевенно-мехового производства, тогда как при поштучной обработке открываются большие возможности для создания и внедрения поточных полуавтоматических линий и автоматизации этих процессов.
Одним из способов, позволяющих модернизировать технологический процесс переработки коллагенсодержащего сырья на этапе дубления-жирования, является намазной метод внедрения химических материалов в структуру кожевой ткани, который позволяет не только интенсифицировать процесс как за счет совмещения процессов дубления-жирования, так и при помощи комплексного механического воздействия, повысить качество готовой продукции, сократить расход химических материалов, но и максимально снизить содержание трехвалентного хрома и жировых веществ в сточных водах.
Работа направлена на решение актуальной проблемы создания
экономичной и экологически щадящей технологии получения
высококачественного шубного и мехового полуфабриката.
Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский
государственный университет технологий и управления» (ФГБОУ ВПО
«ВСГУТУ») на кафедрах «Технология кожи, меха. Водные ресурсы и
товароведение» и «Машины и аппараты легкой промышленности» в рамках
госбюджетных научно-исследовательских работ «Разработка эко-эффективных
технологий рационального использования сырья на кожевенных и меховых
предприятиях» и «Комплексная механизация и автоматизация
производственных процессов легкой промышленности» соответственно.
Цель и задачи работы
Целью работы является разработка ресурсосберегающих технологий получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия, позволяющих снизить
расход химических материалов, увеличить выход готовой продукции по площади, а также сократить продолжительность процесса дубления-жирования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Изучение и анализ традиционных и современных методов проведения процесса дубления-жирования коллагенсодержащего сырья и способов его интенсификации, современных тенденций в области создания оборудования для проведения процесса дубления-жирования и для поштучной обработки коллагенсодержащего сырья или полуфабриката.
-
Обоснование и выбор объектов исследования, методов и средств исследования влияния намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на качество готовой продукции.
-
Проведение скрининговых исследований влияния технологических параметров намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия на свойства кожевенного, овчинно-шубного и мехового полуфабриката.
-
Разработка ресурсосберегающих технологий получения овчины шубной и меховой с использованием совмещенного намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия.
-
Оценка экономической эффективности разработанной технологии получения овчины шубной по сравнению с применяемой технологией выделки овчинно-шубного полуфабриката.
Методы исследований
Для определения показателей качества кожевенно-мехового
полуфабриката применялись современные методы исследования:
микроскопическое исследование объектов, растровая электронная
микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, а также стандартные методики определения физико-механических и химических показателей кожевенно-мехового полуфабриката. Обработку результатов экспериментов осуществляли с применением методов математической статистики.
В качестве объекта исследования использовали овчину шубную и меховую после процесса пикелевания, пикелеваное голье шкур крупного рогатого скота, разработанные рабочие составы для намазного дубления-жирования.
Исследования выполнялись на базе Центра коллективного пользования
«Прогресс» ФГБОУ ВПО «ВСГУТУ» и Испытательной лаборатории продукции
легкой промышленности «ВСГУТУ» (аттестат аккредитации РОСС
RU.0001.21ЛК25).
Научная новизна работы
1. Разработаны составы эмульсии для намазного дубления-жирования, обладающие требуемыми для поштучной намазной обработки полуфабриката высокой агрегативной устойчивостью и низкой динамической вязкостью.
-
Экспериментально установлено, что применение комплексного механического воздействия на полуфабрикат при проведении процесса намазного дубления-жирования позволяет интенсифицировать диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани.
-
Впервые разработана установка для интенсификации процесса пропитки кожевой ткани на базе цилиндрической емкости с рабочим органом в виде резиновой мембраны с возможностью циклодинамической подачи сжатого воздуха в цилиндрическую емкость.
-
Впервые разработаны принципиально новые ресурсосберегающие технологии намазного совмещенного дубления-жирования, основанные на реализации деформации растяжения-сжатия.
-
Разработаны технологии получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия, позволяющие снизить расход химических реагентов, сократить продолжительность операции дубления-жирования, а также увеличить выход готовой продукции по площади.
Практическая значимость работы
-
Установлен оптимальный состав эмульсии для поштучного намазного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия, включающий гидрофобную фазу (синтетический жир, хлорпарафин ХП-250, рыбий жир), гидрофильную фазу (водный раствор сухого хромового дубителя), стабилизатор (неионогенное СПАВ).
-
Показано, что механическое воздействие на полуфабрикат при выполнении процесса намазного дубления-жирования увеличивает скорость диффундирования дубителя в структуру дермы в 1,55,0 раз.
-
Разработано устройство для проведения процесса намазного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия, основанного на реализации деформации циклического растяжения-сжатия.
-
Определены параметры выполнения процесса поштучного намазного дубления-жирования овчины при реализации деформации циклического растяжения-сжатия: относительная деформация полуфабриката = 10%,частота воздействия = 0,04 Гц, количество циклов n = 9.
-
Разработанные технологии позволяют снизить расход химических материалов на операции дубления-жирования в 5 раз, сократить продолжительность операции дубления-жирования с 48 ч. до 5 мин, продолжительность пролежки после дубления-жирования до 12 ч., а также увеличить выход готовой продукции по площади на 24%.
-
Результаты работы испытаны и в виде технических решений и рекомендаций внедрены в обществе с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие «ЭКОМ» (ООО «МИП «ЭКОМ») (г. Улан-Удэ, Республика Бурятия, Российская Федерация).
Суммарный экономический эффект от внедрения разработанных технологий в производство овчины составляет 18 012,5 тыс. руб. для
предприятия мощностью 400 000 овчин в год.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Результаты экспериментальных исследований рабочих составов, предлагаемых для проведения процесса намазного дубления-жирования.
-
Результаты экспериментальных исследований влияния механического воздействия на полуфабрикат при проведении дубления-жирования на свойства кожевой ткани.
-
Результаты экспериментальных исследований влияния технологии намазного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на скорость диффундирования хромового дубителя в структуру кожевой ткани.
-
Разработанная установка для интенсификации процесса дубления-жирования.
-
Разработанные ресурсосберегающие технологии получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит в выборе, обосновании и разработке методик эксперимента; непосредственном участии в проведении экспериментов; анализе и обобщении полученных экспериментальных данных; в разработке технологических параметров проведения процесса дубления-жирования; в разработке технологий получения овчинно-шубного полуфабриката с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия.
Апробация результатов работы и публикации Основные результаты
докладывались и обсуждались и получили положительную оценку на
конференциях: научно-практической конференции преподавателей, научных
работников и аспирантов «ВСГУТУ», Улан-Удэ, 2009-2013; Всероссийском
смотре-конкурсе научно-технического творчества студентов и аспирантов
высших учебных заведений «Эврика-2009», Новочеркасск, 2009; III
Международной научно-практической конференции «Современные
экологически безопасные технологии производства кожи и меха», Киев, 2010; X Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт-Петербург, 2010; V-VII, IX Международной научно-практической конференции «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование», Улан-Удэ, 2009-2011, 2013.
Основные результаты диссертационной работы изложены в 18 печатных работах, в том числе в 3 статьях ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК, в 3 патентах на изобретение.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, библиографического списка из 170 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 41 таблицу.
Выражаю глубокую благодарность к.т.н., доценту кафедры
«Технологические машины и оборудование. Агроинженерия» ФГБОУ ВПО «ВСГУТУ» Поломошных С.П. за помощь в определении направления исследования и обсуждении результатов работы.
Современные тенденции в области создания оборудования для проведения процесса дубления
Реализация эффектов, представленных в таблице 1.1, осуществляется на оборудовании непроходного либо проходного типа как для партионной, так и для поштучной обработки полуфабриката.
В качестве непроходного оборудования для партионной обработки широкое применение нашли чаны, представляющие собой емкости для обрабатывающих жидкостей, в которые помещают полуфабрикат. Для интенсификации процессов производят перемешивание рабочих растворов при помощи приводных мешалок, качающихся пластин, также перемешивание может осуществляться затопленными струями рабочего раствора [38]. Интенсификация жидкостной обработки полуфабриката в чанах может проводиться с использованием температуры, давления, растяжения [39], с использованием электрических средств. Жидкостная обработка интенсифицируется, если в процессе обработки полуфабрикат подвергается деформации изгиба, растяжения или сжатия. Данный принцип использован в агрегате, предложенном Пуримом Н.А. и Шахетом Г.П. [40]. Согласно данному техническому решению полуфабрикат в процессе его перемещения на транспортере из чана подвергается действию отжимных валов.
Wilks [41] предлагает подвергать полуфабрикат деформации изгиба путем его контактирования с неподвижным роликом при перемещении шкур на каретке в процессе обработки.
Недостатком проведения процессов жидкостной обработки в чанах является значительная длительность, обусловленная диффузионными явлениями, а также высокие значения ЖК, низкий уровень механизации, вредные условия труда, значительное количество сточных вод и др.
Также в качестве непроходного оборудования для партионной обработки используются вращающиеся барабаны, представляющие собой цилиндрические емкости, установленные на станине с возможностью вращения от привода.
При вращении барабанов находящиеся в нем рабочий раствор и полуфабрикат непрерывно перемещаются, при этом полуфабрикат испытывает многократный перегиб в разных направлениях, что способствует выдавливанию отработанного и нагнетанию свежего рабочего раствора в капилляры дермы, тем самым интенсифицируется процесс обработки в барабанах [42-44].
Известен способ жидкостной обработки шкур с рециркуляцией рабочего раствора, которая осуществляется по объединенному контуру двух и более аппаратов согласно технологической схеме с последовательной оперативной подачей рабочего раствора в подготовленный к работе барабан напрямую из другого барабана с законченным циклом обработки через общий для объединенного контура фильтрующе-напорный приямок [45].
Преимуществом обработки полуфабриката в барабанах является значительное ускорение жидкостных процессов по сравнению с чанами и баркасами. К недостаткам данного вида оборудования относится невозможность обеспечения равномерности распределения рабочего раствора по объему полуфабриката и полной обработки всех участков его поверхности. Также в барабанах затруднен контроль состояния технологического процесса и полуфабриката. Для решения данной задачи используются полые цапфы барабанов [46-48].
Значительно упрощается контроль параметров рабочего раствора при использовании барабанов с проницаемыми наружными стенками, установленными в емкости для рабочих растворов с возможностью вращения [49, 50]. Вследствие значительного упрощения смены рабочих составов данный тип оборудования пригоден для проведения нескольких технологических операций без перегрузки полуфабриката. К таким аппаратам относятся агрегаты типа стиральных машин с торцевой или боковой загрузкой [50, 51].
Использование барабанов с наклонной осью вращения [52-57] позволяет интенсифицировать процесс жидкостной обработки, сократить водопотребление за счет снижения ЖК, механизировать загрузку-выгрузку полуфабриката, автоматизировать подачу и слив рабочих растворов, контроль и регулирование параметров протекающих процессов, а также проводить различные технологические операции на одном оборудовании.
К недостаткам этих аппаратов относятся повреждение лицевого слоя кож, возникающее при интенсивном механическом воздействии, предпочтительное использование для обработки кож в половинках, т.к. обработке целых кож на их лицевой поверхности образуется отпечаток вдоль линии хребта. Кроме того, миксеры требуют значительных материальных расходов на их монтаж и эксплуатацию [14].
Простейшее оборудование непроходного типа для партионной обработки полуфабриката представляет собой герметичную емкость для размещения полуфабриката и рабочих растворов, в которой создают давление или разряжение [58, 59].
Методики исследования влияния намазного совмещенного дубления-жирования с использованием комплексного механического воздействия на качество готовой продукции
Известно, что любой технологический процесс состоит из нескольких стадий. Первая стадия процесса дубления – диффузия химических материалов в толщу полуфабриката, длительность диффузии материалов во многом определяет и длительность технологического процесса.
Особое значение диффузия приобретает при выполнении процесса поштучно и намазным способом. Это связано с тем, что разрабатываемый процесс требует многократного ускорения диффузии, для этого предполагается использовать методы принудительного нагнетания рабочих составов в толщу дермы. Большое значение при этом имеют длительность воздействия рабочих органов на поверхность полуфабриката и расход эмульсии на единицу площади. Целью исследования являлось определение влияния продолжительности обработки полуфабриката щеткой и расхода эмульсии на свойства кожи.
Рабочий состав состоял из следующих компонентов: синтетический жир, рыбий жир, хлорпарафин ХП-250, хромовый дубитель (содержание оксида хрома 170 г/дм), неионогенные СПАВ. Для эксперимента в качестве модельного объекта использовали пикелеваное голье. Образцы отбирали методом асимметрической бахромы размером 510 см.
Рабочий состав наносили на лицевую поверхность голья. Расход эмульсии изменяли от 1 до 5 см/дм. Втирание рабочего состава проводили щеткой из натурального волоса. Втирание производили вручную, круговыми движениями щетки по поверхности голья. Изменяли длительность втирания щеткой от 0,5 до 3,0 мин.
Для определения влияния времени обработки полуфабриката и расхода эмульсии на единицу площади на свойства дермы делали анализ на содержание в полуфабрикате оксида хрома (ГОСТ 938.3-77) и жировых веществ (ГОСТ 938.5-68). Кроме того, определяли температуру сваривания кожи (ГОСТ 938.25-73).
На рисунке 3.2 показано влияние длительности втирания на температуру сваривания кожи при увеличении расхода эмульсии с 1 до 5 см/дм.
Наибольшее значение температуры сваривания кожи достигается при обработке полуфабриката в течение 1,5 мин. при расходе эмульсии 5 см/дм (100С). При дальнейшем увеличении длительности обработки температура сваривания кожи фактически не повышается. Причем эта закономерность характерна при расходе эмульсии от 2 до 5 см/дм.
Однако при расходе эмульсии 1 см/дм такая закономерность нарушается, температура сваривания кожи увеличивается с 42С до 92С.
Повышение температуры сваривания при расходе эмульсии от 2 до 5 см/дм при воздействии на нее щеткой более 1,5 мин. не происходит в результате разрушения эмульсии, вследствие чего увеличиваются потери рабочего состава (кривая 2 – 5 рис.3.2). Это можно объяснить следующим образом: увеличение длительности обработки и давления, оказываемого щеткой на образец, приводит к тому, что часть эмульсии впитывается щеткой, часть вытекает на транспортер, что приводит к уменьшению содержания оксида хрома в полуфабрикате.
Противоположная картина наблюдается при расходе эмульсии 1 см/дм (кривая 1 рис. 3.2). Повышение температуры сваривания в данном случае можно объяснить тем, что при малом расходе эмульсии (менее 1 см/дм) рабочий состав более равномерно и полно внедряется в толщу полуфабриката. Однако, вследствие малого расхода эмульсии, количество оксида хрома в полуфабрикате не соответствует требованиям ГОСТ 939-88.
На рисунке 3.3 показаны потери эмульсии при расходе эмульсии от 1 до 5 см/дми длительности обработки от 0,5 до 2,5 мин.
Для определения потерь эмульсии пользовались следующим методом. Перед нанесением определенного количества эмульсии определяли вес образца. После чего воздействовали на образец с нанесенным на него определенным количеством эмульсии щеткой из натурального волоса. Определяли вес образца после обработки и находили фактический расход эмульсии.
Потери эмульсии при изменении длительности обработки от 0,5 до 1,0 мин. увеличиваются с 65% до 75% за счет увеличения расхода эмульсии от 1 до 2 см/дм. При дальнейшем увеличении расхода эмульсии от 3 до 4 см/дм потери эмульсии уменьшаются от 75% до 45%.
Однако при увеличении длительности обработки до 3 мин. (кривая 5) потери эмульсии постепенно возрастают с 52% до 71% в результате впитывания части эмульсии щеткой и подложкой. Это можно объяснить следующим образом: при увеличении длительности обработки до 2 мин. и расхода эмульсии более 3 см/дм наблюдается избыток количества нанесенной эмульсии на единицу площади, большая часть эмульсии не впитывается, а остается на поверхности полуфабриката. Поэтому критической точкой расхода эмульсии на единицу площади является 3 см/дм. При этом расходе эмульсии достигается наиболее высокая температура сваривания в результате более полного внедрения эмульсии в толщу полуфабриката.
При расходе эмульсии более 3 см/дм вероятнее всего необходимо определенное время для смачивания поверхности полуфабриката рабочим составом и проникания части его в полуфабрикат, а затем воздействие щеточными валами.
Исследование влияния намазного совмещенного дубления-жирования на свойства дермы
Таким образом, по результатам оптимизации трех параметров выполнения намазного дубления-жирования овчины при реализации деформации циклического растяжения-сжатия (относительной деформации , частоты воздействия , количества циклов n) выбраны режимы обработки, которые позволяют получить максимальное значение показателя продубленности полуфабриката: = 10%, = 0,04 Гц, n = 9. В качестве контрольного варианта процесс хромового дубления проводили окуночным способом согласно «Технологии обработки меховых овчин», применяемой в ООО «МИП «ЭКОМ». Основность дубителя составляла 38%. В приготовленный дубильный раствор помещали образцы овчины меховой. Температура среды 38±10С. Через каждый час дубления определяли температуру сваривания кожевой ткани образцов. Продолжительность дубления составила 6 ч., продолжительность пролежки – 4 ч. Изменение температуры сваривания в процессе окуночного дубления представлено в таблице 3.21.
Анализируя данные, представленные в таблицах 3.10, 3.21, можно отметить, что внедрение намазного дубления-жирования с использованием деформации циклического растяжения-сжатия кожевой ткани с учетом режимов проведения процесса, выбранных на предварительном этапе исследования, позволяет значительно сократить время обработки мехового полуфабриката на данной операции с 46 ч (по применяемой методике) до 5 мин., продолжительность пролежки после дубления-жирования с 4 до 1 ч. Кроме того, при реализации намазного дубления-жирования овчины значительно сокращаются водопотребление и сброс токсичных сточных вод, что позволяет снизить негативное воздействие, оказываемое предприятиями кожевенно-меховой промышленности на окружающую среду.
Исследование влияния комплексного механического воздействия на диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани овчины
Для исследования влияния комплексного механического воздействия на диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани процесс намазного дубления-жирования проводили на экспериментальной установке с учетом выбранных на предварительном этапе режимов обработки.
Для проведения исследования использовали овчину шубную после процесса пикелевания. Образцы отбирали методом половинок.
В качестве контрольного варианта процесс хромового дубления-жирования проводили окуночным способом, а также намазным способом без механического воздействия согласно технологии обработки шубных овчин, применяемой в ООО «МИП «ЭКОМ» (табл. 3.22).
Продолжение таблицы 3. Способ дубления-жирования Наименование и расход химических материалов Окуночный Хлорид натрия - 40,0 г/дм;хромовый дубитель - 3,0 г/дм;карбонат натрия - 0,5 г/дм,тиосульфат натрия - 2 г/дм;«Мехсинол» - 6 г/дм 38±2 240,0 4 386,24 347,62
Дубление-жирование намазным способом с механическим воздействием проводили на установке для дубления-жирования с учетом полученных на предварительном этапе исследования оптимальных режимов обработки.
Нанесение эмульсии проводили методом полива с расходом 3 см/дм. Овчины, после обработки на машине для дубления-жирования складывали бахтармяной стороной друг к другу и оставляли на пролежку в течение 2 ч. Дубление-жирование намазным способом без механического воздействия проводили путем нанесения рабочего состава на дерму методом полива с расходом 3 см/дм, равномерно распределив его по всей поверхности.
После нанесения эмульсии овчины складывали бахтармяной стороной друг к другу и оставляли на пролежку в течение 24 ч.
Дубление-жирование окуночным способом проводили согласно технологии обработки шубных овчин, применяемой в ООО «МИП «ЭКОМ». Основность дубителя составляла 38%. В приготовленный раствор помещали образцы овчины шубной после процесса пикелевания. Температура среды 38±20С. Температуру сваривания кожевой ткани образцов определяли через каждый час обработки. Продолжительность процесса составила 8 ч.
После проведения процесса дубления-жирования овчины складывали бахтармяной стороной друг к другу и оставляли на пролежку в течение 4 ч.
Изменение температуры сваривания кожевой ткани в процессе дубления-жирования, проведенного опытным и контрольными способами, представлено в таблице 3.23.
Кроме того, при реализации совмещенного намазного дубления-жирования овчинно-шубного полуфабриката значительно сокращается негативное воздействие на окружающую среду за счет минимизации поступления соединений трехвалентного хрома и жировых веществ в сточные воды, что позволяет снизить уровень их токсического загрязнения [124].
Для получения данных об изменениях структуры кожевой ткани овчинно-шубного полуфабриката, о количестве внедренного в кожевую ткань оксида хрома и о его распределении по толщине дермы через разные временные интервалы после операции дубления-жирования с помощью растровой электронной микроскопии сделаны микрофотографии срезов образцов. Проведено исследование интенсивности характеристического К- излучения хрома, а также выполнен анализ элементного состава методом рентгеноспектрального микроанализа. Результаты представлены на рисунках 3.21 – 3.48.
Разработка технологий получения овчины шубной и меховой с применением намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия
Анализ интенсивности характеристического К- излучения хрома, а также элементного состава в поперечных срезах овчины шубной (рис. 3.24, 3.25) показывает, что уже через 20 мин. после проведения операции дубления-жирования намазным способом с использованием комплексного механического воздействия диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани овчинно-шубного полуфабриката более интенсивное по сравнению с контрольными образцами (дубление-жирование намазное без механического воздействия и дубление-жирование окуночное). Проникание дубителя равномерное более чем на 2/3 толщины полуфабриката. Диаграмма интенсивности излучения хрома в поперечном срезе контрольных образцов (дубление-жирование намазное без механического воздействия, дубление-жирование окуночное) (рис. 3.26 – 3.29) свидетельствует о неравномерном распределении дубителя по толщине полуфабриката.
Через 2 ч. после проведения операции дубления-жирования намазным способом с использованием комплексного механического воздействия проникание дубителя равномерное практически по всей толщине полуфабриката (рис. 3.30 – 3.31), тогда как диаграмма интенсивности характеристического К- излучения хрома в поперечном срезе контрольных образцов (дубление-жирование намазное без механического воздействия, дубление-жирование окуночное) (рис. 3.32 – 3.35) свидетельствует о неравномерном распределении дубителя по толщине полуфабриката.
Аналогичные выводы можно сделать при анализе результатов, полученных через 4 ч. после проведения процесса дубления-жирования (рис. 3.36 – 3.41).
Через 24 ч. после проведения операции дубления-жирования интенсивность характеристического К- излучения хрома в поперечном срезе овчины шубной равномерна по всей толщине полуфабриката при всех трех способах проведения процесса (рис. 3.42 – 3.47).
Полученные микрофотографии и данные рентгеноспектрального анализа свидетельствуют о более интенсивном проникании оксида хрома в структуру кожевой ткани в результате применения поштучного намазного дубления-жирования овчины с использованием комплексного механического воздействия.
Таким образом, выявление оптимальных значений параметров работы машины для дубления-жирования на основании трехфакторной регрессионной модели, исследование влияния комплексного механического воздействия на диффундирование дубителя в структуру кожевой ткани овчины дают информацию, необходимую для разработки технологий получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия [124].
Разработка технологий получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия В данной главе разработано оборудования для совмещенного дубления-жирования на основе комплексного механического воздействия, разработаны технологии получения овчины шубной и меховой с использованием намазного дубления-жирования и комплексного механического воздействия [124, 125, 163-169]. 4.1 Разработка оборудования для совмещенного намазного дубления-жирования На основании результатов, полученных в ходе проведения исследований процесса дубления-жирования кожевой ткани овчины, на базе экспериментальной установки (рис. 3.17) спроектировали машину для дубления-жирования, позволяющую интенсифицировать процесс диффундирования дубителя в структуру кожевой ткани при помощи комплексного механического воздействия (рис. 4.1).
Размеры рабочего органа машины выбирались исходя из средних размеров овчины. Машина для дубления-жирования [167] (рис. 4.1) содержит корпус 1, состоящий из сварной рамы, изготовленной из стального уголка Ст3, и кожуха, изготовленного из алюминиевого сплава Д16АМ. Корпус закреплен на основании 2, изготовленном из стального уголка Ст3. На корпусе 1 установлена цилиндрическая емкость 3, изготовленная из алюминиевого сплава Д16АМ, которая соединена с компрессором 4 гибким шлангом 5 с помощью патрубка 6 и хомутов 7. Крышка выполнена в виде кольца 8, с закрепленными на нем с помощью кольца 10 резиновыми ремнями 9.
Машина для дубления-жирования (рис. 4.1) работает следующим образом. После нанесения на кожевую ткань полуфабриката неправильной формы 12 рабочего состава методом полива с оптимальным расходом, его вручную помещают на резиновую мембрану 11 кожевой тканью вверх в свободном расположении. Прижим полуфабриката 12 к резиновой мембране 11 осуществляется при помощи резиновых ремней 9 крышки 8. Включается компрессор 4 (Aircast СБ4/С-100.LB75) и в цилиндрическую емкость 3 в циклодинамическом режиме, который обеспечивается золотником управления 14, нагнетается воздух в объеме, требуемом для достижения необходимого уровня деформации полуфабриката, под воздействием которого полуфабрикат 12 испытывает циклическое растяжение-сжатие, равномерное по всей плоскости. Подъем и опускание крышки 8 осуществляется при помощи пневматического привода 15. Совместное циклическое растяжение-сжатие резиновой мембраны 11, поверхности полуфабриката 12 и резиновых ремней 9 крышки 8 приводит к увеличению размеров пор и капилляров полуфабриката, за счет чего происходит снятие их облитерации [151], что приводит к увеличению эффективного диаметра капилляров, в результате чего значительно, в десятки раз, интенсифицируется процесс диффундирования дубителя в структуру кожевой ткани полуфабриката.
