дает щавелевая кислота.
Солевой способ раздубливания. Для раздубливания хромовой стружки используют 3-4%-ный раствор аммонийной соли щавелевой кислоты. Продолжительность обработки 2-3 сут при температуре 18-22°С. После промывки и нейтрализации до рН5,5-6,0 проводят выплавление. Получается технический желатин с вязкостью до 7°Е.
Окислительный способ раздубливания. Данный метод раздубливания отходов хромовых кож основан на превращении соединений трехвалентного хрома в соединения шестивалентного хрома, которые не обладают дубящим действием и хорошо вымываются водой. Для обесцвечивания окрашенных отходов хромовых кож используют ронгалит (формальдегид сульфоксилат натрия). Кислотная обработка проводится в течение 2-3 сут при температуре 18-20°С с использованием серной или щавелевой кислот. Отходы хромовых кож после кислотной обработки и промывки подвергают воздействию окислительной смесью в растворе 1%-го гидроксида натрия, со- юржащего 2,0-2,5% от объема щелочи перекиси водорода. Продолжительность обработки 8-10 ч. ‘^ература сваривания раздубленных отходов должна быть не ниже 50°С, а содержание оксида а тг*Чаее 0-5% от массы абсолютно сухого продукта.
Общий цикл раздубливания составляет от 10 до 18 сут при значительном расход^ ^
Способ состоит в следующем: ''(ЩШ
Размачивание отходов кож в воде при температуре 30-40°С в течение 3-4 ч.
Обесцвечивание окрашенных отходов кож проводится формальдегидсульфокСи натрия концентрацией 10 г/дм3 при температуре 70-80°С в течение 1 ч.
Промывка со сменой воды в течение 2-3 ч.
Кислотная обработка при температуре 18-20°С в течение 2-3 сут. Могут применяться лоты: серная (12-15 г/дм3) или щавелевая (20 г/дм3).
Промывка в проточной воде в течение 2 ч.
Обработка окислительной смесью в растворе 1%-ного гидроксида натрия, содержа^ 2,0-2,5% от объема щелочи перекиси водорода. Продолжительность обработки 8-10 ч, если пре ° варительное раздубливание проводили с использованием серной кислоты. Температура сварцВа ния раздубленных отходов должна быть не ниже 50°С. Содержание оксида хрома должно быть не более 0,5% от массы абсолютно сухого продукта.
Промывка проточной водой в течение 24 ч.
Дополнительное золение. Расход гидроксида кальция 12-15 г/дм3, температура раствора 18-20°С, продолжительность обработки 5-20 сут.
Промывка проточной водой в течение 24 ч.
Подкисление голья соляной кислотой до рН 5,5-6,0
Выплавление клея и/или желатина в варочном котле.
Данный способ раздубливания был разработан в ЦНИИКП в середине 1960-х гг.
Щелочно-содовый способ раздубливания и его модификации. Для получения клея и/или желатина из дубленых отходов хромовых кож необходимо разрушить связи хромовых комплексов с коллагеном. Для этой цели можно использовать щелочные растворы. Гидроксильные ионы щелочи вытесняют функциональные группы из сферы комплексов хрома и образуют гидроксид хрома или его растворимые соединения в щелочной среде.
При обработке отходов хромовых кож в чисто щелочном растворе происходит резкое снижение температуры сваривания в первые 2-4 ч и удаление соединений хрома. Однако при такой обработке резко увеличиваются потери белковых веществ. Для снижения белковых потерь предлагается использовать для раздубливания отходов хромовых кож содовый раствор. Однако эффект раздубливания в содовом растворе меньше, чем в растворе щелочи. Для повышения эффекта раздубливания и снижения потерь белковых веществ рекомендуется использовать щелочно-содовые растворы, содержащие гидроксид натрия и карбонат натрия. Данный способ раздубливания позволяет снизить содержание оксида хрома до 0,5%, температуру сваривания до 53°С и потери белковых веществ до 4,1%. После щелочно-содовой обработки проводят содовую смывку, в процессе которой происходит дальнейшее раздубливание хромсодержащих отходов ление оксида хрома и снижение температуры сваривания до 49-50°С.
Известно, что карбонат-ион СОз'2 обладает довольно высоким сродством к иону хрома, поэтому при определенных условиях он может вытеснять функциональные группы коллагена из комплексов хрома. При гидролизе карбоната натрия в воде, образующиеся ионы гидроксила взаимодействуют с хромовыми комплексами с выделением осадка гидроксида хрома.
При обработке хромового спилка при температуре 20°С в растворах карбоната натрия с концентрациями от 2 до 20 г/дм3 температура сваривания спилка снижается со 105 до 97°С, но если проводить нагревание спилка в этих содовых растворах, то снижение температуры сваривания происходит до 78°С.
Значительное снижение температуры сваривания хромового спилка при нагревании содовых растворов объясняется увеличением концентрации гидроксильных ионов в растворе за счет гидролиза соли. Из этого следует, что в кипящих растворах, т.е. при температуре около 100°С, разрушение хромовых комплексов должно быть более значительным, так как при этом степень гидролиза карбоната натрия достигает максимального значения. Расход карбоната натрия при обработке дубленных отходов хромовых кож определяется содержанием оксида хрома в этих отходах.
Обработка отходов хромовых кож в кипящих содовых растворах сопровождается усадкой по площади, что свидетельствует о разрушении поперечных связей, образованных хромовыми комплексами. Это должно способствовать разрушению отходов кож как в кислой, так и щелочной средах.
ле сваривания дубленного коллагена в содовом растворе, последующей промывке в во-
^^лизации сваренного коллагена в кислоте и повторной промывке для удаления сульфат-
/Рз*Убленный коллаген направляют на выплавление клея и технического желатина.
■ помещении сваренных образцов дубленного коллагена в раствор едкого натра происхо-
^^Р^^сивное их набухание и постепенное растворение. Если щелочное растворение проводит-
/^пературе до 30°С и если были использованы влажные дубленные отходы кож, то в рас-
/ / макР°молекулы коллагена одновременно с растворимыми соединениями хрома -
\ й*1' 1и*и хромовыми комплексами. Полученный раствор характеризуется повышенной вязко-
гя^тора51 возрастает с понижением температуры до 15°С.
нагревании такого раствора до 45°С и последующем охлаждении происходит застудне-
Щствора при комнатной температуре. Это свидетельствует о том, что при обработке сварен-
В^ТразЦ0® дубленного коллагена в щелочном растворе происходит растворение коллагена в
0 фарной форме, а при нагревании до 45°С происходит переход коллагена в желатин или
л)\
и были использованы воздушно-сухие хромовые отходы производства, то при сварива-
* в содовом растворе не все дубящие соединения хрома переходят в гидроксид. Часть этих
0>еНий образует с коллагеном настолько прочную связь, что она не разрушается при после-
щелочном растворении. Поэтому для растворения сухих хромовых отходов кож необхо-
р0ведение щелочной обработки при высокой температуре (до 80°С), при этом происходит
щ щение пептидных связей в полипептидных цепях и образование белкового гидролизата. При
ржании щелочных растворов происходит разрушение растворимых соединений хрома с выде-
V0 пРоведение *Делочной обработки при высокой температуре (до 80°С), при этом происходит
■|Й
И
осадка хромата натрия. Нагревание щелочных растворов приводит к одновременному раз-
растворимых анионных комплексов хрома и частичному гидролизу полипептидных це-
что указывает образование осадка соединений хрома, повышение содержания амидного
т* в растворе и снижение вязкости раствора.
Необходимые материалы, реактивы и оборудование
Хромсодержащие отходы после переработки кожевенно-мехового сырья.
Автоклав.
Колбы Эрленмейера (сухие) на 250 см3.
Гидроксид натрия.
Мерные колбы на 100 см3.
Сульфат аммония.
Щавелевая кислота.
Гидроксид магния.
Аммонийная соль щавелевой кислоты.
Карбонат натрия.
Аналитические весы.
Бюретки на 25 см3.
Пипетки на 1,5,10 см3.
Воронки.
Фильтры бумажные.
Электроплитка.
Термометр на 150°С.
Химический стакан на 250 см3.
Мерный цилиндр на 250 см3.
Выполнение работы
Исходное сырье — хромсодержащие отходы, образующиеся на этапе выполнения отделочных операций при обработке кожевенно-мехового полуфабриката после процесса хромового дуб ления (хромовая стружка, лоскут, овчина некондиционная и т.д.).
Предварительно в исследуемых образцах необходимо определить массовую долю окси хрома согласно ГОСТ 32090-2013 «Шкурки меховые и овчины выделанные, методы определен массовой доли оксида хрома (1П)» (см. прил. Ж). Для этого сырье измельчают на кусочки раз? ром 0,5x0,5 см.
Д‘Ш1гН ейшу ю обработку образцов следует проводить согласно варианту, представлен но г таблице 22.
№
|
Метод
раздубливания
|
Технологические параметры
|
Химические материалы и их расход (от массы партии)
|
0бо^»С
К0Лб| КОНИ»,. ^ объем |(!|Лл
|
1
|
Магнезиальный
|
ЖК-0,5; давление -1,5 атм. продолжительность -6ч
|
гидроксид магния - 4%
|
<5
|
Известковый
|
ЖК® 0,5;
температура 18-22°С; продолжительность 3-10 сут
|
гидроксид кальция - 3-4%; сульфат аммония -1,5%
|
Си,
|
■*>
|
Кислотный
|
ЖК® 1;
продолжительность 24 ч; температура 16-20°С
|
щавелевая или серная кислота - 4%ный раствор; гидроксид магния - 4%
|
кол®*
объем 1000 - 200о'
СМ3
|
4
|
Солевой
|
ЖК® 0,5;
температура 18-22°С; продолжительность 2-3 сут
|
аммонийная соль щавелевой кислоты - 4%ный раствор
|
колба коническая—" объем 1000- 2000 см3
|
5
|
Щелочно
содовый
|
ЖК®1,5;
продолжительность 8 ч; температура 18-22°С
|
гидроксид натрия - 100 г/дм3,
карбонат натрия - 150 г/дм3
|
колба коническадГ' объем 1000- 2000 см3
|
В процессе раздубливания обучающиеся определяют следующие показатели: массовая доля оксида хрома, содержание хрома (III) в растворе, рН, массу хромсодержащих отходов.
Время отбора проб для определения вышеназванных показателей устанавливает ведущий курса. По окончании раздубливания определяют остаточную массу хромсодержащих образцов, концентрацию оксида хрома в коллагенсодержащих образцах и в отработанном растворе, рН. На основании полученных данных рассчитывают эффект раздубливания и процент потери белковых веществ.
Оформление результатов работы
Результаты проведенных анализов и расчетов заносят в таблицу 23.
Таблица 23 - Изменение содержания оксида хрома и массы белковых веществ в процессе раздубливания хромсодержащих отходов
№
|
Показатели
|
Продолжительность раздубливания, мин (ч, сут)
|
то
|
Т1
|
т...
|
Тп
|
1
|
Массовая доля оксида хрома в хромсодержащих отходах, %
|
|
|
|
|
2
|
Содержание оксида хрома р аботанном растворе, г/дм3
|
|
|
|
|
3
|
Масса хромсодержащих отхс г
|
|
|
|
|
4
|
Эффективность раздубливания, %
|
|
|
|
|
5
|
Потери белковых веществ, %
|
|
|
|
|
На основании данных, представленных в таблице 23, строят график зависимости концентрации оксида хрома в хромсодержащих отходах и в отработанном растворе от продолжительности раздубливания.
Вопросы для самоконтроля
Какие отходы, образующиеся на кожевенно-меховых предприятиях, можно отнести к хромсодержащим?
На чем основаны способы раздубливания хромсодержащих отходов?
Что происходит с хромовыми комплексами, связанными с коллагеном, при рН<2 и
рН>10?
Назовите основные способы раздубливания хромсодержащих отходов.
Как называется способ раздубливания хромовой стружки, в котором используется известковый раствор? В чем заключается данный метод?
При каком способе раздубливания достигается минимальная потеря белка - при использовании гидроксида натрия или карбоната натрия? Ответ обоснуйте.
_ 7. Чем можно объяснить значительное снижение температура «^иахт*гхРоМаэаш при нагревании содовых растворов?
|
Скачать 0.66 Mb.