CN105543983A - 一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置 - Google Patents

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    • D01C3/00—Treatment of animal material, e.g. chemical scouring of wool

Abstract

一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置，属于皮革纤维改性技术领域。其工艺是将皮革材料经浸泡、脱水干燥预处理后装入膨化罐，对膨化罐进行加温加压当达到设定压力时，开启膨化罐卸料阀门，将膨化罐中充满高压蒸气皮革释放导入与其连接的大空间密闭隔声减压仓。此时膨化罐迅速减压，巨大压差使皮革组织内部分水分瞬间汽化、闪蒸，皮革纤维由致密变为松散膨胀，实现皮革纤维改性再生。该方法制取的改性皮革纤维具有柔软、蓬松、交联丝状特性，可作为环保领域空气净化过滤和吸音降噪原材料，可替代传统化学纤维制造安全无毒、生态环保型日用纺织品和家居装饰材料，提高皮革原料利用率，节约皮革加工成本，减少废旧皮革排放和焚烧造成的环境污染。

Description

一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置，属于皮革纤维改性技术领域。
背景技术
在皮革废料再利用生产过程中，大都需要对皮革纤维进行提取处理。目前皮革废料提取纤维处理的方法大都采用微波、超声波或是添加化学制剂等手段。因此不仅会影响皮革物料自身的特性，还存在生产制造成本过大，对环境污染严重等问题。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置，通过物理手段即利用皮革物料自身的物理性质对其进行物理膨化以实现对皮革物料的生产和处理，使得皮革纤维改性，提高皮革纤维质量，使其适用范围更广；且加工工艺简单，节能环保，便于广泛推广应用等目的。
本发明创造采用的技术方案为：
一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺，包括如下步骤：
(1)皮革预处理：将皮革材料经浸泡、脱水干燥至皮革物料留有10％-20％的水分；
(2)进料：将预处理后的皮革放入膨化罐中，并进行密封；
(3)加温加压：对膨化罐进行加温加压，随着罐内压力上升，皮革内部水分转化成水蒸气，皮革纤维组织充满高压水蒸气变得非常柔软；
(4)膨化后皮革纤维的改性再生：当达到设定压力时，开启膨化罐上的气动快开蝶阀，将膨化罐中充满高压蒸气皮革释放导入与其连接的大空间密闭隔声减压仓，此时膨化罐迅速减压，巨大压差使皮革组织内部分水分瞬间气化、闪蒸，皮革纤维由致密变为松散膨胀，完成膨化，实现皮革纤维的改性再生。
步骤(3)对膨化罐进行加热至100-120℃，膨化罐内的额定压力为0.28MPa。
一种采用上述工艺制得改性皮革纤维的应用，该改性皮革纤维可直接作为环保领域空气净化过滤和吸音降噪原材料；制造安全无毒、生态环保型日用纺织品和家居装饰材料，以替代传统化学纤维和天然纤维原料。
一种专用于上述工艺的装置，具有如下结构：包括膨化罐(1)，膨化罐(1)设有卸料口和压缩空气入口(26)，在卸料口端设有气动快开蝶阀(5)，卸料口端与密闭隔声减压仓(27)连通；膨化罐(1)上还设有压力表(11)、温度计(9)和湿度计(10)。
所述的装置，所述的膨化罐(1)的顶部和底部分别设有上封头(2)和下封头(3)，所述上封头(2)与膨化罐(1)的连接处设有密封垫圈Ⅰ(25)，下封头(3)与膨化罐(1)的连接处设有密封垫圈Ⅱ(24)，所述的压缩空气入口(26)设置在上封头(2)上，卸料口设置在下封头(3)上，所述的密闭隔声减压仓(27)上设有消声排气口(28)及隔音门(29)。
所述的装置，所述的膨化罐(1)的外壁设有夹套(8)，夹套(8)具有夹套入口(6)和夹套出口(7)，在夹套入口(6)处设有夹套入口阀(21)，夹套出口(7)的连接管路上设有夹套出口阀(14)，所述下封头(3)内设有蛇型管，蛇型管的进口延伸至下封头(3)外部，并设有蛇型管入口阀(22)，蛇型管的出口与夹套(8)连通，所述夹套入口阀(21)和蛇型管入口阀(22)分别通过支管路与总进液管路连通，总进液管路上设有蒸气加压泵(23)。
所述的装置，还包括加热机构(31)，所述加热机构(31)的出口处设有热源出口阀(20)，热源出口阀(20)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述加热机构(31)通过热源出口阀(20)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
所述的装置，还包括中温储罐(12)，所述中温储罐(12)上设有中温储罐入口阀(15)和中温储罐出口阀(18)，所述夹套出口(7)通过管路与中温储罐入口阀(15)连接；所述中温储罐出口阀(18)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述中温储罐(12)通过中温储罐出口阀(18)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
所述的装置，还包括高温储罐(13)，所述高温储罐(13)上设有高温储罐入口阀(16)和高温储罐出口阀(17)，所述夹套出口(7)处的夹套出口阀(14)通过管路与高温储罐入口阀(16)连接；所述高温储罐出口阀(17)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述高温储罐(13)通过高温储罐出口阀(17)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
所述的装置，还包括制冷机构(32)，所述制冷机构(32)的出口处设有冷源出口阀(19)，冷源出口阀(19)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述制冷机构(32)通过冷源出口阀(19)和蒸气加压泵(23)将冷源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
本发明创造具有以下有益效果：通过该方法制取的改性皮革纤维具有全新的柔软、蓬松、交联丝状特性，该改性皮革纤维可直接作为环保领域空气净化过滤和吸音降噪原材料；制造安全无毒、生态环保型日用纺织品和家居装饰材料，以替代传统化学纤维和天然纤维原料，提升皮革利用和深加工附加值。本发明也为废弃皮革提供一种资源再生利用途径，提高皮革原料利用率，节约皮革加工生产成本，减少废旧皮革排放和焚烧造成的环境污染，创造皮革加工行业更高的经济和环境效益。
附图说明
图1为本发明工艺的装置结构图。
其中：1-膨化罐，2-上封头，3-下封头，4-进料口，5-气动快开蝶阀，6-夹套入口，7-夹套出口，8-夹套，9-温度计，10-湿度计，11-压力表，12-中温储罐，13-高温储罐，14-夹套出口阀，15-中温储罐入口阀，16-高温储罐入口阀，17-高温储罐出口阀，18-中温储罐出口阀，19-冷源出口阀，20-热源出口阀，21-夹套入口阀，22-蛇型管热源入口阀，23-蒸气加压泵，24-密封垫圈Ⅱ，25-密封垫圈Ⅰ，26-压缩空气入口，27-密闭隔声减压仓，28-消声排气口，29-隔声门，30-勾扣，31-加热机构，32-制冷机构。
具体实施方式
本发明涉及一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺及装置。
实施例1：
本发明涉及的工艺方法包括如下步骤：
(1)皮革预处理：将皮革材料经浸泡、脱水干燥至皮革物料留有10％-20％的水分；
(2)进料：将预处理后的皮革放入膨化罐中，并进行密封；
(3)加温加压：对膨化罐进行加温加压，随着罐内压力上升，皮革内部水分转化成水蒸气，皮革纤维组织充满高压水蒸气变得非常柔软；
(4)膨化后皮革纤维的改性再生：当达到设定压力时，开启膨化罐上的气动快开蝶阀，将膨化罐中充满高压蒸气皮革释放导入与其连接的大空间密闭隔声减压仓，此时膨化罐迅速减压，巨大压差使皮革组织内部分水分瞬间气化、闪蒸，皮革纤维由致密变为松散膨胀，完成膨化，实现皮革纤维的改性再生。
其中，步骤(3)对膨化罐的外壁进行加热至100-120℃，对膨化罐的内部进行加热至100-120℃，膨化罐内的额定压力为0.28MPa。
通过上述工艺制得改性皮革纤维具有如下特性：
通过该方法制取的改性皮革具有全新的柔软蓬松交联丝状特性，其密度降低，未改变固有的化学特性，可直接应用于环保领域空气过滤布和吸音材料制造；改性皮革纤维也可生产各类新型绿色环保建材，替代传统化学纤维制造生态型日用纺织品和环保家居装饰材料，提升皮革利用价值。可以在环保、建材、家居、纺织、服装、制鞋、汽车等领域应用，十分广泛。
实施例2：
一种专用于制备前述改性皮革纤维的装置，具有如下结构，包括膨化罐1，膨化罐1设有压缩空气入口26和卸料口，在卸料口端设有气动快开蝶阀5，卸料口端与密闭隔声减压仓27连通；在膨化罐1上设有用于测定膨化罐内部压力的压力表11、测定膨化罐内部温度的温度计9和测定湿度的湿度计10。在密闭隔声减压仓27上设有消声排气口28及隔音门29。
使用时，可以通过多种加热方式，对膨化罐1进行加热，膨化罐1可内置压力传感器，温湿度传感器，并可通过数控方式来调节膨化罐内的压力，温度和湿度等指标；并在额定压力下，控制气动快开蝶阀5开启，完成膨化过程。
实施例3：
一种专用于制备前述改性皮革纤维的装置，如图1所示，具有如下结构，具有膨化罐1，膨化罐1的顶部设有上封头2，膨化罐1的底部设有下封头3，上封头2与膨化罐1的连接处设有密封垫圈Ⅰ25和勾扣30，上封头2与膨化罐1密封连接；下封头3与膨化罐1的连接处设有密封垫圈Ⅱ24和勾扣30，下封头3与膨化罐1密封连接；该膨化罐1上还设有压力表11，温度计9和湿度计10。上封头2上设有压缩空气入口26，用于压缩空气的注入；下封头3上设有卸料口，在卸料口端设有气动快开蝶阀5，卸料口端与密闭隔声减压仓27连通；所述的密闭隔声减压仓27上设有消声排气口28及隔音门29。
膨化罐1的外壁设有夹套8，夹套8具有夹套入口6和夹套出口7，夹套入口6处设有夹套入口阀21；夹套出口7的连接管路上设有夹套出口阀14，所述下封头3内设有蛇型管，蛇型管的进口延伸至下封头外部连有蛇型管入口阀22，蛇型管的出口与夹套8连通；夹套入口阀21和蛇型管入口阀27分别通过支管路与总进液管路连通，总进液管路上设有蒸气加压泵23。
该低温高压膨化生产皮革制品设备，还包括加热机构31，中温储罐12，高温储罐13，和制冷机构32。
加热机构31的出口处设有热源出口阀20，热源出口阀20通过管路与蒸气加压泵23连接，所述加热机构31通过热源出口阀20和蒸气加压泵23将热源经蛇型管入口阀27输送至下封头3内的蛇型管中，对膨化罐1腔内及位于腔内的皮革物料进行加热，将热源经夹套入口阀21输送至夹套8，通过夹套8对膨化罐1的罐壁进行加热。
中温储罐12上设有中温储罐入口阀15和中温储罐入口阀18，夹套出口7处的夹套出口阀14通过管路与中温储罐入口阀15连接；中温储罐入口阀18通过管路与蒸气加压泵23连接，中温储罐12通过中温储罐入口阀18和蒸气加压泵23将热源经蛇型管入口阀27输送给下封头3内的蛇型管，经夹套入口阀21输送给夹套8。
高温储罐13上设有高温储罐入口阀16和高温储罐出口阀17，夹套出口7处的夹套出口阀14通过管路与高温储罐入口阀16连接；高温储罐出口阀17通过管路与蒸气加压泵23连接，高温储罐13通过高温储罐出口阀17和蒸气加压泵23将热源经蛇型管入口阀27输送给下封头3内的蛇型管，经夹套入口阀21输送给夹套8。
该装置还具有用于冷却膨化罐1的制冷机构32，制冷机构32的出口处设有冷源出口阀19，冷源出口阀19通过管路与蒸气加压泵23连接，制冷机构32通过冷源出口阀19和蒸气加压泵23将冷源经蛇型管入口阀22输送给下封头3内的蛇型管，经夹套入口阀21输送给夹套8。
实施例4：
采用实施例3所述的装置制备改性皮革纤维的工艺，其步骤如下：
(1)皮革预处理：将皮革材料经浸泡、脱水干燥至皮革物料留有10％-20％的水分
(2)进料：将预处理后的皮革物流放入膨化罐1中，并通过上封头2和下封头3进行密封；
(3)加温加压：热源经蒸气加压泵23通过夹套入口阀21输送至夹套8内，对膨化罐1的外壁进行加热至105℃；热源经蒸气加压泵23通过蛇型管入口阀27输送给上封头内的蛇型管中，对膨化罐1的内部进行加热至105℃，此时皮革内部部分水分转化成水蒸气，皮革纤维组织充满高压水蒸气变得非常柔软；
(4)膨化后皮革纤维的改性再生：加热过程中通过膨化罐1上的入气口24通入压缩空气至膨化罐1内的压力为0.2MPa即压力表11显示压力为0.2MPa；开启膨化罐卸料气动快开蝶阀5，将膨化罐中充满高压蒸气皮革释放导入与其连接的大空间密闭隔声减压仓27，膨化罐1中的皮革和水蒸气瞬间进入密闭隔声减压仓27，膨化罐迅速减压，巨大压差使皮革组织内部分水分瞬间汽化、闪蒸，此时饱和水蒸气温度为60℃，皮革由于内外压差迅速松散、膨化。此时皮革纤维由致密变为松散膨胀，完成膨化，实现皮革纤维的改性再生。
膨化结束后，打开高温储罐入口阀16和/或中温储罐入口阀15，蛇型管和夹套8中的热源通过夹套出口阀14储存于高温储罐13和/或中温储罐12中，以备下次膨化时使用。冷源通过冷源出口阀19和连接蒸气加压泵23输送至蛇型管和夹套8中对膨化罐1冷却，冷却水入口温度为16℃，出口温度为25℃，冷却后夹套8和皮革物料温度由90℃降至28℃。
膨化罐释放生产废气通过密闭隔声减压仓27配备消声排气口28排放，通过隔声门29进入密闭隔声减压仓27取出改性皮革纤维。

Claims (10)

1.一种高压膨化制备改性皮革纤维的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)皮革预处理：将皮革材料经浸泡、脱水干燥至皮革物料留有10％-20％的水分；
(2)进料：将预处理后的皮革放入膨化罐中，并进行密封；
(3)加温加压：对膨化罐进行加温加压，随着罐内压力上升，皮革内部水分转化成水蒸气，皮革纤维组织充满高压水蒸气变得非常柔软；
(4)膨化后皮革纤维的改性再生：当达到设定压力时，开启膨化罐上的气动快开蝶阀，将膨化罐中充满高压蒸气皮革释放导入与其连接的大空间密闭隔声减压仓，此时膨化罐迅速减压，巨大压差使皮革组织内部分水分瞬间气化、闪蒸，皮革纤维由致密变为松散膨胀，完成膨化，实现皮革纤维的改性再生。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)对膨化罐进行加热至100-120℃，膨化罐内的额定压力为0.28MPa。
3.一种采用权利要求1所述工艺制得改性皮革纤维的应用，其特征在于，该改性皮革纤维可直接作为环保领域空气净化过滤和吸音降噪原材料；制造安全无毒、生态环保型日用纺织品和家居装饰材料，以替代传统化学纤维和天然纤维原料。
4.一种专用于权利要求1所述工艺的装置，其特征在于，具有如下结构：包括膨化罐(1)，膨化罐(1)设有卸料口和压缩空气入口(26)，在卸料口端设有气动快开蝶阀(5)，卸料口端与密闭隔声减压仓(27)连通；膨化罐(1)上还设有压力表(11)、温度计(9)和湿度计(10)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的膨化罐(1)的顶部和底部分别设有上封头(2)和下封头(3)，所述上封头(2)与膨化罐(1)的连接处设有密封垫圈Ⅰ(25)，下封头(3)与膨化罐(1)的连接处设有密封垫圈Ⅱ(24)，所述的压缩空气入口(26)设置在上封头(2)上，卸料口设置在下封头(3)上，所述的密闭隔声减压仓(27)上设有消声排气口(28)及隔音门(29)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的膨化罐(1)的外壁设有夹套(8)，夹套(8)具有夹套入口(6)和夹套出口(7)，在夹套入口(6)处设有夹套入口阀(21)，夹套出口(7)的连接管路上设有夹套出口阀(14)，所述下封头(3)内设有蛇型管，蛇型管的进口延伸至下封头(3)外部，并设有蛇型管入口阀(22)，蛇型管的出口与夹套(8)连通，所述夹套入口阀(21)和蛇型管入口阀(22)分别通过支管路与总进液管路连通，总进液管路上设有蒸气加压泵(23)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括加热机构(31)，所述加热机构(31)的出口处设有热源出口阀(20)，热源出口阀(20)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述加热机构(31)通过热源出口阀(20)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括中温储罐(12)，所述中温储罐(12)上设有中温储罐入口阀(15)和中温储罐出口阀(18)，所述夹套出口(7)通过管路与中温储罐入口阀(15)连接；所述中温储罐出口阀(18)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述中温储罐(12)通过中温储罐出口阀(18)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括高温储罐(13)，所述高温储罐(13)上设有高温储罐入口阀(16)和高温储罐出口阀(17)，所述夹套出口(7)处的夹套出口阀(14)通过管路与高温储罐入口阀(16)连接；所述高温储罐出口阀(17)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述高温储罐(13)通过高温储罐出口阀(17)和蒸气加压泵(23)将热源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括制冷机构(32)，所述制冷机构(32)的出口处设有冷源出口阀(19)，冷源出口阀(19)通过管路与蒸气加压泵(23)连接，所述制冷机构(32)通过冷源出口阀(19)和蒸气加压泵(23)将冷源经蛇型管入口阀(22)输送给下封头(3)内的蛇型管，经夹套入口阀(21)输送给夹套(8)。
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