DE19961745A1

DE19961745A1 - Druck-Wechsel-Gerbgefäß

Info

Publication number: DE19961745A1
Application number: DE1999161745
Authority: DE
Inventors: Harald Suese
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-06-28

Abstract

Technisches Problem DOLLAR A Drucklos arbeitende bzw. mit Überdruck arbeitende Gerbgefäße sind für die weitere Verbesserung der Rohlederqualität, für die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Erzeugung von Leder und zum Abbau von bestehenden Umweltbelastungen wenig geeignet. DOLLAR A Lösung des Problems DOLLAR A Es wurde ein umweltfreundliches und geschlossenes thermostabiles Druck-Wechsel-Gerbsystem entwickelt, das - aufgebaut in einer mobilen Anlage - durch periodische Druck-Vakuumwechsel bei der Behandlung der Beschickungsmasse eine hautschonende Behandlung von der Weiche bis zur Gerbung der empfindlichen Häute gewährleistet. DOLLAR A Anwendungsgebiet DOLLAR A Die Druck-Wechsel-Gerbanlage kann in der Landwirtschaft und der Lederindustrie, insbesondere für die Gerbung von Kleintierfellen und Fischhäuten, eingesetzt werden. Sie kann typengerecht für unterschiedliche Beschickungstonnagen hergestellt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Druckwechsel-Gerbgefäß (DWG-Anlage) wird in der Landwirtschaft und der Lederindustrie zur Herstellung von Rohleder insbesondere aus Kleintierfellen und Fischhäuten eingesetzt.

Charakterisierung des bekannten Standes der Technik

Im Stand der Technik sind Gerbmaschinen und Gerbgefäße bekannt, die im wesentlichen bei atmosphärischem Druck arbeiten, im Einzelfall mit Vakuum. (DE 41 16 872 A1). In der Mehrzahl der üblicherweise eingesetzten Gerbgefäße werden die Häute in sog. Quetschlagen wie z. B. in der OS DE 33 36 050 und der OS 26 48 057 beschrieben, - in einer sog. 3-Kammermaschine bearbeitet. Nachteilig ist bei dieser Art durchaus neuzeitlicher Gefäße, daß durch diese Quetschlagen das Einbringen der Chemikalien in die Hautstrukturen nicht gleichmäßig und langsam erfolgt, weil die große Menge der eingebrachten Häute in großen Flottenvolumina, die bis zu 150% der eingebrachten Beschickungsmasse betragen können, bewegt werden und durch eine sog. Walkwirkung die Haut gezwungen wird, die Chemikalie aufzunehmen.

Mit dem WP DD 208 825 ist die Rückführung nichtflüssiger Chemikalien aufgrund des großen Zwischenraumes zwischen Rotor und Behälterwand nur bedingt möglich. Bei der DE 41 32 411 A1 ist aufgrund der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors die Benetzungsfrequenz der Flotten mit den Häuten zu gering, die bei der Walkung der Häute über die Walkkanten des Rotors gestreckten Fasern werden nur durch die in der Flotte gelösten Chemikalien beschickt.

Anderen bekannten Gerbgefäßen ist zu eigen, daß - wie in der OS 24 40 295 beschrieben - durch die Gestaltung der Bodensektion enorme Beeinträchtigungen der Lederoberfläche eintreten und im übrigen die offene Gefäßkonstruktion den gefährlichen Gasen,die beim Behandlungsprozeß der Häute entstehen, frei austreten.

Der Gerbanlage lt. DE 41 32 411 -A1 ist zu eigen, daß die Häute beim Übergang von der sog. Beschickungskammer in den Rotor "hängen" bleiben können und damit die Häute während der Behandlung beschädigt werden.

Druckbehandlung von Häuten wird in der DE 40 10 820 A1 beschrieben, allerdings muß bei der Anwendung dieses Verfahrens die einzelne Haut aufgelegt werden und ein Injektionsstrahl exakt gerichtet werden, ein Verfahren, bei dem die Haut lediglich aufbereitet wird. (gereinigt, entdungt, entfleischt, entspeckt, entfettet).

In der DE 39 30 767 A1 wird die Hautmenge mittels Förderband gerichtet und Düsenstrahlen drücken die Chemikalien in die Haut, wobei schwere Hautschäden aufgrund des bis zu 10bar starken Druckes durch den Düsenstrahl eintreten können. Analog ist die DE 37 02 478 A1 aufgebaut.

Im EP 0 624 654 A2 wird die Zuführung von gelöstem CO₂ aus einem Druckgefäß behandlungsfördernd in einen offenen Gerbmischer dargestellt, wobei die verbrauchte Flüssigkeit dann wieder zurückgepumpt wird; diese Technologie belastet die Umgebung insbesondere durch den freien Austritt der Gase und Dämpfe (Ammoniak, Schwefel wasserstoff u. a.).

In der bereits erwähnten DE 41 16 872 A1 wird die Hautbehandlung unter Vakuumeinwirkung beschrieben, wobei die stationäre Auflage der Häute unumgänglich ist. Neben dieser manuell aufwendigen und daher unwirtschaftlichen Behandlung arbeitet dieses Verfahren lediglich in einem Gefäß, das mit Vakuum beaufschlagt ist.

Andererseits gibt das Patent WO 96/27682 - identisch mit DE 195 07 572 A1 darüber Auskunft, daß Häute mit einer Gerblösung behandelt werden, die unter Druck gelöstes Kohlendioxid enthält und wobei die Behandlung nur in einem unter Druck stehenden Autoklaven erfolgt.

Im Stand der Technik werden meist Anlagen zur Gerbung verwendet, deren Reaktionsräume offen sind, bzw. unmittelbar nach der Reaktion geöffnet werden, so, daß neben der damit unvermeidlichen Umweltbelastung durch Gasaustritt auch die Effizienz der bekannten Anlagen sinkt, insbesondere deswegen, weil durch zusätzliche technische Maßnahmen diese Folgeerscheinungen kompensiert werden müssen, z. B. die Rückführung nicht verbrauchter Chemikalien, Rückführung von Fetten und die Resteiweißentsorgung.

Problemstellung

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Druck-Wechsel-Gerbanlage zu entwicklen, die umweltfreundlich und vollständig geschlossen arbeitet, dergestalt, daß die Bearbeitung der rohen Häute zu einem qualitativ verbesserten Rohleder durch periodisch gestaltete Druck-Vakuumintervalle der Chemikalieneinwirkung bei wesentlich verkürzten Prozeßzeiten erfolgt und daß die abgetrennten Reststoffe aus der Haut und den Flotten in Teilstromflotten erfaßt und gespeichert werden und auf diese Weise eine vollständige Verarbeitung der Hautbestandteile gewährleistet wird.

Beschreibung der Erfindung

Der Erfindungsbeschreibung wird zum besseren Erläuterung eine verfahrenstechnische Betrachtung vorangestellt:

- die restlose und schnelle Aufnahme der Gerblösungen durch die kapillaren Hautfasern bei herkömmlichen Verfahren wird durch die in den Kapillaren enthaltetenen störenden Inhaltsstoffe und vor allem durch die darin enthaltene Luft behindert. Die Luft kann bekanntlich während des Gerbvorganges nur teilweise aus der Hautfaser verdrängt werden und behindert das weitere Eindringen der Gerblösungen in die Kapillaren. Es wurde nun gefunden, daß die gequollenen Blößen in der geschlossenen Anlage in kohlensaurer Atmosphäre in erfinderischer Weise so bewegt werden können, daß die in den Kapillaren eingeschlossene Luft durch die Druckwechselwirkungen in die Kohlensäure diffundiert, umgekehrt dringt aufgrund der analogen Druckwechselwirkung die Kohlensäure in die Faserkapillaren ein. Bei Zuführung von Gerbstofflösung in das geschlossene System wird die leicht lösliche Kohlensäure wiederum unter Ausnutzung der bereits erwähnten Druckwechselwirkung von der Gerbstofflösung verdrängt.

Erfindungsgemäß wird nun eine Vorrichtung beschrieben, die als umweltfreundlich geschlossene Anlage in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise die erfindungsgemäße Zielstellung erfüllt:

- grundsätzlich besteht die DWG-Anlage aus den Anlagenteilen Druckbehälter mit Rotor, Beschickungs-und Entleerungskammer, Vakuumpumpe und Druckerzeuger;
- indem in der DWG-Anlage nach Beschickung mit rohen Häuten der weitere Prozeß zur Behandlung derselben mit einstellbaren Druck-Wechselintervallen so durchgeführt wird, daß die Benetzung der Hautpartikel mit Gerbflüssigkeiten durch diese Beaufschlagung schneller und intensiver erfolgt,
- dabei die Häute systematisch bewegt werden, indem durch die gleichförmige Drehung des Rotors und der in ihm angeordneten Hubspiralen die rohen Häute örtlich fortschreitend und walkend ihre Lage im Innern des Rotors verändern, dergestalt, daß auf diese Weise der kapillare Flüssigkeitswechsel intensiver und schneller erfolgt,
- indem anfallende Feststoffanteile aus dem durchlässig gestalteten Rotor hautschonend aus dem Rotorinnern entfernt und anschließend im Umpumpsystem erfaßt und ausgetragen werden,
- indem die Autbereitung der Reststoffe nach im Stand der Technik bekannten Anlagenteilen in ebenfalls thermisch geschlossener Prozeßführung und somit umweltffreundlich erfolgt.

Vorteile

Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Vorteilen werden mit der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirksam:

- Senkung des Produktionsverbrauches durch Senkung des Verbrauches von Chemikalien, Wasser, Arbeitszeit, Wegfall des bisherigen Aufwandes für die Flottenreinigung,
- vollständige Verarbeitung der eingebrachten Feststoffsubstanz der Häute,
- Erhöhung der Qualität des Rohleders,
- Erhöhung der Effektivität durch die Gestaltung der DWG-Anlage als Mobilanlage.

Ausführungsbeispiel

Die DWG-Anlage soll nun anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.

Die Zeichnung 1 zeigt die Druck-Wechsel-Anlage im Längsschnitt

Beschreibung der Zeichnung 1

Die DWG-Anlage besteht aus dem äußeren Mantel mit Brüdenabgangssystem 1, dem Deckel 2 mit Antriebsflansch, dem Deckel 3 mit Kammersystem, Flanschen 4, dem Rotor 5, Siebfiltern 6, einer inneliegend angeordneten Hubspirale 7, dem Einlaufschacht 8, einem Drehgelenk 9 mit Deckel 10, dem Austragschacht 11, dem Deckel 12 mit Drehgelenk 13, Stützringen 14, der Antriebsnabe 15 mit Antriebswelle 16, der Vakuumpumpe 17 mit zugehöriger Vakuumleitung 18 und der Druckanzeige mittels Manometer 19, dem Druckerzeuger 20, der an die Druckleitung 21 angeschlossen ist, Temperaturanzeigen 22, dem Sicherheitsventil 23, sowie den für die Zuführung von flüssig, bzw. gasförmig dosierbaren Chemikalien den Dosierventilen 24, Abluftstutzen 25, Flottenventilen 26 und den Gestellsäulen 27, der Biofilteranlage 28, die die gesamte Abluft der DWG-Anlage aufnimmt und reinigt.

Der Prozeßablauf und die Funktionsweise der DWG-Anlage ist wie folgt:
Nach dem Öffnen des Einlaufschachtes 8 mittels Drehgelenk 9 und Deckel 10 wird die DWG-Anlage mit rohen Häuten beschickt, die nach unten öffnende Luke des Austragsschachtes 11 ist geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist über den Abluftstutzen 25 die Luftabsaugung über den Stutzen 25 angeschaltet und der Rotor 5, der im Behälter 1 drehbeweglich gelagert ist, dreht. Der Rotor 5 ist in den Stützringen 14, die zwischen den Flanschen 4 der Deckel 2 und 3 angeordnet sind, und den darin eingefaßten Lagern axial geführt. Die Drehbewegung wird mittels Welle 16, die im Antriebslager 15 gelagert ist, erzeugt.

Nach der Beendigung des Füllvorganges wird der Deckel 10 hermetisch abgedichtet und geschlossen, die Weichflotte, die in einem oder mehreren im Stand der Technik bekannten Vorratsgefäß gespeichert ist, wird über die Dosierstrecke 24 in das Behälterinnere eingelassen, nachdem sie in dem Vorratsgefäß auf die erforderliche Prozeßtemperatur erwärmt worden ist. Zur Beschleunigung der Fettaustreibung wird nun unmittelbar nach Beendigung des Weichens der Häute mittels Vakuumpumpe 17 und im Wechsel dazu mit dem Druckerzeuger 20 das den weiteren Zeitverlauf der Gerbung bestimmende Druck-Wechselverhältnis im Innern des Behälters 1 erzeugt und nach ca. 30 min beendet. Die Flotte wird zwischenzeitlich über die Flottenventile 26 und eine im Stand der Technik bekannte Umwälzpumpe umgepumpt. Die so mit Fett angereicherte Flotte wird nach im Stand der Technik bekannten Verfahren gespeichert und gereinigt und über die Dosierstutzen 24 in den Prozeß zurückgeführt.

Die Zuführung der Äscherchemikalien erfolgt wie im Stand der Technik bekannt. Zur Entkälkung wird zum erneuten Start der periodisch arbeitenden Druck-Wechsel- Behandlung über ein Dosierventil 24 CO₂ unter Druck eingespeist, nachdem in das Innere des Reaktors ca. zu gleichen Gewichtsteilen Wasser eingefüllt worden ist, dergestalt, daß dort die aus dem in der Behandlungsflüssigkeit durch die Auflösung von Kohlendioxid entstandene Kohlensäure das in dem Collagen eingelagerte Calziumhydroxid löst.

Da bei dieser Behandlung der ph-Wert < 7 erreicht wird, entsteht Schwefelwasserstoff der in der im Stand der Technik bekannten Biofilteranlage 28 aufgenommen, verarbeitet wird und als gereinigte Abluft die DWG-Anlage verläßt.

Nach Beendigung der Entkälkung wird über ein Dosierventil 24 Gerbflüssigkeit eingedüst und über ein weiteres Ventil 24 Gerbflüssigkeit eingegeben um die Umwandlung des Collagen in das beständige Rohleder zu erreichen.

Dazu werden nach Abschluß der Eindüsung und Einfüllung, die wiederum bei drehendem Rotor erfolgt, in periodischer Folge im Innern der DWG-Anlage Vakuum- Druck-Wechsel erzeugt.

Nach Abschluß der Gerbung wird durch Änderung der Drehrichtung des Rotors und der Betätigung der Schließvorrichtung im Austragschacht 11 das wetblue nach außen ausgetragen.

Claims

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Häuten und Fellen und zum Gerben, bestehend aus einem äußeren, feststehenden Gefäß und innen drehbeweglich angeordnetem Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die Deckel (2) und (3) und dem Mantel (1) geschlossenen Innenraum bei fortführender Drehung des Rotors (5) innerhalb des äußeren feststehenden Behälters, gebildet durch die Teile (1), (2), (3), (4) - die auf den Gestellsäulen (27) gelagert sind - in variablen Zeitabständen sowohl atmosphärischer Druck als auch im Wechsel Vakuum mit den Aggregaten (17),(20) erzeugt werden kann, der mittels zugehöriger Leitungen (18), bzw. (21) in das Behälterinnere geführt wird, dergestalt, daß die Anzeige durch das Manometer (19) und ein möglicher Überdruck durch das Sicherheitsventil (23) in die Biofilteranlage (28) abgeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum so gestaltet wird, daß die Erzeugung des Vakuums die zu Beginn des Absaugvorganges vorherrschende Temperatur, gemessen durch die Anzeige (22) im Innenraum nicht verändert, dergestalt, daß mit dem Beginn dieses Vorganges die Zuführung von Wärme in den Innenraum erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5), der durch erfindungsgemäß gestaltete Stützringe (14) geführt und auf diese Weise mittels Antriebsnabe (15) mit einer nach außen geführten Antriebswelle (16) so mit speziellen Siebfiltern (6) versehen ist, damit zu Beginn z. B. der Weiche der Häute die beim Absaugvorgang abzuführenden Flotten- /Fett- und Eiweißmengen aus dem Innenraum zwischen Rotor (5) und Gefäßaußenwand (1) kontinuierlich und in einer Zeit von ca. 3 min je Charge mittels Flottenventilen (26) ausgetragen und gespeichert werden.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Innenraum des Gerbgefäßes erzeugte Druck, bzw. das erzeugte Vakuum im Behälterineren in den so beschriebenen Phasen des Prozesses die in die Kapillarstruktur der eingebrachten Häute zeitgleich in den Innenraum mittels Dosierventilen (24) eingeleitete Kohlensäuremenge eintreten kann und auf diese Weise in den durch die Säurequellung bereits geweiteten Kapillaren die Luft in die Kohlensäure diffundiert.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gerbgefäßes mittels Druckerzeuger (20), bzw. mittels Vakuumpumpe (17) phasengerecht entweder nach dem einstellbaren Vakuum von ca. 200 mbar im Behälterineren oder bei normalem atmosphärischem Druck im Innern des Behälters der Innendruck in beliebiger Höhe - z. B. bis zu 20 bar erzeugt werden kann, dergestalt daß in die Kapillarstruktur der eingebrachten Häute nach Abschluß der Kohlensäurezuführung mittels der Dosierventile (24) die dann in den Innenraum über die erweiterte Dosierventilstrecke (24) eingebrachte Behandlungsflüssigkeit - zum Beispiel die Gerbbrühe - die leicht lösliche Kohlensäure verdrängt und auf diese Weise im Rhythmus des Saug-Druck-Intervalles eine Beaufschlagung der Kapillaren erzwungen wird, die die Anlagerung der Gerbstoffpartikel in der Hautstruktur schonend und schnell gewährleistet.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die gleichzeitige Drehung des Rotors (5) die eingelagerten Häute mittels der auf der Innenseite des Rotors (5) angebrachten durchströmbaren Hubspiralen (7) die Häute angehoben und über die Oberkante der Hubspirale (7) gleitend zusätzlich gedehnt werden, dergestalt, daß auf diese Weise das Auspressen der Kapillaren und das Einströmen der Behandlungsflüssigkeiten ergänzt werden.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Drehgelenk (9) der Deckel (10) des Einlaufschachtes (8) zur Befüllung des Rotors (5) mit den Häuten der Austragschacht durch die Deckelkonstruktion (12) des Austragschachtes (11) verriegelt ist, dergestalt, daß die Häute erst nach der Behandlung im Inneren des Rotors (5) in den Austragschacht (11) gelangen können und in der Befüllzeit die aus dem Behälterinneren angesammelte und sich erneut bildende Abluft durch den Ventilator der Biofilteranlage (28) in den Ablauftstutzen (25) gesaugt wird.