DE69123466T2 - Verfahren zum Entkälken von Häuten in der Gerberei-Industrie und Vorrichtung zur Ausführung desselben - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entkalken von Häuten in der Gerberei-Industrie und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• In bekannter Weise gehört zum technologischen Zyklus, dem Häute während des Gerbvorganges unterworfen werden, im allgemeinen eine erste Entsalzungsstufe, in der die trockenen Häute in Wasser gewaschen werden, um das fur deren Haltbarmachung verwendete Salz zu entfernen. Der Entsalzungsstufe folgt eine Nässungsstufe, in der die Häute mit Wasser und Additiven, wie z.B. oberflächenaktiven Substanzen, Enzymen und Schwefelnatrium, behandelt werden, um diese zu erweichen und für die nachfolgenden Behandlungsgänge vorzubereiten.
• Die Häute werden dann mit Wasser, Schwefelnatrium und gelöschtem Kalk behandelt. Diese Stufe, genannt auch Kalkgrube, entspannt die Häute und enthaart diese und macht diese weich.
• Nach dieser Stufe werden die Häute einem Schaben unterzogen, um fleischige und gallertartige Unterhautteile zu entfernen.
• Dieser Schab- oder Entfleischungsstufe folgt eine Entkalkungsstufe, in der die Häute nach einer ersten Waschung mit Wasser im allgemeinen mit Ammoniumsulfat in Wasser behandelt werden, um diese fur die nachfolgende Weichbehandlung vorzubereiten.
• Die Entkalkungsstufe wird deswegen vorgenommen, um aus den Häuten restlichen Kalk zu entfernen, der ein erfolgreiches Ergebnis der Weichbehandlungsstufe verhindern würde.
• Die Weichbehandlungsstufe, die wiederum in einem Wasserbad mit geeigneten Enzymen durchgeführt wird, hat den Effekt einer vollständigen Entspannung der Häute und Vorbereitung dieser für den nachfolgenden Gerbvorgang.
• Der technologische Gerbzyklus setzt sich dann fort mit den Stufen der eigentlichen Gerbung (Chrom- oder Pflanzengerbung) und des Färbens und des Trocknens der Häute. Eine oder mehrere der vorgenannten Stufen ist bei einigen Arten von Häuten entbehrlich.
• Analysiert man die Entkalkungsstufe im größeren Detail, so stellt man einige Nachteile fest.
• Das Ammoniumsulfat, das durch Eindringen in die Häute eine sauermachende Wirkung hat, hat tatsächlich den Nachteil, daß es Ammoniak erzeugt mit den daraus folgenden Problemen der Giftigkeit für das Personal. Ferner hat das von dieser Behandlung herrührende Abwasser einen hohen Gehalt an Sulfat und Ammoniak und ist als solches deswegen für die Umwelt stark verschmutzend.
• Es wurden schon andere Arten von Entkalkungsmitteln vorgeschlagen und benutzt, z.B. Dikarbonsäuren, Ameisensäure, Essigsäure, die nicht die gleichen schädlichen Auswirkungen hervorrufen, jedoch beträchtlich höhere Kosten verursachen.
• Als eine Alternative zu diesen Entkalkungsmitteln ist die Verwendung von Kohlendioxyd (CO&sub2;) vorgeschlagen worden, das in das Bad eingespritzt wird, in das die Häute während der Behandlung eingetaucht werden.
• Die Verwendung von Kohlendioxyd als Entkalkungsmittel hat im Hinblick auf die Verwendung konventioneller Entkalkungsmittel offensichtliche Vorteile; die spezifischen Kosten von CO&sub2; sind in der Tat geringer als diejenigen irgend eines anderen Entkalkungsmittels. Zieht man ferner die Tatsache in Betracht, daß die ökologische Einwirkung des Abwassers gering ist, so ist die Verwendung von CO&sub2; ausgesprochen weniger belastend.
• Obwohl die Benutzung von Kohlendioxyd in bezug auf konventionelle Entkalkungsmittel die eingangs beschriebenen Vorteile aufweist, hat sie den Nachteil, daß längere Behandlungszeiten erforderlich sind.
• Die Durchführung der Entkalkung durch Einführen einer konstanten und hohen Durchflußmenge von CO&sub2; in das Bad, in das die Häute eingetaucht sind, erlaubt andererseits nicht, die Behandlungszeiten entsprechend zu reduzieren. Führt man in das Bad CO&sub2; mit einer Durchflußmenge ein, die höher als. ein vorgegebenes Limit ist, was entsprechend der Art der Häute und der bereits durchgeführten Behandlungen variiert, so wird in der Tat eine extrem schnelle Reduzierung des pH-Wertes erreicht, es wird aber auch eine schnelle Ansäuerung des Korns der Häute, d.h. der Oberflächenbereiche, verursacht, was einen Blockiereffekt gegen das Eindringen von CO&sub2; in das Innere der Häute nach sich zieht. Dieser Blockiereffekt verhindert die Fortsetzung des Prozesses der Neutralisierung des Kalks, der in den Häuten vorhanden ist. Am Ende einer auf diese Weise durchgeführten Entkalkungsbehandlung würde man zwar zufriedenstellende pH-Werte erreichen, jedoch eine Entkalkung, die ausgesprochen unzureichend für das erfolgreiche Ergebnis der nachfolgenden Behandlungen ist.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen Probleme dadurch zu lösen, daß ein Verfahren zum Entkalken von Häuten in der Gerberei-Industrie vorgesehen wird, das durch die Verwendung von CO&sub2; als Entkalkungsmittel es erlaubt, die Behandlungszeit im Hinblick auf bekannte, CO&sub2; einsetzende Verfahren zu reduzieren und dadurch auch die Betriebskosten der Behandlungseinrichtungen zu verringern.
• Ein im Umfang dieser Aufgabe liegender Erfindungsgegenstand liegt darin, ein solches Verfahren vorzuschlagen, das den Häuten am Ende der Behandlung einen Säuregrad verleiht, der ideal für das erfolgreiche Ergebnis der nachfolgenden Weichbehandlung ist.
• Ein weiterer Erfindungsgegenstand liegt darin, ein Verfahren vorzusehen, das einen großen Gewinn beim Einsatz der Menge des benutzten CO&sub2; ermöglicht.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung vorzusehen, die mit geringem Kostenaufwand für die Produktionseinrichtungen verwendet werden kann, die in der Gerberei-Industrie gegenwärtig in Gebrauch sind.
• Dieses Ziel, weitere und andere Erfindungsgegenstände, die nachfolgend verdeutlicht werden, werden durch ein Verfahren zum Entkalken von Häuten in der Gerberei-Industrie erreicht, das in der Benutzung von CO&sub2; als Entkalkungsmittel besteht, bei dem die Durchflußmenge des CO&sub2;, das in die die Häute enthaltende Umgebung eingeführt wird, in bezug auf eine Masseneinheit zu behandelnder Häute zumindest einmal während der Behandlungszeit erhöht wird, wie dies in Anspruch 1 angegeben ist.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Hilfe einer Entkalkungsvorrichtung durchgeführt werden, die eine Trommel zur Aufnahme eines Behandlungsbades und der zu behandelnden Häute aufweist, welche um ihre eigene, im wesentlichen horizontal verlaufende Achse drehbar gehalten ist und um diese Achse in Drehbewegung versetzt werden kann, um diese Häute zu mischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Einrichtungen zum Einführen von CO&sub2; in diese Trommel aufweist.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten aber nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und einiger Ausführungsbeispiele der Vorrichtung für dessen Durchführung, die anhand eines nicht darauf einschränkenden Beispieles in den beigefügten Zeichnungen erläutert sind. In diesen zeigen:
• Fig. 1 - 3 schematische Ansichten von drei Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;
• Fig. 4 und 5 jeweilige Diagramme des Verlaufs des pH-Werts und der CO&sub2;-Menge, die in die die zu behandelnden Häute enthaltende Umgebung eingeführt wird, jeweils als eine Funktion der Zeit beim Verfahren gemäß der Erfindung.
• Das Verfahren zum Entkalken gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen in der Benutzung von CO&sub2; als Entkalkungsmittel ähnlich den bekannten Verfahren, wobei aber im Unterschied zu diesen bekannten Verfahren die Durchflußmenge des CO&sub2;, das in die die zu behandelnden Häute enthaltende Umgebung eingeleitet wird, in bezug auf eine Masseneinheit zu behandelnder Häute zumindest einmal während der Behandlungszeit erhöht wird.
• Insbesondere weist die Behandlung vorzugsweise eine erste Stufe der Einführung einer Durchflußmenge von CO&sub2; auf, die im wesentlichen-abhängig von den Charakteristika der zu behandelnden Häute und der vorausgegangenen Behandlungenzwischen 0,1 g/min pro kg zu behandelnder Häute und 0,4 g/min pro kg der Häute beträgt, und eine zweite Stufe der Einführung einer Durchflußmenge von CO&sub2;, die im wesentlichen - wiederum abhängig von den zu behandelnden Häuten und den davor durchgeführten Behandlungen-zwischen 0,3 g/min pro kg und 0,6 g/min pro kg der Häute beträgt.
• Die erste Stufe kann eine Zeitdauer zwischen 1/10 und 3/4 der Gesamtdauer der Behandung betragen, die von 30 Minuten bis 3 Stunden variieren kann.
• Die Einführung von CO&sub2; erfolgt vorzugsweise durch Einspritzen in ein auf Wasser basierendes Bad, in das die Häute eingetaucht sind.
• Fig. 4 und 5 zeigen als Beispiel die Diagramme des Verlaufs des pH-Werts und der CO&sub2;-Menge als eine Funktion der Behandlungszeit beim Entkalken von 2500 kg fetter Kalbhaut mit einer Dicke von annähernd 4 mm, behandelt gemäß der Erfindung.
• In einer ersten Behandlungsstufe wird eine Durchflußmenge CO&sub2;, die in diesem Fall 0,2 g CO&sub2;/min pro kg Häute beträgt, in das die Häute enthaltende Bad eingeleitet. Durch diese Durchflußmenge von CO&sub2; wird eine schnelle Reduzierung des pH-Wertes erreicht, wenngleich auf der Oberfläche der Häute nicht ein solcher Säuregrad erreicht wird, der die Entkalkung blockiert.
• Nach dieser ersten Stufe, die beim betrachteten Beispiel annähernd 30 Minuten dauert, wird die Durchflußmenge des CO&sub2; auf 0,3 g CO&sub2;/min pro kg Häute erhöht. In überraschender Weise wurde beobachtet, daß diese erhöhte Durchflußmenge, die den Effekt des Blockierens der Entkalkung gehabt hätte, wenn sie in der ersten Stufe zugegeben worden wäre, die Behandlung nicht blockiert und es erlaubt, diese in annähernd einer Stunde und 45 Minuten zu vollenden, wobei man eine Entkalkung erzielt, die qualitativ und quantitativ ähnlich derjenigen ist, die mit konventionellen Methoden erreicht werden kann.
• Wie man sehen kann, erreicht man mit dem Verfahren gemäß der Erfindung eine schnelle Reduzierung des pH-Wertes, wobei die Reduzierung aber nicht so schnell erfolgt, daß diese eine Blockierung der Entkalkung verursacht. Am Ende der Behandlung hat abhängig von der Art der Häute der pH-Wert einen solchen Wert, der zwischen 6,5 und 8,5 liegt und der ein erfolgreiches Ergebnis der nachfolgenden Weichbehandlung erlaubt und die Häute nicht mit übermäßigen Säurewerten schädigt. Der pH-Wert beträgt vorzugsweise zwischen 7,0 und 7,3.
• In der Praxis ist es für ein gleiches Endergebnis durch das Verfahren gemäß der Erfindung möglich, die Zeit bedeutend zu reduzieren und in einigen Fällen sogar zu halbieren, die für bekannte CO&sub2;-Entkalkungsbehandlungen notwendig ist.
• Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann das Verfahren gemäß der Erfindung in Trommeln 1 bekannten Typs durchgeführt werden, die so gehalten sind, daß sie um ihre eigene, horizontal angeordnete Achse drehbar sind, und in die ein Bad auf Wasserbasis eingeleitet wird, mit dem die Häute 2 behandelt werden sollen.
• Die gewünschte Menge CO&sub2; wird mittels eines Verteilers 3 zwei Versorgungsleitungen 4a und 4b zugeführt, die mit Leitungen 5a und 5b verbunden sind, die ihrerseits bei der Achse 1a durch die Basis der Trommel hindurchführen und Auslaßdüsen 6a und 6b speisen, die in das Bad eingetaucht sind.
• Vorzugsweise ist in der Trommel 1 eine Vielzahl von Auslaßdüsen 6a und 6b vorgesehen. Diese Auslaßdüsen sind um die Achse 1a der Trommel herum verteilt und an den Wänden der Trommel zwischen Rührelementen 7 befestigt, die in bekannter Weise auf der Innenseite der Trommel befestigt sind. In diesem Fall ist jede Auslaßdüse mittels einer Leitung 5a oder 5b gespeist, wobei diese Leitungen 5a und 5b wiederum mit den Versorgungsleitungen 4a und 4b durch Drehkupplungen 8a, 8b bekannter Art verbunden sind, die eine selektive Verbindung herstellen und CO&sub2; nur den Auslaßdüsen zuführen, die während der Drehung der Trommel im jeweiligen Fall in das Bad eingetaucht sind.
• Die Einführung von CO&sub2; kann auch oberhalb der freien Badoberfläche erfolgen, indem das Innere das Trommel genügend unter Druck gesetzt wird. In diesem Fall wird die Reaktion zwischen dem CO&sub2; und dem Kalk der Häute durch fortwährendes Mischen herbeigeführt, das durch die Drehung der Trommel um ihre eigene Achse erreicht wird.
• Die Einführung von CO&sub2; in das Wasser des Bades kann auch indirekt erfolgen, wie am Beispiel in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, indem CO&sub2; einer vorgegebenen Menge der Badflüssigkeit hinzugefügt wird, die der Trommel 1 entzogen wird und anschließend mit Hilfe von Pumpen 9 und 10 in die Trommel wieder zurückgeleitet wird.
• Wie in Fig. 2 verdeutlicht ist, kann die Rezirkulation der Flüssigkeit des Bades mit Hilfe eines Behälters 11 erreicht werden, der die Flüssigkeit sammelt, die aus einem geeigneten perforierten Teil der Trommel ausläuft. Ein bekannter CO&sub2;-Verteiler 12 ist an die Verteilungsleitung der Pumpe 9 angeschlossen, die in die Trommel führt.
• Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann die Rezirkulation der Flüssigkeit des Bades auch dadurch erreicht werden, daß der Einlaß der Saugleitung der Pumpe 10 in das Bad eintaucht und der Auslaß der Speiseleitung der Pumpe auf der Innenseite der Trommel angeordnet ist. Ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 2 wird das CO&sub2; mittels eines bekannten Verteilers 13 in die Speiseleitung der Pumpe 10 eingeführt. Die Speiseleitung und die Saugleitung der Pumpe 10 führen durch Öffnungen, die an der Basis der Trommel im Bereich der Achse 1a vorgesehen sind, so, daß die Rotation der Trommel nicht beeinträchtigt ist.
• In der Praxis wurde festgestellt, daß das Verfahren gemäß der Erfindung das angestrebte Ziel voll ereicht, da es zusammen mit den bereits bekannten Vorteilen, die der Benutzung von CO&sub2; als Entkalkungsmedium innewohnen, eine Reduzierung der Behandlungszeit und dadurch eine Produktivitätssteigerung beim Entkalken von Häuten ermöglicht.
• Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem Verfahren gemäß der Erfindung ergibt, liegt darin, daß es möglich ist, die Entkalkung bei ausreichend hohen Temperaturen durchzuführen, so daß ein besseres Ergebnis bei der nachfolgenden Weichbehandlung erreicht wird.
• Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß das Verfahren mit leicht durchführbaren Modifikationen in bekannten Entkalkungseinrichtungen durchgeführt werden kann.

Claims (9)

1. Verfahren zum Entkalken von Häuten in der Gerberei- Industrie, bei dem CO&sub2; als Entkalkungsmittel verwendet wird, umfassend:

- eine erste Stufe der Einführung von CO&sub2; in eine zu behandelnde Häute enthaltende Umgebung mit einer ersten Durchflußmenge pro Zeiteinheit, die im wesentlichen niedriger als 0,4 g/min pro kg zu behandelnde Häute ist; und

- eine zweite Stufe der Einführung von CO&sub2; mit einer zweiten Durchflußmenge pro Zeiteinheit, die höher als die erste Durchflußmenge pro Zeiteinheit ist, wobei diese zweite Durchflußmenge pro Zeiteinheit im wesentlichen niedriger als o,6 g/min pro kg zu behandelnde Häute ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste CO&sub2;-Durchflußmenge pro Zeiteinheit im wesentlichen zwischen 0,1 und 0,4 g/min pro kg zu behandelnde Häute liegt und daß die zweite CO&sub2;-Durchflußmenge pro Zeiteinheit im wesentlichen zwischen 0,3 und 0,6 g/min pro kg zu behandelnde Häute liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der ersten Stufe im wesentlichen zwischen 1/10 und 3/4 der Gesamtdauer der Behandlung beträgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Häute in einem Bad angeordnet sind und daß der pH-Wert dieses Bades am Ende der Behandlung im wesentlichen zwischen 6,5 und 8,5 beträgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Bades am Ende der Behandlung im wesentlichen zwischen 7,0 und 7,3 beträgt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdauer der Behandlung im wesentlichen zwischen 30 Minuten und 3 Stunden, abhängig von der Art der Häute, beträgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das CO&sub2; direkt in das die Häute enthaltende Bad eingespritzt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das CO&sub2; in einen Teil der Flüssigkeit eingespritzt wird, die dem Bad entzogen worden ist und anschließend wieder in das Bad zurückgeführt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das CO&sub2; in die die Häute enthaltende Umgebung oberhalb der freien Badoberfläche eingeführt wird.