RU2094466C1

RU2094466C1 - Method of processing leather waste into leather powder

Info

Publication number: RU2094466C1
Application number: RU95113734A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Денисов; О.И. Михалев
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Парацельс"
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: leather industry. SUBSTANCE: leather waste is moistened and mechanically processed prior to be subjected to garnetting. Mechanical processing is performed by way of pressing waste under pressure from 5 to 20 x 10⁶ N/sq. m until moisture 25-70% is attained, and garnetting is conducted to 0.5-4.5 x 10^-3 fraction content within the range 5-90%. Wetting of leather waste is performed by holding material in climatic chamber or by directly watering it at 20-70 C. Garnetted material may be partially dried at 80-140 C for 0.5-90.0 min. EFFECT: leather mass obtained is compatible with pulp in paper making. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам переработки отходов производства натуральных кож с целью последующей утилизации, в частности бумажной промышленности при получении разнообразных бумажных, картонных и плитных материалов, содержащих в своей волокнистой композиции в качестве ингредиента кожевенное волокно. The invention relates to methods for processing wastes from the production of natural leathers for the purpose of subsequent utilization, in particular the paper industry, to produce a variety of paper, cardboard and board materials containing leather fiber in their fibrous composition as an ingredient.

Известен способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, включающий двух стадийную механическую обработку кожевенных отходов с влажностью 30% (заявка JP N 5283607, кл. C 14 B 7/00, 1979). A known method of processing leather waste into a leather powder, including two-stage mechanical processing of leather waste with a moisture content of 30% (application JP N 5283607, class C 14 B 7/00, 1979).

При этом механическая обработка включает:
стадия 1 кожевенные отходы с влажностью 30% измельчают до размеров 5-10 мм;
стадия 2 куски кожи с размером 5-10 мм подвергают дробящему и разбивающему воздействию так, чтобы избежать образование кожевенной пыли.In this case, machining includes:
stage 1 tanning waste with a moisture content of 30% is crushed to a size of 5-10 mm;
stage 2 pieces of leather with a size of 5-10 mm are subjected to crushing and breaking effects so as to avoid the formation of leather dust.

Полученный известным способом порошок может быть использован в качестве полуфабриката для получения волокнистой кожевенной массы, из которой формуют листообразные материалы. The powder obtained in a known manner can be used as a semi-finished product to obtain a fibrous leather mass from which sheet-like materials are formed.

Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, заключающийся в том, что увлажняют кожевенные отходы, осуществляют механическую обработку увлажненных кожевенных отходов и затем их разволокняют (патент US N 3537871, кл. B 44 D 1/32, D 06 M 3/08, 1970). The closest analogue of the invention according to the technical essence and the achieved result is a method of processing leather waste into a leather powder, which consists in moisturizing leather waste, mechanically treating the wet leather waste and then pulp it (US Pat. No. 3,537,871, class B 44 D 1/32, D 06 M 3/08, 1970).

При этом в качестве кожевенных отходов используют обрезки хромовой кожи. Увлажнение кожевенных отходов осуществляют путем замачивания в водной среде, имеющей температуру 50-60^oC. Затем замасленную массу высушивают до влажности 35-45% и подвергают механической обработке в течение 30 мин в дробильной мельнице. Пластифицированный таким образом полуфабрикат из кожаных отходов с влажность 35-45% поступает в аппарат, где происходит разволокнение массы с образование продукта переработки с содержанием фракции коллагеновых волокон размером 0,5-5 см, из которых 75% имеют размер 3,2 см.At the same time, chrome leather trimmings are used as leather waste. Humidification of leather waste is carried out by soaking in an aqueous medium having a temperature of 50-60 ^o C. Then the oily mass is dried to a moisture content of 35-45% and subjected to mechanical treatment for 30 minutes in a crushing mill. The semi-finished product from leather wastes plasticized in this way with a moisture content of 35-45% enters the apparatus, where the pulp is pulped to form a processed product containing a fraction of collagen fibers 0.5-5 cm in size, of which 75% are 3.2 cm in size.

Известный способ позволяет получать кожевенный полуфабрикат, содержащий в основном коллагеновые волокна и используемый в производстве материала иммитирующего кожу. The known method allows to obtain a leather semi-finished product containing mainly collagen fibers and used in the manufacture of material that imitates the skin.

Однако использовать такое "грубое" волокно при производстве бумаги достаточно трудно, так как гидрофобизация, или "замасливание", имеет своей целью покрыть коллагеновое волокно тонкой пленкой вещества блокирующего гидрофильные группы и обращенные гидрофобными хвостами в водную фазу. Это позволяет, конечно, получить кожевенный полуфабрикат с преимущественно моноволокнистой структурой, однако, применять такие волокна в производстве полотен, в частности бумажных, без специального целенаправленного введения связующих практически невозможно. Отсутствие взаимодействия между гидрофильными группами как собственно коллагеновых волокон, так и коллагеновых волокон и других волокон приведет к ослаблению композиционных материалов и бумаг, особенно, если не применяют при ее производстве связующих. However, it is quite difficult to use such a “coarse” fiber in paper production, since hydrophobization, or “oiling,” is intended to cover the collagen fiber with a thin film of a substance that blocks hydrophilic groups and turns hydrophobic tails into the aqueous phase. This makes it possible, of course, to obtain a leather semi-finished product with a predominantly monofilament structure, however, it is practically impossible to use such fibers in the manufacture of fabrics, in particular paper, without special purposeful introduction of binders. The lack of interaction between the hydrophilic groups of both collagen fibers themselves, and collagen fibers and other fibers will lead to weakening of composite materials and papers, especially if binders are not used in its production.

Кроме того, использование химикатов на стадии замасливания характеризует способ как экологически нечистый. In addition, the use of chemicals at the stage of oiling characterizes the method as environmentally unclean.

Новым техническим результатом заявленного способа является возможность получения кожевенной массы, совместимой с целлюлозной массой при производстве бумаги. Кроме того заявленный способ не имеет большого количества сточных вод, обогащенных химикатами. A new technical result of the claimed method is the ability to obtain a tanning mass that is compatible with pulp in the manufacture of paper. In addition, the claimed method does not have a large amount of wastewater enriched with chemicals.

Достигается новый технический результат тем, что в способе переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок, заключающемся в том, что увлажняют кожевенные отходы, осуществляют механическую обработку увлажненных кожевенных отходов и затем из разволокняют, механическую обработку увлажненных кожевенных отходов осуществляю путем прессования при давлении 5-20•10⁶ Н/м² до влажности 25-70% а разволокнение проводят до содержания в продукте переработки фракции размером 0,5-4,5 мм 65-90% или 0,5-4,5•10^-3 м 65-90% (В системе СИ).A new technical result is achieved by the fact that in the method of processing leather waste into a leather powder, which consists in moisturizing leather waste, mechanical processing of the moistened leather waste and then from the pulp is carried out, mechanical processing of the moistened leather waste is carried out by pressing at a pressure of 5-20 • 10 ⁶ N / m ² to a moisture content of 25-70% and razvolenie carried out until the content in the processed product fractions of 0.5-4.5 mm 65-90% or 0.5-4.5 • 10 ^-3 m 65-90 % (In SI system).

При этом увлажнение кожевенных отходов осуществляют выдерживанием отходов в климатической камере или замачиванием при температуре увлажняющей среды 20-70^oC.In this case, the humidification of leather waste is carried out by keeping the waste in a climate chamber or by soaking it at a temperature of a moisturizing environment of 20-70 ^o C.

На стадии увлажнения влажность кожевенного материала изменяется с начальной 10-50% до конечной влажности 30-80%
При прессовании влажность кожевенного материала снижается до 25-70% С таким уровнем влажности кожевенный материал поступает на следующую стадию - разволокнение.At the wetting stage, the moisture content of the leather material changes from the initial 10-50% to the final humidity 30-80%
When pressing, the moisture content of the leather material is reduced to 25-70%. With this level of humidity, the leather material enters the next stage - razvolenie.

При необходимости продукт переработки предлагаемого способа сушат при t 80-140^oC в течение 0,5-90 мин.If necessary, the product of the processing of the proposed method is dried at t 80-140 ^o C for 0.5-90 minutes

Авторами установлено, что проведение на стадии разволокнения преимущественно растаскивающего, а не рвущего или рубящего воздействия обусловлено как выбором аппарата, так и формой поступающего в зону размола кожевенного материала. Спрессованные кожевенные отходы в форме блока, например, в котором кусочки кожи соединены между собой вследствие приложенного давления, поступающие в зону размола обуславливают преимущественный отрыв пучков волокон за счет растаскивающего воздействия. The authors found that the carrying out at the stage of razvolennosti predominantly pulverizing, and not tearing or chopping effects due to both the choice of apparatus and the shape of the leather material entering the grinding zone. Compressed tanning waste in the form of a block, for example, in which pieces of skin are interconnected due to the applied pressure, entering the grinding zone determine the predominant separation of the fiber bundles due to the tensile effect.

Поступление спрессованных кожевенных отходов с влажностью 25-70% на стадию разволокнения обеспечивает проведение процесса размола с образованием минимального количества пылевидной фракции. С увеличением сухости спрессованного материала не только увеличивается выход балластной фракции, но и возникают проблемы, связанные с пылеобразованием в зоне размола, а следовательно, и с уносом части кожевенной пыли в потоке отточной вентиляции. Верхняя граница влажности обусловлена параметрами стадии прессования. Но при этом необходимо отметить, что избыточная влажность даже вредна, так как в этом случае затрудняется разгрузка продукта переработки. The receipt of compressed leather waste with a moisture content of 25-70% at the stage of razvolenie provides the grinding process with the formation of a minimum amount of dust fraction. With an increase in the dryness of the compressed material, not only the yield of the ballast fraction increases, but also problems arise associated with dust formation in the grinding zone, and, consequently, with the entrainment of part of the leather dust in the flow of exhaust ventilation. The upper limit of humidity is determined by the parameters of the pressing stage. But it should be noted that excess humidity is even harmful, since in this case it is difficult to unload the processed product.

Стадию разволокнения в оптимальном варианте осуществляют на аппарате рубяще-рвущего действия с измельчающими элементами, в виде стальных пластин различной частоты насадки на барабане и различной заточки стальных пластин. The stage of dispersion in the best case is carried out on a chopping-tearing apparatus with grinding elements, in the form of steel plates of various nozzle frequencies on the drum and various sharpening of steel plates.

Пример 1. Способ переработки кожевенных отходов (состав: 83% хромовой стружки с размером лент до 40 см; 8% пылевидной фракции; 9% кожевенный лоскут) в кожевенный порошок осуществляют следующим образом:
а) сухие кожевенные отходы с влажностью 20% выдерживают в воздушно-климатической камере. Температура увлажняющей среды 20^oC;
б) увлажненные отходы подвергают запрессовке (P_прес _{сования} 20•10⁶ Н/м²), получая блоки с влажностью 45%
в) блоки с влажностью 45% поступают на стадию разволокнения в аппарат барабанного типа и подвергаются размолу до содержания в продукте переработки фракции размером 0,5-4,5 мм 80%
Полученный продукт переработки в виде кожевенного порошка, содержащего 80% волокнистой фракции размером 0,5-4,5 мм, используют в составе волокнистой композиции для производства бумаги.Example 1. A method of processing leather waste (composition: 83% chrome shavings with tape sizes up to 40 cm; 8% dust fraction; 9% leather flap) into a leather powder as follows:
a) dry leather waste with a humidity of 20% is kept in the air-climate chamber. Humidification temperature 20 ^o C;
b) wet waste is subjected to pressing in (P _popping _pres • 20 October ⁶ N / m ²⁾ to obtain blocks with a moisture content of 45%
c) blocks with a humidity of 45% enter the stage of razvoleniya in the apparatus of the drum type and are subjected to grinding to the content in the processing product fractions of 0.5-4.5 mm 80%
The resulting processing product in the form of a tanning powder containing 80% of the fibrous fraction with a size of 0.5-4.5 mm, is used in the composition of the fibrous composition for paper production.

Для этого кожевенный порошок при концентрации 2% размалывают до степени помола 62^o ШР и в количестве 30% вводят в состав волокнистой массы бумаги. Волокнистый состав бумаги следующий (мас.):
Целлюлоза СФИ беленая 40
Древесная масса белая дефибр. 30
Кожевенное волокно 30
Из полученной композиции отливают писчую бумагу массой 80 г/м².For this, the tanning powder at a concentration of 2% is ground to a degree of grinding of 62 ^o SR and in the amount of 30% is introduced into the pulp of the paper. The fibrous composition of the paper is as follows (wt.):
SFI Cellulose bleached 40
Wood pulp white defibr. thirty
Leather fiber 30
Writing paper weighing 80 g / m ^{2 is} cast from the resulting composition.

Результаты испытания бумаги, а также качественные показатели продукта переработки кожевенных отходов представлены в таблице. The results of the paper test, as well as the quality indicators of the product for processing leather waste, are presented in the table.

Пример 2. Способ переработки кожевенных отходов аналогичен примеру 1, со следующим отличием по стадиям:
а) запрессовывают отходя в брикеты вроде куба со стороной 30 см, при этом P 5•10⁶ Н/м²;
б) разволокнение в аппарате барабанного типа до содержания фракции 0,5-4,5 мм 74% Полученный продукт переработки подвергают обеспыливанию и получают кожевенный порошок, содержащий 82% фракции 0,5-4,5 мм и пригодный для производства бумаги.Example 2. The method of processing leather waste is similar to example 1, with the following difference in stages:
a) they are pressed into the briquettes like a cube with a side of 30 cm, with P 5 • 10 ⁶ N / m ² ;
b) pulping in a drum-type apparatus to a content of 0.5–4.5 mm fraction of 74%; The resulting product is dedusted and a tanning powder containing 82% of a 0.5–4.5 mm fraction and suitable for paper production is obtained.

Используют кожевенный порошок в производстве писчей бумаги аналогично примеру 1. Use leather powder in the production of writing paper analogously to example 1.

Пример 3. Способ переработки кожевенных отходов аналогичен примеру 1, со следующими отличиями о стадиям:
а) кожевенные отходы замачивают в воде с температурой 20^oC; начальная влажность кожи 50% после замачивания кожу отжимают без приложения давления;
б) запрессовывают отходы в брикеты в виде куба со стороной 30 см, при этом P 10•10⁶ Н/м², влажность составляет 70%
в) разволокнение в аппарате барабанного типа до содержания фракции 0,5-4,5 мм 68%
Полученный продукт переработки подвергают сушке при t 140^oC с последующим обеспыливанием.Example 3. The method of processing leather waste is similar to example 1, with the following differences about the stages:
a) leather waste is soaked in water with a temperature of 20 ^o C; initial skin moisture 50% after soaking, the skin is wrung out without applying pressure;
b) press waste into briquettes in the form of a cube with a side of 30 cm, while P 10 • 10 ⁶ N / m ² , humidity is 70%
c) pulp in the apparatus of the drum type to a content of fractions of 0.5-4.5 mm 68%
The resulting product is subjected to drying at t 140 ^o C followed by dedusting.

Пример 4. Способ переработки кожевенных отходов аналогичен примеру 1, со следующими отличиями по стадиям:
а) кожевенные отходы выдерживают в воздушно-климатической камере с температурой увлажняющей среды 20^oC; начальная влажность кожи 20% конечная влажность 35%
б) запрессовывают отходы в брикеты в виде куба со стороной 30 см, при этом P 5•10⁶ Н/м², влажность брикета 25%
в) разволокнение в аппарате барабанного типа до содержания фракции 0,5-4,5 мм 65%
Используют кожевенный порошок в производстве писчей бумаги аналогично примеру 1.Example 4. The method of processing leather waste is similar to example 1, with the following differences in stages:
a) leather waste is kept in an air-climate chamber with a temperature of the moisturizing environment of 20 ^o C; initial skin moisture 20% final moisture 35%
b) press waste into briquettes in the form of a cube with a side of 30 cm, while P 5 • 10 ⁶ N / m ² , the moisture content of the briquette is 25%
c) pulp in the apparatus of the drum type to a content of fractions of 0.5-4.5 mm 65%
Use leather powder in the production of writing paper analogously to example 1.

Результаты испытания бумаги, а также качественные показатели продукта переработке кожевенных отходов представлены в таблице. The results of the paper test, as well as the quality indicators of the product for the processing of leather waste, are presented in the table.

Пример 5. Способ переработки кожевенных отходов аналогичен примеру 1, со следующими отличиями по стадиям:
а) кожевенные отходы после предварительного обеспыливания на виброгрохоте замачивают в воде с температурой 70^oC; начальная влажность кожи 50%
б) запрессовывают отходы в брикеты в виде куба со стороной 30 см, при этом P 20•10⁶ Н/м²; влажность брикета 60%
в) разволокнение в аппарате барабанного типа до содержания фракции 0,5-4,5 мм 83%
Полученный продукт переработки подвергают сушке при t 80^oC в течение 90 мин с последующим обеспыливанием и содержание фракции 0,5-4,5 мм становится 95%
Используют кожевенный порошок в производстве писчей бумаги аналогично примеру 1.Example 5. The method of processing leather waste is similar to example 1, with the following differences in stages:
a) leather waste after preliminary dedusting on a vibrating screen is soaked in water with a temperature of 70 ^o C; initial skin moisture 50%
b) press waste into briquettes in the form of a cube with a side of 30 cm, with P 20 • 10 ⁶ N / m ² ; briquette moisture 60%
c) pulp in the apparatus of the drum type to a content of fractions of 0.5-4.5 mm 83%
The resulting product is dried at t 80 ^o C for 90 min, followed by dust removal and the content of the fraction of 0.5-4.5 mm becomes 95%
Use leather powder in the production of writing paper analogously to example 1.

Пример 6. Способ переработки кожевенных отходов аналогичен примеру 3, со следующими отличиями по стадиям:
а) кожевенные предварительно обеспыленные на виброгрохоте отходы замачивают в воде с температурой 55^oC; начальная влажность кожи 50%
б) запрессовывают отходы в брикеты в виде куба со стороной, при этом P 12•10⁶ Н/м²;
в) разволокнение в аппарате барабанного типа материала с влажностью 60% до содержания фракции 0,5-4,5 мм 90%
Используют кожевенный порошок в производстве писчей бумаги аналогично примеру 1.Example 6. The method of processing leather waste is similar to example 3, with the following differences in stages:
a) leather waste pre-dusted on a vibrating screen is soaked in water at a temperature of 55 ^o C; initial skin moisture 50%
b) press waste into briquettes in the form of a cube with a side, with P 12 • 10 ⁶ N / m ² ;
c) razvokolenie in the apparatus of the drum-type material with a moisture content of 60% to a fraction content of 0.5-4.5 mm 90%
Use leather powder in the production of writing paper analogously to example 1.

Анализ данных таблицы показывает, что предлагаемый способ переработки кожевенных отходов позволяет получать кожевенный порошок, совместимый с целлюлозной, т.е. позволяет перерабатывать кожевенные отходы при производстве бумаги, например писчей, и получить высокие физико-механические показатели бумаги. An analysis of the data in the table shows that the proposed method for processing leather waste makes it possible to obtain a leather powder compatible with cellulose, i.e. allows you to process leather waste in the manufacture of paper, such as writing, and to obtain high physical and mechanical properties of paper.

Claims

1. A method of processing leather waste into a leather powder, which means that moisturize the leather waste, carry out the mechanical treatment of the moistened leather waste and then dissolve it, characterized in that the mechanical treatment of the moistened leather waste is carried out by pressing at a pressure of 5 20 • 10 ⁶ N / m ² to a moisture content of 25–70% and the release is carried out until a fraction of 0.5 4.5 • 10 ^- ³ M 65 90% is contained in the product
2. The method according to p. 1, characterized in that the humidification of leather waste is carried out by keeping in a climatic chamber or by soaking at a temperature of the environment 20 70 ^o C.