皮革真空湿加工设备与工艺的研究

　　皮革工业既是我国轻工业的支柱产业,又是重点的污染行业,湿加工排出的废液对环境的污染已成为制约皮革工业发展的主要矛盾之一。如何解决制革业的环境污染,寻求少污染、无污染化的皮革加工技术与设备是一项十分重要的研究课题。为此,我们采用自行研制并获得国家专利的皮革真空转鼓^[1] ,对制革的主要污染工序进行实验研究,取得了显著的减污效果,缩短了工作时间,提高了成革质量。

1、真空条件下皮革湿加工机理分析

　　利用真空机制的脱气、膨松、浸渍、脱水等作用,采用与真空状态相适应的工艺条件,进行皮革的湿加工处理,促进工艺过程的完成。在真空条件下,制品的显微结构从内至外产生松散及膨化,有利于操作液向皮内深层次的渗透,随着抽空的进行,皮组织中所包含的气体在低压下将不断地扩散到环境中并被抽除,操作液可借压力差的作用容易进入逸出气体所留下的空位。在某工序的后期(如脱毛、铬鞣) ,采用高真空可促使水分挥发,浓缩操作液,使皮内外化工材料浓度差不因试剂不断被皮组织吸收而降低,这样,一方面有利于操作液中剩余化工材料向皮内渗透,另一方面废液浓缩便于循环使用,减少总排放量^[2] 。

2 、真空湿加工设备

2.1、设备的功能特点

　　传统的湿加工设备是一种木制或钢制的回转圆筒型结构,由传动装置直接驱动圆筒型鼓体旋转,全部操作在常压下进行。在真空湿加工过程中,由于低压环境和工艺的要求,湿加工设备应具备以下基本功能:

　　(1) 能够稳定可靠获得2000Pa～4000Pa 的真空度,在此真空度下具有工艺所要求的抽气能力。

　　(2) 在工序处理的全过程,皮张必须充分地翻动和推挤,即皮张的处理要在动态的条件下完成。

　　(3) 在皮革处理过程中,能对操作液进行加热,快捷准确地测控温度,并对操作液的pH值迅速测量。

　　(4) 能够在不停机情况下添加料液,能根据裸皮种类和工序要求改变转子的转速。

　　(5) 各工序操作液实现自循环使用,并在处理设备内能进行蒸发浓缩和回收利用。

2.2、皮革真空转鼓的结构组成

　　图1 为真空转鼓结构示意图,主要由鼓体、传动装置、吸料装置、加热装置及辅助装置等组成。鼓体7 是皮张和操作液的处理室,主要由内筒、外壳以及两端的法兰组成,内筒和外壳之间为加热腔,法兰用螺栓连接形成了密闭的空腔,通过真空阀6、管道和真空泵16 连接。鼓体7 上设有鼓门14 ,为物料的进出口。3 为充气阀,用于解除真空。传动装置用于实现皮张的翻动,主要由电机8、转子等零件组成,电机轴通过联轴器和转子轴连接,电机启动可带动转子在内筒里转动,并用电机调速器实现转子速度的调整,以适应鞣制工序对机械作用的要求。

图1 　真空转鼓结构示意图

　　吸料装置是由同鼓体相联通的加料阀4、排液阀13 等组成。根据工艺要求,借助鼓体负压状态,打开加料阀4 ,操作液自动吸入鼓内。加热装置是在鼓体的夹层中形成加热循环通路,需要加热时,开启温度控制器1 ,对加热箱2 进行加热,热载体通过加热水阀5 输入到鼓体夹层的加热腔,通过抽水泵12、排放热水阀15 ,实现加热水循环,并控制在设定温度。

　　控制系统主要控制工作过程的自动进行,特别是转鼓内操作液的温度,根据工序温度的设定,调节加热装置的水温,确保温度符合工艺要求。辅助装置包括pH 值测量装置10、温度计11、料液液位显示计9 等。