О внедрении безотходных технологий в кожевенно-меховой промышленности

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются проблемы внедрения безотходных технологий в кожевенном производстве и их решения, приводятся практические результаты по улучшению состояния окружающей среды и поиску возможностей в кожевенной и меховой промышленности производства новых видов продуктов, связанных с белками.

ABSTRACT

Тhe article discusses the problems of introducing non-waste technologies in the leather industry and their solutions, provides practical results on improving the environment and finding opportunities in the leather and fur industries for the production of new types of protein-related products.

Ключевые слова: брыжейка хрома, коллаген, дерма, кожная ткань, кожа, раствор хрома, хром калия, электронный спектр, полуфабрикат, азотные группы.

Keywords: chromium mesentery, collagen, dermis, skin tissue, skin, chromium solution, potassium chromium, electronic spectrum, prefabricated, nitrogen groups.

Введение:

В последние годы проблема утилизации и рационального использования отходов и меха остается актуальной проблемой во всем мире. Это связано с тем, что при производстве полуфабрикатов из натуральной кожи и меха появляются значительные количества отходов (до 50 процентов от массы сырья, таких как отходы и до 50 процентов белка). процентов) отходов. Актуальность решения этой проблемы также связана с ухудшением экологической ситуации. Большая часть органических отходов производства кожи и меха до сих пор не используется и утилизируется, что приводит к загрязнению окружающей среды и материальным потерям [1,4,5].

Эта форма хозяйственной деятельности человека - воздействие промышленности на окружающую среду - создает серьезные угрозы: деградация земель (изменения в топографии, составе и качестве почвы), загрязнение воздуха и воды, изменение климата, истощение растительного и животного мира, ухудшение условий жизни. и общественное здравоохранение [2,3].

Таким образом, отходы, содержащие необработанный коллаген, обладают способностью поглощать клетки микроорганизмов и могут быть источником различных вирусов. Кроме того, хранение отходов на территории предприятий приводит к массовому загрязнению почвы и миграции загрязняющих веществ в подземные воды, а также их поверхностному стоку в открытые водоемы. Почва, в которой скопилось большое количество загрязнений, будет долго оставаться источником миграции химических веществ в окружающую среду: подземные воды, атмосферный воздух и пищу в растениях. Если использование химических веществ (например, макро- и микроэлементных удобрений) регулируется нормативно-техническими документами, например, в сельскохозяйственной практике, то использование макро- и микроэлементов, а также азотных соединений при абсорбции отходов кожи и меха почва является абсолютно нерегулируемым процессом и поэтому наиболее опасна. для здоровья человека. Учитывая резкое увеличение производства этих отходов, проблема их утилизации остается особенно острой с точки зрения экологической ситуации [1,6,7].

Результаты и их обсуждение:

Известно, что хромовое дубление широко используется во всех кожевенных заводах. В результате получается мягкий продукт, который содержит ионы Cr⁺³ и белки для смягчения внутренней части кожи после хромирования. Эти отходы называются «хром мездра» и выбрасываются как промышленные отходы. В то же время окружающая среда загрязнена ионами Cr⁺³, которые чрезвычайно токсичны, а коллагеновые белковые вещества, содержащие различные аминокислоты, выделяются в виде необработанных производственных отходов [2,7].

Кожаные ткани обрабатывали растворами дихромата и минеральной кислоты. После того как кожная ткань поглощает дихромную кислоту, поглощенная кислота связывается с белками, в результате чего температура созревания дермы составляет 1-20°С, а когда дерма высыхает, ее структура сохраняет частичную пористость. Длительное мытье хромированных волос и тканей кожи уменьшает количество дихромной кислоты.

Абсорбция дихромной кислоты в белках намного выше, чем в дихромате, особенно монохромате. Кожная ткань поглощает в 30 раз меньше монохромата, чем дихромовая кислота.

Для получения дихроматовой кислоты из дихромата необходимое количество кислоты определяется по следующему уравнению.

K₂Cr₂O₇ + 2HCI ──> H₂Cr₂O₇ + 2KCI

Согласно этому уравнению на 1 моль хрома калия требуется 1 моль безводной соляной кислоты. Исследования показали, что он потребляет меньше кислоты, потому что избыток соляной или серной кислоты в растворе уменьшает поглощение дихромной кислоты в белке.

Окончание процесса хромирования определяется тем, что ткани кожи вырезаются из плотной области и проверяются на ровный оранжевый цвет. Этот процесс занимает 3-4 часа.

Хромированный полуфабрикат обрабатывали раствором гипосульфита натрия и соляной кислоты. В этом случае коллагеновые волокна в результате восстановления дихромной кислоты образуют основные соединения оксида хрома, то есть сложные комплексы хрома с основными группами коллагена. Как упоминалось выше, дихромовая кислота связывается с аминогруппой коллагена. Следовательно, соединения на основе хрома, образованные здесь, связаны с одними и теми же группами.

Вели исследования по отделению ионов Cr⁺³ и белков коллагена от хвостов в результате переработки многотонных отходов кожевенно-меховой промышленности - «хромового мездры». В результате достигнуты практические результаты по улучшению состояния окружающей среды и поиску возможностей в кожевенной и меховой промышленности для производства новых видов продуктов, связанных с белками.

В связи с этим в настоящее время проводится предварительное исследование с целью внедрения утилизации отходов.

В исследовании использовались синие отходы "хромового мездра" с кожевенной фабрики. Его состав: влажность 40-50%; Cr₂O₃ принимали за 3,4-3,5%, а белок коллаген - за 45-47%.

В результате агрегации хрома ионы Cr⁺³ в коже образуют аминокислотный комплекс, который также сохраняется в «мездре хрома». Комплексные соединения ионов Cr⁺³ с аминокислотами относительно стабильны, и из них сложнее отделить ионы Cr⁺³.

Тем не менее, исследования окупились. При 80-90^оС достигался разделение Cr⁺³ на 80-85% в диапазоне рН = 10-12.

Поскольку ионы Cr⁺³ не могли быть полностью отделены от этих отходов, возникла необходимость в более тщательном и углубленном изучении процесса. Окисление H₂O₂ в слабощелочной среде (NH₄OH) было изучено, чтобы полностью окислить ионы Cr⁺³ в мезде хрома.

Результаты исследования количества NH₄OH, H₂O₂ и влияния температуры, использованного для полного окисления ионов Cr⁺³ в «хромовом мездре», приведены в следующей таблице:

Таблица 1.

Как видно из таблицы выше, для полного разделения ионов Cr⁺³ в «мездре хрома» получают при pH = 9,2-9,4 при комнатной температуре из раствора 30% H₂O₂ и 25% NH₄OH при соответствующих объемных соотношениях Cr⁺³. ионы окисляются до ионов хромата и образуется желтый раствор.

Чтобы убедиться, что полученный желтый раствор не является аммиачным комплексом хрома, был изучен электронный спектр растворов ионных соединений Cr⁺³ и Cr⁺⁶.

Рисунок 1. Электронный спектр растворов ионных соединений Cr⁺³ и Cr⁺⁶

Предполагается, что электронный спектр исследуемого раствора соответствует спектру на изображении, и поэтому образуются хромат-ионы. Кроме того, качественная реакция раствора с раствором BaCl₂ показала, что образовался желтый осадок с ионами Cr⁺³, окисленными до ионов Cr⁺⁶.

Вывод:

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что метод окисления перекисью водорода в присутствии слабого основания (рН = 9,2-9,4) подходит для полного разделения ионов Cr⁺³ в «мездре хрома» при комнатной температуре.

Список литературы:
1. Богданова И.Е.: Современные направления переработки коллагенсодержащих отходов кожевенного производства; Кожевенно-обувная промышленность, 2007.
2. Тезисы докладов Международной конференции / Экологические проблемы кожевенного производства и пути их решения - Москва, 2004.
3. Пустыльник Я.И. Кожевенные отходы - золотое дно / Style - 2001.
4. Сакулина А.А., Левина Н.Т. Использование свиного гольевого спилка для производства белковой колбасной оболочки / Кожевенно - обувная промышленность - 1998.
5. Павлова М.С.: Экологический аспект химической технологии кожи; Московская государственная академия легкой промышленности, Москва, 1997.
6. Борисенко Л.Н. Утилизация кожевенных отходов и эффективность их использования в народном хозяйстве / Кожевенная промышленность - 1991.
7. Штельцель Т., Файгель Т. Производство раствора дезамидоколлагена из свиных шкур / Кожевенно - обувная промышленность - 1991.