清潔化皮革真空鞣制技術(shù)與設(shè)備的研究

【摘要】： 皮革工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在為國家創(chuàng)造大量財富的同時,由于較為嚴重的環(huán)境污染已成為社會廣泛關(guān)注的焦點,也是決定制革業(yè)能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。因此,實現(xiàn)制革的清潔化生產(chǎn),從源頭解決污染問題迫在眉睫。 本文利用真空機制的脫氣、膨松、浸漬、脫水等作用,以提高在制品的吸收率、結(jié)合率為目標,探索了皮革真空清潔鞣制技術(shù)的新原理和新工藝。在所研制的實驗型皮革真空轉(zhuǎn)鼓的基礎(chǔ)上,進行了皮革真空鞣制技術(shù)的試驗研究,使鞣制過程的物理—化學(xué)氛圍得以改善,加快了化學(xué)反應(yīng)速度,減少了鉻鞣污染。這對制革業(yè)清潔生產(chǎn)工藝的實施,促進制革業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 在多學(xué)科綜合與交叉的基礎(chǔ)上,研究了在真空環(huán)境下,皮組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,化學(xué)藥劑向皮內(nèi)滲透的途徑以及與皮結(jié)合的過程,影響滲透與結(jié)合的因素。利用實驗型真空轉(zhuǎn)鼓,分別進行平行對比試驗,動鞣、靜鞣實驗,正交實驗,對鞣制新工藝進行探索和參數(shù)優(yōu)化；提高了鞣制工序中鉻的利用率,增強鉻與皮膠原的結(jié)合,減少了鞣制工藝操作時間。 在三因素三水平正交試驗中,分析了皮革真空鉻鞣過程中的鞣制時間、鉻粉用量、溫度等因素對收縮溫度、廢液Cr2O3含量、皮內(nèi)Cr2O3含量、Cr2O3吸收率的影響；得出鞣制時間對成革品質(zhì)影響最大,其次為鉻粉用量,溫度影響最小。綜合考慮收縮溫度和Cr2O3的吸收率得到的最佳優(yōu)化工藝為：鞣制時間310min,鉻粉用量1.32%,溫度40℃。 以柿子栲膠為植鞣劑,進行了常壓和真空皮革鞣制的對比試驗,結(jié)果表明：常壓下157小時可完成鞣制；真空環(huán)境下,17小時可完成鞣制,鞣劑全部滲透于皮料,收縮溫度可達80℃,極大減少了鞣制時間,成革后外觀接近黃色,粒面細膩,革身柔軟。 設(shè)計了廢液循環(huán)利用的原理方案,進行了廢液循環(huán)試驗,將廢鉻液直接用于下次鉻鞣,可循環(huán)使用5次以上,而且重現(xiàn)規(guī)律性穩(wěn)定。降低了環(huán)境污染,為困擾制革業(yè)的污染問題提供了新的解決途徑。 依據(jù)真空下皮革鞣制對機械作用的要求和工藝需要,通過分析比較,確定了轉(zhuǎn)鼓的總體設(shè)計方案及主要技術(shù)參數(shù)：工作室真空度2000-4000Pa,加熱溫度25℃-40℃可調(diào),內(nèi)筒轉(zhuǎn)速5～30r/min可調(diào)。運用Pro/E軟件進行零部件的三維建模,優(yōu)化轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu),提高了轉(zhuǎn)鼓的工作性能。為制革設(shè)備的更新和功能的提升作出了貢獻。 本研究不僅適用于鞣制工序,而且對皮革整個濕加工工段都具有參考價值,有可能引發(fā)皮革加工原理和設(shè)備的一次重大變革,對減少制革環(huán)境污染具有重要意義。 【關(guān)鍵詞】：皮革鞣制 真空環(huán)境 工藝試驗 清潔化 真空轉(zhuǎn)鼓 廢液循環(huán)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TS529
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 課題的背景及來源12-13
• 1.2 課題的基礎(chǔ)理論和研究意義13-14
• 1.2.1 基礎(chǔ)理論13-14
• 1.2.2 研究意義14
• 1.3 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢14-16
• 1.4 制革機械的發(fā)展現(xiàn)狀16-21
• 1.4.1 制革機械發(fā)展概況17-19
• 1.4.2 常壓轉(zhuǎn)鼓類型19-21
• 1.4.3 真空轉(zhuǎn)鼓21
• 1.5 本課題研究主要內(nèi)容21-23
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容21-22
• 1.5.2 研究目標22
• 1.5.3 主要技術(shù)指標22
• 1.5.4 研究方案22-23
• 1.6 本課題的關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新之處23-25
• 1.6.1 關(guān)鍵技術(shù)23-24
• 1.6.2 創(chuàng)新之處24-25
• 1.7 本章小結(jié)25-26
• 2 清潔生產(chǎn)與皮革真空鞣制機理26-42
• 2.1 制革工業(yè)清潔化生產(chǎn)26-31
• 2.1.1 清潔生產(chǎn)的概念26-27
• 2.1.2 傳統(tǒng)制革與清潔化制革的比較27
• 2.1.3 清潔生產(chǎn)的必要性27-28
• 2.1.4 制革工業(yè)中的清潔生產(chǎn)技術(shù)28-30
• 2.1.5 制革工業(yè)清潔生產(chǎn)及展望30-31
• 2.2 鉻鞣機理與鞣制過程31-35
• 2.2.1 鉻鞣機理31-34
• 2.2.2 鞣制過程34-35
• 2.3 清潔化皮革鞣制的原理35-38
• 2.3.1 關(guān)鍵科學(xué)問題36-37
• 2.3.2 皮革真空鞣制機理分析37-38
• 2.4 皮革真空鞣制的技術(shù)要點38-39
• 2.5 皮革真空膨松實驗39-41
• 2.5.1 實驗裝置39
• 2.5.2 實驗步驟39-40
• 2.5.3 切片染色實驗40-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 3 實驗用皮革真空轉(zhuǎn)鼓42-55
• 3.1 真空轉(zhuǎn)鼓的總體方案42-43
• 3.1.1 真空轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計要求和參數(shù)42
• 3.1.2 方案分析與比較42-43
• 3.2 真空轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)與工作原理43-48
• 3.2.1 真空轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)43-45
• 3.2.2 轉(zhuǎn)鼓的工作原理及參數(shù)45-48
• 3.3 實驗轉(zhuǎn)鼓的三維建模與仿真48-51
• 3.4 皮革真空鞣制設(shè)備樣機制造51-54
• 3.4.1 加熱系統(tǒng)51-52
• 3.4.2 控制系統(tǒng)52-53
• 3.4.3 轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)53
• 3.4.4 樣機試制53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 皮革真空鞣制工藝試驗55-78
• 4.1 真空環(huán)境下皮革鉻鞣試驗55-69
• 4.1.1 皮革鉻鞣的性能55
• 4.1.2 真空鉻鞣試驗55-59
• 4.1.3 皮革鉻鞣試驗檢測59-62
• 4.1.4 皮革真空鞣制正交試驗設(shè)計62-69
• 4.2 真空環(huán)境下皮革植鞣試驗69-72
• 4.2.1 植物鞣劑的現(xiàn)狀與特點69-70
• 4.2.2 以柿子栲膠為鞣劑的植鞣試驗70-72
• 4.2.3 實驗結(jié)論72
• 4.3 廢液循環(huán)試驗及應(yīng)用72-75
• 4.3.1 污水的產(chǎn)生及危害73
• 4.3.2 鞣制過程廢液循環(huán)試驗73-75
• 4.4 鞣制準備工段工藝試驗75-76
• 4.4.1 浸水試驗75-76
• 4.4.2 脫毛試驗76
• 4.5 本章小結(jié)76-78
• 5 工業(yè)化皮革真空轉(zhuǎn)鼓設(shè)計78-111
• 5.1 工業(yè)化真空轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計要求78
• 5.2 工業(yè)化真空轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計方案分析78-81
• 5.2.1 內(nèi)筒回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)鼓78-79
• 5.2.2 錐形轉(zhuǎn)鼓設(shè)計79-80
• 5.2.3 可傾斜轉(zhuǎn)鼓設(shè)計80-81
• 5.2.4 方案比較81
• 5.3 工業(yè)化真空轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)設(shè)計81-91
• 5.3.1 鼓體的設(shè)計81-88
• 5.3.2 傾動裝置的設(shè)計88-89
• 5.3.3 皮革真空轉(zhuǎn)鼓的三維實體模型89
• 5.3.4 試驗樣機89-91
• 5.4 控制系統(tǒng)設(shè)計91-99
• 5.4.1 控制系統(tǒng)要求91
• 5.4.2 控制系統(tǒng)PLC硬件配置91
• 5.4.3 控制系統(tǒng)原理圖91-95
• 5.4.4 程序流程圖95-99
• 5.5 真空系統(tǒng)設(shè)計99-110
• 5.5.1 真空系統(tǒng)的選擇與配置99-102
• 5.5.2 水蒸汽噴射式真空泵的設(shè)計102-109
• 5.5.3 影響噴射式真空泵工作性能的因素109-110
• 5.6 本章小結(jié)110-111
• 6 結(jié)論與展望111-113
• 6.1 結(jié)論111-112
• 6.2 進一步研究的設(shè)想112-113
• 致謝113-114
• 參考文獻114-118
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄118-119

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