Спосіб одержання хромового екстракту

УКРАЇНА (19) UA (11,39570 (із, А (51, 7С14СЗ/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54, СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ХРОМОВОГО ЕКСТРАКТУ (21,2000105862 (22)17 10 2000 (24,15 06 2001 (46, 15 06 2001, Бюл № 5, 2001 р (72, Тарасенко Ганна Вікторівна, Голубев Анатолій Васильович (73, КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ (57,1 Спосіб одержання хромового екстракту шляхом відновлення біхромата калію відходами шкіряного виробництва, розчиненими концентрованою сірчаною кислотою, який відрізняється тим, що відходи шкіряного виробництва попередньо перед розчиненням сірчаною кислотою диспергують 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як диспергатор використовують водний розчин формамщу 3 Спосіб за п 1 який відрізняється тим, що як диспергатор використовують водний розчин диметилформаміду 4 Спосіб за п 1, який відрізнється тим, що як диспергатор використовують водний розчин уротропіну Винахід відноситься до дубильно-екстрактової промисловості, а саме до способів одержання хромового екстракту, який застосовується на шкіряних виробництвах при дубленні шкір Відомий спосіб одержання хромового екстракту шляхом відновлення бюхроматів глюкозою, патокою, гліцерином та іншими речовинами (Химия и технология кожи и меха Под ред И П Страхова - М Легпромбытиздат, 1985. с 142148) Цей спосіб потребує використання дефіцитних та дорогих ВІДНОВНИКІВ Крім того, для поліпшення дублячих властивостей цих дубителей до них потрібно додавати у якості маскуючих агентів додаткові речовини - органічні кислоти та їх солі, що, в свою чергу, призводить до додаткових витрат і ускладнює технологію одержання екстракту Відомий також спосіб одержання хромового екстракту шляхом відновлення біхромата калію хромвмісними відходами шкірного виробництва, розчиненими концентрованою сірчаною кислотою (АС СРСР № 63103, М Кл С 14 С 03/00, 1942) Цей спосіб досить складний, так як для проведення повного кислотного гідролізу ВІДХОДІВ потребує значних витрат сірчаної кислоти, а це, в свою чергу, ускладнює та уповільнює процес одержання екс-тракту визначенної основності В основу винаходу покладено задачу удосконалення способу одержання хромового екстракту шляхом введення нової операції, що забезпечить інтенсифікацію способу Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання хромового екстракту віднов лення біхромата калію відходами шкіряного виробництва, розчиненими концентрованою сірчаною кислотою, згідно винаходу, відходи шкіряного виробництва попередньо перед розчиненням сірчаною кислотою диспергують Доцільно використовувати у якості диспергуючого агента водний розчин формаміду Доцільно використовувати у якості диспергуючого агента водний розчин диметилформаміду Доцільно використовувати у якості диспергуючого агента водний розчин уротропіну Введення операції диспергування шкіряних ВІДХОДІВ дозволяє інтенсифікувати процес кислотного гідролізу, зменшує витрати сірчаної кислоти, прискорює процес відновлення біхромата калію (диспергатори водночас також відновники), дозволяє отримувати масковані хромові комплекси, що забезпечує інтенсифікацію способу одержання хромового екстракту В процесі обробки колагену водним розчином формаміду колаген починає взаємодіяти з формамідом, внаслідок чого знижується температура зварювання та підвищується ступінь бубняви колагену У водних розчинах формаміду різних концентрацій мають перевагу адсорбційні явища, які сприяють послабленню міжмолекулярних взаємодій у колагені (А Н Михайлов, Физико-химические основы технологии кожи, -МЛ ГНТИ легкой пром-ти, 1949, с 203-204) Во внутрішній сфері комлексних часток водних розчинів основних хромових сполук, одержа ю о со < 39570 них відновленням біхроматів органічними сполуками, крім сульфатогруп, завжди скоординована кількість аніонів різних органічних кислот. У якості маскуючих речовин на практиці хромового дублення застосовуються переважно солі мурашиної та фталевої кислот (А.Н. Михайлов, Химия дубящих веществ и процессов дубления, - М.: Гизлегпром, 1953, с. 237-239). Проте з науково-технічної та патентної літератури невідомо використання диспергаторів для обробки відходів шкіряного виробництва. Застосування заявленого попереднього диспергування хромвмісних відходів забезпечує легкість руйнування координаційних зв'язків хрому (III), що, в свою чергу, інтенсифікує та полегшує процес кислотного гідролізу відходів. Водночас диспергуючі агенти самі є відновниками біхромата калію, утворюючи масковані хромові комплекси хрому (III) При використанні у якості диспергуючого агента водного розчину формаміду з 1 молю формаміду утворюється 1 моль мурашиної кислоти, а це забезпечує утворення маскованого комплексу хрому (III). Щоб підвищити кількість утворення маскованих хромових комплексів доцільно використовувати водний розчин диметилформаміду - з 1 молю диметилформаміду утворюється 3 моля мурашиної кислоти, що, в свою чергу, дозволяє зменшити концентрацію диспергуючого агента у розчині Використання у якості диспергуючого агента водного уротропіну дозволяє ще більше підвищити кількість утворення маскованих хромових комплексів за рахунок того, що з 1 молю уротропіну утворюється 6 молів" мурашиної кислоти. Таким чином, варіюючи концентрацією можна використовувати любий з вказаних диспергаторів. Спосіб може бути реалізований наступним чином (у якості відходів використовували хромову стружку з вмістом СггОз 4,8% при нульовій вологості, температурою зварювання 104°С, віком 1 рік). Приклад 1. До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 100 л ЗМ розчину формаміду, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см ), ретельно переміщують на протязі 40 хвилин до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію, розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С. Приклад 2. До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 100 л 2М розчин формаміду, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см3), ретельно переміщують на протязі 1 години до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію, розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С. Приклад 3. До реактора з мішалкою та обіфівом завантажують 70 кг хромово» стружки та заливають 100 л 1,5М розчину диметилформаміду, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см ), ретельно переміщують на протязі 45-50 хвилин до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію, розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С. Приклад 4 До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 100 л 0.75М розчину диметилформаміду, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см ), ретельно переміщують на протязі 1 години до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С Приклад 5. До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 100 л 0.25М розчину уротропіну, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см ), ретельно переміщують на протязі 1 години до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію, розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С. Приклад 6. До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 100 л 0,1 М розчину уротропіну, витримують на протязі 20-24 годин при температурі 15°С. Потім додають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см ), ретельно переміщують на протязі 1,5 годин до повного розчину відходів. До одержаного відновника додають невеликими порціями у декілька прийомів 100 кг біхромата калію, розчиненого у 200 кг води. Процес відновлення біхромата калію проходить при температурі 98-100°С. Приклад 7. До реактора з мішалкою та обігрівом завантажують 70 кг хромової стружки та заливають 55 л сірчаної кислоти (густина = 1,84 г/см3), та витримують, періодично перемішуючи, на протязі 2 годин. Приготовлений таким чином відновник змішують зі 100 кг біхромата калію, розчиненим у 200 кг води, та проводять процес відновлення при температурі 98-100°С Застосування у якості диспергуючого агента З М розчину формаміду (приклад 1) та 1,5 М розчину диметилформаміду (приклад 3) скорочує тривалість відновлення біхромата калію до 40-50 хвилин, але великі додатки диспергаторів погіршують дублячі властивості екстракту за рахунок утворення від'ємно зарядних хромових комплексів. Доцільно використовувати у якості диспергаторів 2 М розчин формаміду (приклад 2), 0,75 М розчин диметилформаміду (приклад 4) та 0,25 М розчин уротропіну (приклад 5) - процес від 39570 новлення триває 1 годину, що у порівнянні э прототипом (приклад 7) дає прискорення процесу у 2 рази та дозволяє одержувати екстракт з гарними дублячими властивостями. При застосуванні у якості диспергуючого агента 0,1 М розчин уротропіну (приклад 6) збільшується тривалість відновлення біхромата калію до 1,5 годин відносно прикладів 1-5, але у порівнянні з прототипом (лриклад 7) процес відновлення прискорюється. Зменшення концентрації диспергатора у розчині не дозволяє отримувати достатньої кількості маскованих сполук Сг (III), що, в свою чергу, погіршує дублячі властивості екстракту. Запропонований спосіб має наступні переваги: - дозволяє інтенсифікувати процес кислотного гідролізу хромвмісних відходів за рахунок диспергації відходів (диспергатори руйнують структуру колагену дерми шкіряних відходів). - окислювально-відновлювальний процес утворення хромового комплексу дубителя відбувається за рахунок паралельних реакцій: 1. Відновлення Сг2О72" продуктами кислотного гідролізу колагену; 2 Відновлення СГ2О72" диспергуючими агентами. - розчин уротропіну водночас має роздублюючий ефект (відтворює комплекс з Сг (II)). Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03