三、脱脂清洁技术

三、脱脂清洁技术

在制革过程中,对于多脂皮如绵羊皮和猪皮,都需要设置专门的脱脂工序。脱脂后,大量油脂溶于水中,会对环境造成污染。另一方面,如果采用溶剂法进行脱脂,溶剂挥发到空气中,会对空气造成污染,并会对操作人员的呼吸道造成伤害。因此,必须推行脱脂清洁技术。已有的脱脂清洁技术主要有酶脱脂、可降解表面活性剂脱脂和脱脂废液的治理及其净化回用。

1.酶脱脂

酶脱脂是利用脂肪酶对油脂分子的水解作用,达到除去生皮内油脂的目的。脂肪酶应当满足以下要求。

(1)脂肪酶在pH为8~10的范围内有较高的活性和稳定性。

(2)具有较高的耐热性。

(3)能与表面活性剂相容。

(4)能与其他蛋白酶相容。

脂肪酶主要来源于动物、霉菌和某些植物。国内的脂肪酶产品仅有无锡酶制剂厂生产的AS2.1203脂肪酶,它是由假丝酵母AS2.1203菌株制得的,在制革工业中有过应用的报道。国外有丹麦诺和诺德公司生产的碱性脂肪酶Greasex 50L、酸性脂肪酶Novocor AD、德瑞(TFL公司)生产的碱性脂肪酶Erhazym LF和德国Carpetex公司生产的碱性脂肪酶Uberol VPP 4581等。上述酶制剂可广泛应用于浸水、浸灰及软化等工序的脱脂或辅助脱脂。

陈萍等利用碱性脂肪酶Greasex 50L进行猪皮脱脂,结果证实碱性脂肪酶Greasex 50L具有脱脂作用,在脱灰时加入碱性脂肪酶Greasex 50L,温度32℃,时间1h,在脱脂过程中,浴液的pH由13以上降至8.0,油脂除去率可达60%,颈部、腹肷部位的油脂除去率高于臀背部位的油脂除去率。但当pH低于7.5、温度低于15℃时,碱性脂肪酶Greasex 50L的脱脂作用不明显。

陈武勇等的进一步研究表明,在浸灰脱毛过程中,加入适量的NUE0.6MPX可使碱性脂肪酶Greasex 50L的脱脂率增大,同时可改善皮革的起绒状况和革身柔软性;一定量的表面活性剂与碱性脂肪酶Greasex 50L配合使用,有利于脂肪的除去;有利于后续工序如软化、浸酸、鞣制等工艺操作的进行,从而使成革粒面更平细、革身更柔软,起绒性得到改善(特别是臀部),并且具有良好的匀染性能。

同皂化法、乳化法和溶剂法等相比,酶脱脂的主要优点表现在以下几方面。

(1)脱脂均匀,脱脂废液中的油脂更易分离回收。

(2)在浸水、浸灰等工序中使用脂肪酶,裸皮表面更洁净、平整。

(3)可减少表面活性剂的用量,甚至不使用表面活性剂。

(4)能提高成革质量,尤其是可以改善绒面革的质量,有利于制造防水革的低雾化值的汽车坐垫革。

(5)对于多脂皮的脱脂,可以避免使用溶剂脱脂,从而可以降低生产成本。

脂肪酶脱脂目前在制革工业中尚未普遍采用,究其原因,主要是成本较高、难以控制。当然,也不排除观念上的原因。已有的工艺示例是将脂肪酶用于猪皮酶脱毛之前的脱脂工序,也可以用于猪皮铬革软化工艺中结合解脂假丝酵母脂肪酶处理,可以除去胶原纤维间的脂肪。需要指出的是,脂肪酶本身尚需要进一步地优化,所以应该设法筛选合适的菌种,并运用基因工程对其进行改造,以获得较为理想的脂肪酶菌种。

2.可降解表面活性剂脱脂

对于诸如猪皮、绵羊皮等多脂皮,比较难以解决的是深层脱脂问题。要实现深层脱脂,就必须依赖于表面活性剂。在脱脂中使用大量的表面活性剂,对环境会造成污染。因此,应尽可能采用可降解的表面活性剂进行脱脂。

3.脱脂废液的治理及其净化回用

据报道,脱脂废液中油脂含量高达6 500mg/L,BOD5 10 000~20 000mg/L,CODCr 20 000~40 000mg/L,TSS 10 000~15 000mg/L。将脱脂废液排入综合处理系统,不仅会增加废水综合处理的负荷,而且还会造成大量的油脂资源的浪费,因此,应对脱脂废液进行分隔治理。

将脱脂废液通过专用排水沟,定向流入脱脂废液储存池。从脱脂废液中回收油脂并制取硬脂酸和油酸的工艺流程:

猪皮脱脂废液集中→脱脂废液储存池→调节pH为4~5→静置分层,取上层→添加氢氧化钠液进行皂化,加热,使pH达到10以上→添加硫酸使pH达4~5,加热,得混合脂肪酸→水洗→真空加热脱水→真空蒸馏,净化脂肪酸→添加水、十二醇硫酸钠、硫酸镁,冷却至14~15℃,搅拌,使油酸和硬脂酸分离→离心分离,上层得油酸→下层以蒸汽加热,油水分离后得到硬脂酸。

采用这一技术,不仅可以回收有经济价值的油脂,而且解决了脱脂废液净化回用的问题。据计算,一个日投产5 000张猪皮的制革厂,每天从脱脂废液中回收油脂约可加工成硬脂酸400kg,油酸500kg。可见,从脱脂废液中回收油脂是大有可为的。