تصفیه فاضلاب چرم سازی
از دیر باز حتی دوران قبل از اسلام نیز مردم و صنایع علاقه و توجه زیادی به چرم داشته اند.ایران عزیزمان نیز به دلیل داشتن عشق به هنر و محصولات سنتی دستی به چرم علاقه فراوانی دارند تا جایی که اکنون بسیاری از شهر هایمان در این صنعت فعالیت چشمگیری داشه اند.باید گفت که چرم طبیعی از پوست دام تهیه می شودکه این پوست باید مراحلی را طی کند تا مورد استفاده قرار بگیرد.
این مراحل عبارتند از:
- مرحله خیساندن و شستشو
- آهک دهی
- لش زدایی Fleshing))
- موگیری
- آهک گیری
- آنزیم دهی ( باتینگ)
- چربی گیری
- دباغی کرومی
- دباغی(تانینگ)
- خيساندن (soaking) :
خیساندن اولین مرحله چرم سازی و ترکاری است که طی آن تمامی آثار curing از بین می رود .
درضمن انبارداری پوست های ترنمکی حدود 35-30% آب طبیعی خود را از دست می دهند . به خاطر وجود آب کافی در پوست های ترنمکی در مرحله سوکینگ این پوستها مشکلی پیش نمی آید . آب ساده به مدت چند ساعت پوستهای ترنمکی را دی هیدراته (جذب مجددآب) کرده و شرایط مناسب را برای عملیات بعدی دباغی فراهم می کند .
پوستهای خشک نمکی در مرحله سوکینگ با مشکلات زیادی روبه رو هستند که بوسیله سوکینگ اسیدی و قلیایی این مشکل برطرف می گردد . سوکینگ قلیایی ارجح تر است بدلیل اینکه بااستفده از سوکینگ اسیدی در مرحله موزدایی به مشکل برمی خوریم.
اهداف سوکينگ :
حذف نمک و از بین بردن تمام آلودگی های پوست . اگر خون حذف نشود آهن موجود در آن باعث ایجاد لکه می شود . چون آهن خاصیت دباغی کنندگی دارد ازاین رو لکه ایجاد شده در مراحل بعدی هم از بین نمی رود .
- دی هیدراته کردن پوست(جذب مجددآب)
- نرم و پخش کردن مواد سیمانی موجود بین الیاف پوست
- نرم و متورم کردن الیاف پوست
- حذف چربی ها ی فیزیولوژیکی پوست
- حذف پروتئین های کروی
- آهک دهی
عمل آهک دهی برای سست کردن ریشه مو ، بالا بردن PH و از بین بردن یا کمک به از بین بردن در مراحل بعدی پروتئین های زائد و چربی های موجود در پوست است. آهک آبدیده (Ca(OH)2) هرچند که انحلال پذیری کمی در آب دارد می تواند PH محلول را تا۱۲/۵ افزایش دهد. آهک آبدیده سبب آبکافت (Fibrous Structure) پروتئین ها و تجزیه تدریجی ساختار آن ها می شود. تأثیر آهک آبدیده بر روی سه نوع پروتئین اصل موجود در پوست متفاوت است. انحلال پذیری پروتئین های کروی زیاد است. کلاژن نیز تنها در مجاورت اسیدها و بازهای قوی و در مدت نسبتا زیادی حل می شود. این محیط بدون اینکه به کلاژن پوست و درنتیجه به کیفیت چرم آسیبی وارد کند موجب شکسته شدن مولکول های کراتینی مو و حل شدن آن ها می شود و ریشه مو را به حد مطلوبی سست می کند. این محیط با تأثیر بر روی مولکول های پروتئین های آلاستین آن را آماده حذف کامل در مرحله آنزیم دهی می نماید و پروتئین های کروی را کاملاً از بین می برد.
- لش زدایی (Fleshing)
لش گیری برای حذف تمامی بافت های غیرضروری پوست که در سطح درونی و بدون موی پوست وجود دارد پس از مرحله آهک دهی انجام می گیرد. پس ازاینکه پوست کاملاً پس از جذب آب نرم شد زایده های چسبیده به قسمت گوشتی که به هنگام جدا کردن پوست از لاشه رویان باقی می ماند به همراه بافت های زائد دیگر توسط دستگاهی بنام لش بر از پوست جدا می شود. این عمل باعث می شود که مواد شیمیایی که در مرحله بعدی به پوست داده می شود به طور یکنواخت و به خوبی داخل پوست نفوذ کند و موجب بالا بردن کیفیت محصول شود.
- موزدايی :
بعد از سوکلینگ پوست برای موزدایی آماده می شود . موزدایی را می توان در دو روش انجام داد :
- موزدایی به طریق حفظ مو (hair saving) : در این روش بافت های اپیدرم احاطه کننده مو ، تخریب می شود و در نهایت مو شل شده و حذف می شود .
- موزدایی به طریق سوزاندن (hair burning): این روش در موزدایی از پوست های گاوی استفاده می شود .
روشهای موزدایی:
- موزدایی به طریق حفظ مو
- موزدایی تعریقی
- موزدایی آنزیمی
- موزدایی از طریق مواد زنی
- موزدایی به طریق سوزاندن
استفاده مستقیم ازمواد احیاکننده: موزدایی با استفاده مستقیم از مواد احیا کننده : این روش عمدتا در ساخت چرم های سنگین و بیشتر در پوست هایی که رخ مناسبی ندارند استفاده می شود در این روش بعد از اتمام سوکینگ آب پدل عوض می شود و سپس فلوت زیر آماده می گردد که مو در مدت 4-2 ساعت کاملا به صورت خمیر در آمده و به مدت 48-12 ساعت با استفاده از 5-4% آهک ریلایمینگ می شود .
استفاده ازروش اکسیداسیون: موزدایی به روش اکسیداسیون از دی اکسید کلره در محیط اسیدی استفاده می شود . دی اکسید کلره به باند s-s کراتین حمله کرده و تولید کراتین سولفونیک اسید می کند .کلر آزاد شده جذب پوست شده اما مواد کراتینی اپیدرم در اثر واکنش های اکسیداسیون از حالت نامحلول به حالت محلول در آب تبدیل میشود.
4keratin-s-s-keratin +10 ClO2 +4H3O + ——–> 8keratin –SO3H +5CL2
حد ديلايمينگ :
عقیده عمومی بر این است که پلت هایی که به طور کامل دیلایمینگ می شوند چرم نرمتری تولید می کنند از این رو برای تولید چرم های سفت و محکم دیلایمینگ کامل پیشنهاد نمی شود . حد و مقدار دیلایمینگ به نوع چرم تولیدی بستگی دارد
- چرم زیره
- چرم کمربند و تسمه
- چرم زین و یراق
- چرم سراجی
مقدار دیلایمینگ:
- سطحی
- بیشتر ازسطحی
- بیشتر از زیره
- بیشتر از سطحی
نرمی چرم :
- با گرین
- ریز و سخت
- نرم تر از چرم زیره
- نرمتر از چرم کمربندی
- نرم
مواد معمولی ديلايمينگ :
- انواع اسید بوریک
- کلرید آمونیوم
- سولفات آمونیوم
- اسید های آلی (استیک اسید،اسید لاکتیک،اسید فورمیک)
- مواد اختصاصی دیلایمینگ (نمکهایی که دارای چندین گروه کربوکسیل ضعیف و چند گروه مشابه اسید قوی است )
- آهک گیری
به منظور حذف آهک اضافی و تنظیم PH برای مرحله آنزیم دهی باید هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 جذب شده در پوست را از آن خارج کرد و PH پوست را پایین آورد. برای پایین آوردن PH مقدار اسید ضروری است مثل اسید هیدروکلریک باید توجه داشت که بین مقدار مواد مصرفی تعادل برقرار باشد تا آهک به صورت محلول درآورده و به آسانی از پوست خارج شود. آهم و مواد دیگر همراه پوست را می توان به روش شستشو با آبیا اسید و سولفات آمونیم کاملاً از سطح پوست خارج نمود:
H2O + CaCl2 = HCl2 + Ca(OH)2
H2O + NH3 + CaSO4 = (NH4)2SO4 + Ca(OH)2
هیدروکسید کلسیم در سولفات آمونیم به خوبی حل می شود و چون PH در چنین محیطی بین ۷ تا ۸ خواهد بود لذا در این PH هیدروکسید کلسیم انحلال پذیری زیادی دارد و در این شرایط آهک به تدریج از پوست خارج می شود. برای آهک زدایی بیشتر می توان از اسید هیدروکلریک استفاده کرد. برای تنظیم PH پوست هایی که با مواد گیاهی دباغی خواهند شد از اسیدلاکتیک استفاده می کنند. جهت از بین بردن مواد زائد و سولفید سدیم جذب شده پوست ها باید با جریان آب حداقل یک ساعت شستشو داده شوند و بعدازاینکه نتیجه کار با شناساگر فنول فتالئین مشخص شد مرحله آنزیم دهی شروع می شود در مرحله آنزیم دهی مواد زائد پوست تجزیه و پوست آماده دباغی می شود .
موادی که در این مرحله از پوست جدا می شوند عبارت اند از: پروتئین های غیر کلاژنی- لایه بیرونی پوست- مو و لکه های موجود بر سطح پوست- فولیکول مو و منفذهای پوست که باید کاملاً از بین بروند برای تهیه چرم مرغوب و نرم، الیاف پروتئینی که در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند در مرحله آنزیم دهی از پوست جدا می شوند
6.آنزيم دهی (bating):
چرم سازان قدیمی به تجربه دریافته بودند که اگر پلت را بعد از آهک گیری با کود سگ،خوک وفضله مرغ عمل آوری کنند چرم حاصله بسیار نرم ،لطیف و صاف می شود .
وقتی از کود سگ استفاده می کردند چرم خیلی نرمتر می شد از این رو لفظ Bating را به مصرف کود سگ در ساخت چرم اطلاق می کردند. Bating به معنی خیساندن چرم در محلول قلیایی است با تجزیه کودهای حیوانی در پی بردند که در مجموع 5نوع آنزیم در آنها وجود دارد به این ترتیب مشخص شد که اثر نرم کنندگی کودهابر چرم به واسطه وجود آنزیم در آنهاست. آنزیم های موجود در کودهای حیوانی بررسی شده عبارتند از:
1.دیازتاز
2.رناز
3.لیپاز
4.تریپسین
5.پیسین
آنزيم انجام دهنده عمل :bating
از بین 5 آنزیم بدست آمده دیازتاز نشاسته را به قند تبدیل می کند ،رناز شیر را لخته می کند و لیپاز چربی را هیدرولیز می کند بنابراین عمل bating را فقط تریپسین و پپسین انجام می دهد .
مطالعات بعدی نشان داد که پپسین پروتئین را در ph=2 می تواند هیدرولیز کند اما تریپسین در محیط قلیایی پروتئین را هیدرولیز می کند(ph=5.8 -8) بنابراین از بین 5آنزیم شناخته شده در کود حیوانات فقط تریپسین عمل bating را انجام می دهد .
اولین آنزیم مصنوعی بنام اروپن نامیده شد از این رو در ایران به مرحله bating مرحله اروپونی گویند . این آنزیم مخلوطی از سولفات آمونیوم 65-60%،خاک اره 35-32% وپانکراس خشک 5-3% می باشد .
امروزه آنزیم های مورد استفاده از چرم سازی از منابع گوناگونی تهیه می شود مثل نباتات،قارچ و کپک و باکتری و…
عوامل موثر بر bating:
دما : دمای 37 درجه مشابه دمای بدن حیوان خونگرم برای فعالیت ترپسین مناسب است. دمای مناسب برای فعالیت آنزیم میتواند بین 37-25 درجه باشد .
مدت زمان : می تواند 20min الی 4h باشد .این زمان به کشسان بودن چرم بستگی دارد .
مقدار مصرف :براساس قدرت آنزیم و نوع چرم میتواند 2.5- 0.5% باشد .
Ph: در ph بین 8.5-8 فعالیت تریپسین به حداکثر می رسد.اما در ph بین 7.8-7.5 پلت کمترین تورم را دارد که برای فعالیت آنزیم بسیار مناسب است .
- چربی گيری :
پوست خام خصوصا پوست های خام گوسفندی دارای مقادیر بسیار زیاد چربی طبیعی هستند بسیاری از این چربی ها معمولا در مرحله لایمینگ (آهک دهی) از بین می روند. اما اغلب اتفاق می افتد که بعد از مرحله لایمینگ مقدار قابل توجهی از چربی های طبیعی در پوست وجود داشته باشد. اگر این چربی ها از پوست حذف نشوند بعدا باعث بوجود آمدن سفیدک (قی)، عدم یکنواختی رنگرزی و عدم یکنواختی فینیش و خصوصا باعث بوجود آمدن لکه های واکسی در چرم هائی که با آلوم دباغی شده اند و لکه های صورتی در چرم هائی که دباغی کرومی می شوند ،میگردند.
سالامبورسازی یکی از روشهای تخریب بافت های چربی موجود در پلت می باشد.معمولا پوست خام بعد از طی مراحلی با استفاده از 1%اسید سولفوریک و 10%نمک تبدیل به سالامبور می شود . سالامبور چند هفته انبار میگردد در این مدت اغلب بافتهای چربی تخریب می شود .
امروزه سالامبور سازی و متعاقب آن چربی گیری یک روش معمول دباغی است .
- دباغی (taning):
مراحلی که از سوکینگ تا مرحله قبل از دباغی توضیح داده شدهمه در جهت آماده سازی پلت برای دباغی است . فقط بواسطه عمل دباغی است که پلت از حالت خام تبدیل به چرم می شود . در صنعت چرم ،مرحله دباغی از مهمترین عملیات ساخت و ساز چرم می باشد . درواقع تنها عمل دباغی است که جسم قابل فساد را تبدیل به کالای غیر قابل فساد می کند .
چرم بعد از خیس شدن مجدد متورم نمی شود ودر حالت طبیعی چندین قرن عمر می کند اما سالامبور اگر با آب تماس داشته باشد نمک و اسیدیته خود را از دست می دهد و در معرض حمله باکتری ها قرار می گیرد .
علت خواص منحصر به فرد چرم :
جداشدن الیاف پوست از همدیگر و خشک شدن جداگانه آنها بدون اینکه به هم بچسبند .
پوشیده شدن سطوح الیاف با مواد شیمیایی و یا تغییر خواص شیمیایی الیاف طوری که بعد از خیس شدن دوباره متورم نشده و به هم نجسبند .
نحوه انجام عمل دباغی :
لایمینگ و دیلایمینگ الیاف را از هم جدا می کند اما نمی تواند از به هم چسبیدن آنها به هنگام خشک شدن جلوگیری کند از این رو اگر پلت آهک گیری شده خشک شود سفت و سخت می شود. اما پلتی که به صورت سالامبور است اگر خشک شود دارای نرمیت کافی خواهد بود اما همین پلت اگر خیس شود متورم می شود و اگر شستشوی آن ادامه یابد با از دست دادن اسید و نمک به هنگام خشک شدن سفت و سخت و استخوانی می شود .
دباغی واقعی وقتی صورت می گیرد که هردو اثر گفته شده در بالا ، باهم در پلت ایجاد شود . موادی که دو اثر فوق را در پلت ایجاد کند مواد دباغی خوانده می شود .
- سالامبورکردن (picking):
سالامبورکردن در عرف چرم سازی به مرحله اسیدی کردن مشهور است . در این مرحله با استفاده از اسید و نمک ،پوست را ترشی گذاری می کنند . این کار به دو علت انجام می گیرد :
برای نگهداری دراز مدت پوست
برای آماده کردن پوست جهت دباغی کرومی (چون کروم خاصیت اسیدی دارد پلت هم بایستی شرایط مشابه کروم را داشته باشد)
- ايمنی در ساخت سالامبور :
برای ایمنی کار و حفظ ونگهداری پلت در مرحله سالامبور سازی به موارد زیر باید توجه کرد :
آب حمام زیاد در نظر گرفته شود
اول نمک اضافه شود و بعد انحلال کامل آن اسید اضافه شود .
اسید مصرفی قبلا در مقدار 20 برابر وزن خود با آب سرد رقیق شده و خنک شده باشد .
اسید به آرامی و در حال چرخش درام به صورت تزریقی وارد حمام شود.
- دباغی مجدد (ritaning) :
عمل ریتانیگ روی پلت هایی انجام میگیرد که قبلا با مواد معدنی ،گیاهی،سینتن ها،آلدئید و یا روغن های خام و یا مخلوطی از مواد فوق دباغی شده باشند . البته قریب به 95% ریتانینگ روی وتبلو انجام میگیرد .
دباغی اولیه ضمن حفظ پوست برای مدت معینی خواصی نظیر زیردست نرم ،هم به چرم می دهد شاید زمانی میشد چرم را با دباغی اولیه و بدون نیاز به ریتانینگ به بازار عرضه کرد اما امروزه این کار ممکن نمی باشد .
ریتانینگ همان عملی است که کیفیت چرم را به دلخواه خریدار تغییر دهد . امروزه همه دباغان قبول دارند که نرمی ،پری،استحکام و کشش مورد نیاز چرم به واسطه ریتانینگ حاصل می شود . علاوه بر موارد فوق ،خواصی نظیر ثبات در برابر عرق بدن ،سبک بودن چرم ،زیر دست کرک مانند داشتن و ضد آب بودن آن وظیفه ریتانینگ را دو چندان می کند .
صنعت چرم سازی یکی از صنایع بسیار آلاینده محسوب میگردد. تصفیه پساب های صنعت چرم سازی معمولاً تلفیقی از روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی استفاده می شود.علاوه بر ضایعات جامد پوست، پساب این صنعت آلوده به انواع ضایعات طبیعی، مواد شیمیایی و ترکیبات خطرناک میباشد که از این میان ترکیبات کروم و سولفیدها نقش مهم تری دارند. همچنین علاوه بر آلاینده های شیمیایی پساب این صنعت معمولا غنی از انواع میکروبهای خطرناک از قبیل: میکروب بروسلا، آنتراکس(سیاه زخم) و انگل های مختلف است که همراه با حیوان کشتار شده وارد پساب شده و باعث آلودگی میکروبی می گردد.
نکته مهم1:
پساب تصفیه شده فاضلاب صنایع فلزی جهت آبیاری فضای سبز مناسب نمی باشد.
نکته مهم2:
لجن تصفیه خانه پساب صنایع چرم سازی قابلیت استفاده به عنوان کود را ندارند
نکته مهم3:
فاضلاب بهداشتی پرسنل شاغل در کارخانجات چرم سازی را می توان با پساب صنعتی آنها مخلوط نمود.
نخستین آلاینده صنعت چرم سازی بوی بسیار نامطبوع محیط و مراحل این صنعت به حساب می آید، تقریبا حدود ۶۰ نوع ماده شیمیایی در مراحل مختلف تولید چرم استفاده می شود که همه این مواد در مراحل شست وشو، راهی کانال های جمع آوری پساب می شود. این مواد شیمیایی عبارتند از مواد چربی زدا، روغن ها، پرکننده (همان کروم)، نرم کننده ها، ترکننده ها، ترمیم کننده ها، یکنواخت کننده ها، تثبیت کننده ها، بیندرها، نگه دارنده ها، ضدقارچ ها و ضد باکتری های چرم سازی، انواع آنزیم، اسیدها، سفید کننده ها، براق کننده ها، براق کننده های رزینی، براق کننده های پروتئینی و براق کننده های نیترو سلولزی چرم سازی هستند.
صنایع چرم سازی حجم زیادی فاضلاب با غلظت بالای آلاینده ها تولید می کنند که فاضلاب آنها حتما باید تصفیه شود.فاضلاب صنعت چرم سازی COD بالایی داشته و حاوی کروم می باشد و چون فقط فاضلاب یک نوع صنعت (صنایع چرمسازی) به این تصفیه خانه منتقل می شود، فاضلاب ترکیب نسبتا ثابت و مشخصی دارد. بنابراین به راحتی با یک برنامه ریزی دقیق می توان آنها را تصفیه کرد.
شرکت آب نیک با در نظر گرفتن استانداردهای تصفیه و نیز با هدف به حداقل رساندن هزینه های تصفیه فاضلاب صنعتی آماده همکاری در تصفیه فاضلاب کارخانجات رنگرزی و صنایع مختلف کشور می باشد. جهت اطلاع از روشهای نوین تصفیه موجود و کسب اطلاعات بیشتر، با کارشناسان شرکت آب نیک تماس حاصل فرمایید.
