Kontrolle der Natriumsulfatkonzentration im Ledergerbprozess

Überblick über dieChromledergerbungsprozess

DerChromgerbungsverfahren für Lederist eine unkomplizierte und effiziente Methode, die den Bräunungsprozess in der Regel in weniger als einem Tag abschließt – ein deutlicher Unterschied zu den Wochen oder Monaten, die für die pflanzliche Bräunung benötigt werden. Sie umfasst mehrere wichtige Schritte:

• Einweichen und KalkenDie Häute werden in Wasser eingeweicht, um sie zu rehydrieren und das Salz aus der Pökelung zu entfernen. Anschließend werden sie mit Calciumhydroxid und Natriumsulfid gekalkt, um die Haare zu lockern und die Kollagenmatrix vorzubereiten.

• EinlegenDie Häute werden in eine saure Lösung getaucht, die Natriumchlorid (6-8 Gew.-%) und Schwefel- oder Ameisensäure enthält, um den pH-Wert auf 2,5-3,0 zu senken. Dadurch wird das Kollagen vor Säurequellung geschützt und das Eindringen von Chrom erleichtert.

• BräunenBasisches Chromsulfat (6–8 Gew.-% des Fellgewichts, mit ca. 25 % Cr₂O₃) wird zugegeben und dringt in die Haut ein, um Komplexe mit Kollagen zu bilden. Anschließend wird der pH-Wert durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat in einem Basifizierungsschritt auf 3,8–4,0 erhöht, um die Vernetzung zu fördern. Das Ergebnis ist „Wet Blue“-Leder mit seinem charakteristischen graublauen Farbton.

• Nach dem BräunenNachgerben, Färben und Fetten verbessern die Eigenschaften des Leders,Natriumsulfatspielt eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung von Lösungen und unterstützt die Fixierung von Gerbstoffen.

Natriumsulfatbei der Nachbehandlung nach dem Bräunen

Natriumsulfatist ein wesentlicher Bestandteil der Nachgerbung, insbesondere beim Entsalzen und Fixieren des Gerbstoffs, und gewährleistet eine gleichbleibende Lederqualität sowie die Einhaltung der Umweltauflagen.

• EntsalzungsprozessHohe Salzkonzentrationen beim Beizen, vor allem Natriumchlorid, tragen zu erhöhten Gesamtmengen gelöster Feststoffe (TDS) in den Abwässern bei und stellen somit eine Herausforderung für die Umwelt dar.NatriumsulfatEs wird bei der Entsalzung eingesetzt, um den Chloridgehalt zu senken und ersetzt in einigen Verfahren bis zu 80 % des Natriumchlorids. Dieser Ersatz reduziert den TDS-Wert; Studien zeigen Reduzierungen von bis zu 97 % in umweltfreundlichen Gerbsystemen, wodurch der Salzgehalt des in die öffentliche Kanalisation eingeleiteten Abwassers verringert wird.

• Fixierungsprozess des Bräunungsmittels:NatriumsulfatEs stabilisiert den pH-Wert des Bräunungsbades und verbessert die Chromaufnahme, indem es die Reaktivität von Kollagen- und Chromkomplexen reguliert. Es verhindert eine zu schnelle Oberflächenbräunung und gewährleistet ein gleichmäßiges Eindringen.Natriumsulfatkonzentrationkann die Chromaufnahme um 28,5 % verbessern und den Restchromgehalt in Abwässern von 2000-5000 mg/L auf unter 300 mg/L senken, wodurch strengere Umweltauflagen erfüllt werden.

Auswirkungen von Konzentrationsabweichungen auf Prozess und Qualität

Abweichungen inNatriumsulfatkonzentrationkann tiefgreifende Auswirkungen habenLedergerbungsprozessund das resultierende Produkt. Zu hohe Konzentrationen können zu Übersalzung führen, was Kollagenquellung, grobe Körnung und verminderte Weichheit zur Folge hat, während zu niedrige Konzentrationen eine unzureichende Chromfixierung verursachen können, was zu ungleichmäßiger Gerbung und schwachem Leder führt. Solche Unregelmäßigkeiten erhöhen die Schrumpfungsrate – Studien berichten von einem Anstieg von 1,3 % auf 5,2 % bei unsachgemäßer Salzbehandlung – und erhöhen die Chromkonzentration im Abwasser, wodurch die Umweltverschmutzung verstärkt wird. Darüber hinaus belastet ein hoher TDS-Wert aufgrund unsachgemäßer Entsalzung die Abwasserbehandlungsanlagen und erhöht die Betriebskosten. PräziseÜberwachung der Konzentration der Bräunungslösungist daher unerlässlich, um die Lederqualität zu erhalten und Umweltstandards einzuhalten, wie beispielsweise den Grenzwert von 20 mg/L für Gesamtchrom in Abwässern.

Herausforderungen inÜberwachung der Bräunungslösungskonzentration

ÜberwachungNatriumsulfatkonzentrationimChromgerbungsverfahren für Lederstellt aufgrund der schwierigen Bedingungen und der Grenzen traditioneller Methoden erhebliche Hürden dar.

• Nachteile der traditionellen MessungKonventionelle Methoden wie Titration oder gravimetrische Analyse sind arbeitsintensiv, zeitaufwändig und fehleranfällig. Diese Offline-Verfahren erfordern Probenahme und Laboranalysen, was Prozessanpassungen verzögert und Qualitätsabweichungen riskiert.

• Korrosive MedienGerbflüssigkeiten sind aufgrund ihres niedrigen pH-Werts (2,5-4,0) und der hohen Konzentrationen an Säuren, Salzen und Chrom stark korrosiv, beschädigen herkömmliche Sensoren und erfordern häufige Wartung oder Austausch.

• Anforderungen an die kontinuierliche ÜberwachungDie dynamische Natur des Gerbprozesses erfordert Echtzeitdaten, um die Chemikalienzufuhr umgehend anzupassen. Chargenprobenahmen erfassen schnelle Veränderungen nicht.Natriumsulfatkonzentrationwas zu ungleichmäßiger Bräunung und erhöhtem Abfall führt.

• Kalibrierung und GenauigkeitHerkömmliche Messgeräte haben oft Schwierigkeiten mit der Kalibrierung in Gegenwart mehrerer Ionen, was zu ungenauen Messwerten und einer unzuverlässigen Prozesskontrolle führt.

• UmweltkonformitätStrenge Vorschriften, wie beispielsweise jene zur Begrenzung des TDS-Werts und des Chromgehalts in Abwässern, erfordern eine präzise Überwachung, um kostspielige Strafen zu vermeiden und einen nachhaltigen Betrieb zu gewährleisten.