Zpracování usňových odpadů

Kožedělný průmysl patří mezi typická průmyslová odvětví, která produkují v průběhu technologického procesu značné množství odpadů. Kožedělný průmysl zahrnuje dvě základní zpracovatelská odvětví, a to koželužskou a kožišnickou prvovýrobu (tj. výrobu usní a kožišin) a kožedělnou druhovýrobu (tj....

Kožedělný průmysl patří mezi typická průmyslová odvětví, která produkují v průběhu technologického procesu značné množství odpadů.

Kožedělný průmysl zahrnuje dvě základní zpracovatelská odvětví, a to koželužskou a kožišnickou prvovýrobu (tj. výrobu usní a kožišin) a kožedělnou druhovýrobu (tj. výrobu spotřebního zboží – obuv, galanterie, čalounické výrobky, oděvy, rukavice aj.). Podle UNIDO je pouze kolem 50 % celkového obsahu kolagenu surové kůže využito ve finálním výrobku – usni. Zbytek přechází hlavně do pevných odpadů.

To znamená, že kožedělný průmysl jako celek produkuje značná množství více či méně znečištěného bílkovinného odpadu. Bohužel tento druh odpadu se jen velmi málo využívá. Pouze minoritní část třísločiněných manipulačních odpadů se v současné době spotřebovává na výrobu vláknitých usní, a z chromočiněných odpadů jde pouze o postružiny.

Možnosti

Manipulační odpady kožedělného průmyslu tvoří odpady vznikající v procesu kožedělné druhovýroby. Tyto odpady vznikají při vysekávání dílců z hotových usní (vyčiněná, vybarvená a povrchově upravená kůže) a kožišin a jejich množství může dosáhnou až 30 % z původní suroviny. Manipulační odpad je nejdražší, protože se do jeho ceny promítá cena suroviny, chemikálií, energií a práce z předcházející výroby. Množství manipulačních odpadů závisí zejména na náročnosti vysekávaných dílců, rozložení kvality a vad na ploše usně, způsobu zpracování kůží apod. Není možné ani vynechat lidský faktor (zkušenost, nedbalost aj.), který může výtěžnost plochy usně velkou měrou ovlivnit.

Podle statistických údajů publikovaných v zahraničních periodikách produkuje kožedělný průmysl v USA přes 60 000 tun tuhého chromočiněného usňového odpadu za rok a celosvětově je toto množství odhadováno na množství asi desetkrát větší, tj. přibližně 600 000 tun za rok. Statistické údaje Evropské unie uvádějí, že ztráty na odpadech představují pro kožedělný průmysl kolem 700 milionů eur za rok.

Vyhledání nových lokalit pro budoucí skládky tohoto odpadu způsobuje značné potíže, rovněž se zvyšují náklady na skládkování. Vážným problémem pro průmysl kožedělné druhovýroby je i cena hotových usní, která se v posledním desetiletí několikanásobně zvýšila. Proto je nutné hledat alternativní způsoby pro využití usňových odpadů kožedělné druhovýroby.

Nejjednodušší způsob řešení -skládkování -představuje potenciální nebezpečí spočívající v nekontrolovatelném procesu vzniku široké škály rozpustných sloučenin z uloženého chromočiněného odpadu. Alternativou ke skládkování je spalování, jehož výhodou je, že chromitý odpad obsahuje vysoký podíl organické báze, která při hoření produkuje využitelné teplo. Nevýhoda spočívá v tom, že popel obsahuje karcinogenní chroman vápenatý a je toxickým odpadem. Spalování je možné využít při cihlářské výrobě (teploty 1000 oC), kde usňový odpad může tvořit až 8% přídavek projevující se pozitivně na spotřebě energie a neovlivňující negativně kvalitu hotových cihel.

Perspektivnějším postupem je chemické zpracování usňového odpadu. Příkladem může být enzymatická hydrolýza, jejíž hlavní výhodou jsou mírné reakční podmínky dané maximální teplotou 80 oC, alkalitou směsi při pH = 8-9 a v neposlední řadě to, že proces probíhá při atmosferickém tlaku. Vlastnosti hydrolyzátu z enzymatické dechromace je možno řídit úpravou podmínek hydrolýzy: složením reakční směsi a přesným dávkováním enzymu v daných časových intervalech. Enzymatická hydrolýza je v současné době aplikována na postružiny, což jsou odřezky pouze vyčiněných kůží a na manipulační usňový odpad doposud nebyla aplikována. Na překážku je prozatím vysoká cena enzymu.

Experimenty

Výzkumný tým našeho ústavu se zaměřil na zpracování usňového odpadu chemickou hydrolýzou, jejímž konečným produktem je roztok bílkovin a tuhý produkt obsahující chromité soli a kožní hmotu. Bílkovinný produkt je možné použít jako krmivo či hnojivo, anorganický podíl je možno zpracovat na chromitou sůl.

Experimenty se zaměřily na zpracování chromočiněných usňových odpadů kyselou hydrolýzou. Vzorky usňového odpadu byly odebrány z tuzemské konfekční kožedělné dílny, roztříhány, rozemlety a smíchány na reprezentativní vzorek. Základní analýza je uvedena v tab. 1.

  obr

Manipulační odpad byl zpracován jednostupňovým hydrolytickým procesem v kyselině chlorovodíkové nebo kyselině fosforečné za varu.Pro dokončení hydrolýzy byla pevná fáze (po filtraci) založená na nerozloženém proteinickém materiálu a usňových finišových polymerech analyzována na sušinu, Cr2O3 a popel. Výsledky experimentů jsou zřejmé z tab. 2.

  obr

Výsledky pro praxi

Cílem hydrolytického zpracování bylo posoudit možnosti hydrolytického rozkladu usňových odpadů za varu. Kyselina chlorovodíková se ukázala jako nevhodné kyselé prostředí reakce. Hlavní sledovaná veličina hydrolytického rozkladu, procento nerozpuštěné pevné fáze, byla příliš vysoká a její hodnoty byly v podstatě neovlivnitelné koncentrací použité HCl. Hydrolýza kyselinou fosforečnou přinesla zajímavé výsledky. S použitím vyšší koncentrace H3PO4 a delšího času hydrolytického rozkladu byly zaznamenány nižší % zbylé pevné fáze po filtraci.

Další výzkumy budou zaměřeny na podrobnější analýzu nerozpuštěné pevné fáze proměřováním v infračervených spektrech. U proteinického roztoku bude nutno se zaměřit na zvolení vhodné metodiky pro odstranění chromitých sloučenin (membránová filtrace apod.). Dosavadní pokusy s neutralizací a následným vysrážením chromitých sloučenin nebyly příliš úspěšné. Jelikož předpokládáme využití proteinického roztoku jako zemědělského hnojiva, je nutné aby obsah chromu vyhovoval platným normám.

Pavel Mokrejš, Milan Mládek, Ferdinand Langmaier,

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně,

Fakulta technologická,

Ústav technologie bílkovin a kůže

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *