Zagospodarowanie odpadów z garbarni

Artykuł zamieszczony jest w : Życie Uczelni : biuletyn informacyjny Politechniki Łódzkiej, nr 155, Luty 2021Naukowcy z Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej we współpracy z Siecią Badawczą Łukasiewicz – Instytutem Przemysłu Skórzanego w Łodzi opracowali technologię przesiewania i granulacji strużyn skór, które są odpadami z przemysłu skórzanego i garbarskiego. Proponowana metoda jest łatwa w realizacji, korzystna ekonomicznie i przyjazna dla środowiska

Production of Agglomerates, Composite Materials, and Seed Coatings from Tannery Waste as New Methods for Its Management

This paper presents methods for managing waste produced by the leather industry, including tanning shavings derived from chrome tanning technologies and collagen preparations. Shavings were classified according to their shape (in accordance with Zingg’s shape classification). The content of individual elements was determined, together with the content of volatile organic compounds. Two new products were developed as part of the completed works: agglomerates (methods of non-pressure granulation) and composite materials were produced on the basis of tanning shavings and mineral fillers. Young’s modulus values classify these composite materials in the group of polymers and certain materials from the group of elastomers. A method for seed coating (on the example of legumes and rape) was also developed using a disc granulator, including collagen preparations in one of the layers as a solution for preventing the effects of droughts (biostimulant). The analyses of selected properties of the new products confirm the wide possible application of waste shavings and collagen preparations in a circular economy, especially in the construction, packaging, and agricultural sectors

Kompozyt z odpadowych strużyn garbarskich i dodatków mineralnych

This paper analyses the possibility of using tannery shavings as a basis for new composite materials with specified properties. The new material was made by combining tannery shavings with an adhesive medium. Mineral additives, such as dolomite, kaolin and bentonite were used in an amount of 5% and 10% of the total mass of shavings as a filler. In order to point out the influence of mineral additives on the final composite structure, some physico–mechanical properties, such as tensile strength and elasticity were examined with the use of static tensile tests. The second part of the investigation involved the analysis of wetteability by immersion, because this property depends on several aspects, such as surface roughness and the material structure. Thus, changes in wetteability values can provide information about the impact of mineral additives on the material properties of composites. With regard to physico–mechanical and sorption properties obtained on the basis of experimental results, it was possible to define areas of possible applications of these materials in comparison with current methods.Prezentowane badania dotyczą oceny możliwości formowania nowych kompozytów na bazie odpadowych strużyn generowanych przez zakłady garbarskie podczas procesów wyprawy skór. Materiał kompozytowy powstaje przez połączenie strużyn oraz dodatków mineralnych, takich jak kaolin, dolomit oraz bentonit za pomocą medium adhezyjnego w postaci kleju skórnego. Ilości użytych dodatków mineralnych stanowią 5% oraz 10% odniesienie do masy wykorzystanych strużyn. W celu określenia jakościowego wpływu dodatków mineralnych na właściwości wytworzonych materiałów przeprowadzono badania dwukierunkowe. W celu dokonania charakterystyki właściwości mechanicznych takich, jak: naprężenia niszczące oraz wielkość odkształceń w zakresie sprężystym wykonano próby rozciągania osiowego. Znajomość relacji naprężenie – odkształcenie pozwoliło na obliczenie modułów Younga, definiujących obszar podobieństwa do powszechnie stosowanych materiałów. Z drugiej strony w celu zdefiniowania jego struktury oraz innych właściwości, przeprowadzono badania zdolności pochłaniania wody przez nowopowstały materiał. Przeprowadzone badania miały na celu określenie zakresu możliwych aplikacji uformowanego materiału

Proces granulacji odpadowych strużyn garbarskich

The tests presented describe a method of pressureless agglomeration of waste shavings derived from chrome tanning processes with the addition of gypsum obtained from the Bełchatów Power Plant, from the filtering of sulphur compounds from exhaust gas and widely available dolomite. The aim of the granulation process is to minimise the environmental impact of the storage and transport of tanning shavings. The method proposed of rendering this waste harmless through its granulation on a disk apparatus using a soluble glass solutionto moisten the deposit is simple and its cost remains economically reasonable. As a result of the completed tests, a loose, agglomerated particulate deposit was produced containing both mineral and organic components, and which can also be easily stored, transported and dosed in other process operations. Agglomerates produced using the method devised in theinvention may be used in place of the loose, wet, dusty shavings for manufacturing composite materials based on fragmented collagen fibres.W prezentowanych badaniach określono sposób bezciśnieniowej aglomeracji strużyn odpadowych z chromowych procesów garbarskich z dodatkiem gipsu pochodzącego z Elektrowni Bełchatów, z oczyszczania spalin ze związków siarki lub łatwo dostępnego dolomitu. Celem prowadzonej granulacji była minimalizacja obciążeń środowiskowych związanych ze składowaniem oraz transportem strużyn garbarskich i sulfogipsu. Proponowana metoda unieszkodliwiania tych odpadów poprzez ich granulację w aparacie talerzowym, z użyciem wodnego roztworu szkła wodnego do nawilżania złoża jest prosta, a jej koszty stosowania pozostają ekonomicznie uzasadnione. W wyniku przeprowadzonych prób otrzymano sypkie, aglomerowane złoże ziarniste zawierające zarówno składniki mineralne jak i organiczne, które łatwo magazynować, transportować i dozować w kolejnych operacjach technologicznych. Aglomeraty otrzymane sposobem zaprezentowanym w pracy mogą być używane, zamiast dotychczas stosowanych luźnych, wilgotnych, pylących strużyn, do wytwarzania kompozytów na bazie rozdrobnionych włókien kolagenowych

Optymalizacja obuwniczych pakietów materiałowych pod kątem ich izolacyjności cieplnej

In this paper, the results of research on the thermal insulation properties of textile and leather materials are presented. These materials were used in order to develop innovative footwear upper combinations with higher hygienic properties. Outer leather materials (L1, L2) and textile (T1, T2, T3, T4) were joined around the edges by stitching with leather lining materials (LG1a, LG1b, LG1c) and textiles. Moreover, the textile linings were divided into the following groups: spacer fabrics (TG2a, TG2b, TG2c), flat textiles (TG3a, TG3b, TG3c) and flat textiles based on bamboo fibres (TG4a, TG4b, TG4c, TG4d). In the next step of these investigations, the materials were joined in a two – layered composition, where for the outer layer was upper material, and for the inner – lining material. For these compositions, the thermal insulation properties were measured with the use of an Alambeta device. The following material characteristics were determined: thermal conductivity, resistance and absorptivity, which were the most important parameters from a hygienic point of view. The classification mentioned above was important from the manufacturer’s point of view because it gave a set of information about optimal upper material configurations. With respect to the results obtained, the best packages from the thermal insulation point of view were as follows: L2 – TG4b, L1 – TG4b, T1 – LG1a, T2 – TG4a, T3 – TG4a and T4 – LG1a.W niniejszej pracy wykonano badania przewodnictwa cieplnego materiałów obuwniczych – skórzanych oraz tekstylnych. Dla materiałów wierzchnich oraz podszewkowych określono takie własności, jak: przewodność cieplną, opór cieplny oraz absorpcyjność cieplną. Celem niniejszej pracy była kompleksowa ocena zdolności przewodzenia ciepła przez materiały obuwnicze oraz optymalizacja ich konfiguracji pod względem uzyskania jak najlepszych efektów finalnych. Uzyskane charakterystyki materiałowe pozwoliły sklasyfikować badane materiały, pod kątem wykonywania na ich bazie możliwych cholewkowych kombinacji materiałowych w celu poprawy komfortu fizjologicznego

Porównanie metod granulacji odpadowych strużyn garbarskich

The work presents a comparison of methods of granulating waste – tannery shavings – from the leather industry. This waste is often used for the production of leather composites, but it creates a number of problems in transport and storage. It seems that granulation of this waste together with mineral additives needed in their further processing is a solution. However, the traditional method of granulation involving the gradual moistening of a loose deposit on a moving surface of the granulator does not give the desired results for the granulation of material with such unusual physical properties. Therefore, new methods have been proposed to eliminate the disadvantages and limitations of traditional granulation. The methods proposed differ in the way the binder liquid and mineral material are applied. They consist in soaking the shavings with binding liquid beforehand, removing excess liquid, and then granulating the wet pulp with the addition of selected fine-grained mineral material. Analysis of the results was based on a comparison of the granulometric compositions and compressive strength of the agglomerates obtained.W pracy przedstawiono porównanie metod granulacji odpadów z przemysłu skórzanego, jakim są strużyny garbarskie. Odpad ten jest często wykorzystywany do produkcji kompozytów skórzanych, jednak stwarza szereg problemów w transporcie oraz w przechowywaniu. Rozwiązaniem wydaje się być granulacja tych odpadów wraz z dodatkami mineralnymi potrzebnymi w ich dalszym przetwarzaniu. Jednak tradycyjna metoda granulacji polegająca na stopniowym nawilżaniu luźnego złoża na ruchomej powierzchni granulatora nie daje pożądanych rezultatów w przypadku granulacji materiału o tak nietypowych właściwościach fizycznych. Zaproponowano, zatem nowe metody eliminujące wady i ograniczenia tradycyjnej granulacji. Proponowane metody różnią się między sobą sposobem aplikacji cieczy wiążącej oraz materiału mineralnego. Polegają one na uprzednim nasączeniu strużyn cieczą wiążącą, usunięciu nadmiaru cieczy, a następnie na granulacji wilgotnej pulpy z dodatkiem wybranego, mineralnego materiału drobnoziarnistego. Analiza wyników polegała na porównaniu składów granulometrycznych oraz wytrzymałości na ściskanie uzyskanych aglomeratów

Water vapour permeability and absorption property for three – layered textile packages based on bamboo fibers

Celem pracy była analiza ilościowa i jakościowa zjawiska przepuszczalności i absorpcji pary wodnej przez trójwarstwowe układy cholewkowe wytwarzane na bazie tekstyliów z włókien naturalnych. Pakiety te miały formę kompozycji, w której wewnętrzna strona - sąsiadująca z powierzchnią stopy wykonana była z materiałów z dodatkiem włókien bambusa, zaś zewnętrzną stanowiła tkanina bawełniana o splocie płóciennym. Jako element łączący obie warstwy wykorzystano samoprzylepną piankę poliuretanową perforowaną, powleczoną warstwą kleju. Uzyskane rezultaty odniesiono do układu kontrolnego sporządzonego na bazie tekstyliów wykonanych z włókien bawełnianych. Udowodniono możliwość zastępowalności standardowych materiałów bawełnianych poprzez dzianiny i tkaniny z dodatkiem włókien bambusa, przy jednoczesnym uzyskaniu efektu poprawy właściwości higienicznych materiałów cholewkowych.The main goal of the following investigations was qualitative and quantitative analysis of water vapour transfer through the three – layered material packages based on the natural textiles, in order to improve the hygienic properties of footwear. The packages were made of bamboo textiles – in the foot neighbourhood – used as an inner layer. The outer cotton layer was fixed in each package. was woven material with plain weave. As a connection element, the polyurethane self – adhesive foam with perforation was used. The obtained results were related to the control sample made cotton as an inner layer. The substitution possibility of common cotton materials was demonstrated by using the bamboo textiles. The effect of improvement of hygienic properties was achieved

Ocena jakościowa wiskozowych tkanin z celulozy bambusowej wytworzonych do zastosowania wewnątrz obuwia dziecięcego i specjalnego

The paper presents physico-mechanical and hygienic parameters testing results of fabrics manufactured from bamboo cellulose fibres (100%) and their combination with cotton fibres (50/50%), as well as treated with: anti-pilling finish, anti-pilling and anti-shrinking finish, and dirt-repellent finish. They were evaluated on implementation in the footwear industry, comparing the results with the requirements for textile products intended for the lining/insole of children’s footwear and that of footwear for people with sensitive feet. The fabrics selected were also tested for microbiological resistance, and technological and functional tests of footwear manufactured with these fabrics were performed. It was assumed that the new range of fabrics would improve the physiological-hygienic comfort of the above-mentioned footwear. In laboratory tests, not all fabrics met the requirements, however their processing capabilities were positively assessed for the injection shoe assembly system applied. Promising results were also achieved by the footwear in the preliminary functional tests, for which fabrics made of cellulose bamboo fibres without any finishes were applied. Their usability was confirmed, i.e. resistance to abrasion and dirt, as well as the physiological-hygienic comfort of the footwear tested.W pracy przedstawiono wyniki badań parametrów fizyko-mechanicznych i higienicznych tkanin wyprodukowanych z celulozowych włókien bambusowych (100%) oraz z mieszanki tych włókien z włóknami bawełny (50/50%), jak też poddanych wykończeniu apreturami: brudoodporną, przeciwpillingową oraz przeciwpillingową i przeciwkurczliwą. Oceniano je pod kątem wdrożenia w przemyśle obuwniczym, porównując wyniki badań z wymaganiami stawianymi wyrobom tekstylnym przeznaczonym na podszewki/wyściółki obuwia dla dzieci i dla osób ze stopami wrażliwymi. Wybrane tkaniny testowano także pod względem odporności mikrobiologicznej oraz w próbach technologiczno-użytkowych wyprodukowanego z ich udziałem obuwia. Założono, że nowy asortyment tkanin wpłynie na poprawę komfortu fizjologiczno-higienicznego wyżej wymienionego obuwia. W badaniach laboratoryjnych nie wszystkie tkaniny spełniły wymagania, jednak pozytywnie oceniono ich możliwości przetwórcze w zastosowanym wtryskowym systemie montażu obuwia. Obiecujące rezultaty dały także wstępne próby użytkowe obuwia, w którym zastosowano tkaniny z celulozowych włókien bambusowych bez jakichkolwiek apretur – potwierdzono ich przydatność użytkową, tj. odporność na ścieranie, odporność na brudzenie, jak też komfort fizjologiczno-higieniczny testowanego obuwia

Nowe kryteria oceny skór tapicerskich z wykończeniem pigmentowym w świetle normy PN-EN 13336

The fundamental physical, mechanical and chemical properties given in the PN-EN 13336:2013 standard ("Leathers – Upholstery leather characteristics – Guide for selection of leather for furniture") were examined for 27 selected upholstery leathers with a pigment finishing. Colour resistance to rubbing with dry, wet felt, and felt socked with artificial perspiration solution, adhesion of the finish, flex resistance, tear strength, colour fastness to a water spot, and the pH of water extracts were determined. Moreover, some features of these upholstery leathers which are not listed in the standard were also tested, namely the tensile strength, maximal elongation, distension and strength at a crack of the grain or finish and at the bursting of the full thickness of the leather tested as well as the content of chromium(VI). It was found that the majority of the leathers tested fulfilled the recommended values of characteristics given in the PN-EN 13336:2013 standard. Some deviations from these values were random and did not depend on the colour of the finish. Leathers with a twocolour covering (so-called “antique” finish) did not show worse properties than those with a one-colour finish. On the basis of the results obtained, a wider range of the fundamental tests and other values of parameters generally higher than those recommended in the standard are proposed for the quality assessment of upholstery leathers with a pigment finish.Zbadano podstawowe właściwości fizyczne, mechaniczne oraz chemiczne 27 wybranych skór tapicerskich z wykończeniem pigmentowym. Wyznaczono wymienione w normie PN-EN 13336:2013 („Skóra wyprawiona – Właściwości skór tapicerskich – Wytyczne do selekcjonowania skór meblowych”) następujące parametry: odporność na tarcie na sucho, na mokro i z udziałem roztworu sztucznego potu, adhezję powłoki kryjącej, wytrzymałość na wielokrotne zginanie, wytrzymałość na rozdzieranie, odporność barwy na kroplę wody, wartości pH ekstraktów wodnych ze skóry. Określono także niektóre parametry skór tapicerskich spoza zakresu wskazanego w normie, a mianowicie: wytrzymałość na rozciąganie i maksymalne wydłużenie, wytrzymałość lica/skóry na przepuklenie (wartość siły i wysokość przepuklenia przy pęknięciu lica i przy przebiciu skóry) oraz zawartość chromu(VI). Stwierdzono, że większość zbadanych skór spełniała wymagania zalecane w normie PN-EN 13336:2013. Zaobserwowane odchylenia od zalecanych wartości wskaźników były przypadkowe i nie zależały od barwy powłoki wykończeniowej skóry. Skóry z dwubarwną powłoką wykończeniową, tzw. antykowaną, nie wykazywały gorszych właściwości niż skóry z jednobarwną powłoką kryjącą. Na podstawie uzyskanych wyników, zaproponowano do oceny jakości skór tapicerskich z pigmentową powłoką kryjącą nowy, szerszy zakres badań podstawowych oraz inne, na ogół wyższe niż podane w normie, wartości zalecanych wskaźników

Granulates Based on Bio and Industrial Waste and Biochar in a Sustainable Economy

This review presents the latest research works detailing granulation processes and granulates, including and based on waste (bio and industrial) as a biofuel/energy source and the possible usage of granulates from and/or based on biochar. The innovative aspect is that the article focuses on the broadest possible environmental aspect understood in minimizing the burden related to the amount and composition of waste generated by various industries. The aim of the study is to demonstrate the processes as an effective method of waste management and also as energy sources. Based on various sources, a brief summary of why granulation is an important area of both scientific research and industrial applications is provided. The review also presents a summary of basic concepts and definitions in the topic of granulation—types of processes, apparatuses used, and examples of research results in the literature. The main part of the review is the analysis of the literature providing numerous examples on the usage of granules based on bio and industrial waste and various biochar granulates. The conclusions present the aspect of economical sustainability of granulation processes and the use of granulates as effective solutions for energy sources (fuel, biofuel), waste management, and applications in agriculture (soil additives, fertilizers)