LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка екологічно безпечної технології зоління шкіряної сировини

зменшити витрату знезолювальних реагентів, в порівнянні з типовою технологією. Проводились дослідження можливості зменшення витрати сульфату амонію, та його заміні іншими знезолювальними реагентами для голини, процес зоління для якої проводили з використанням розчину гідроксиду натрію і каоліну з концентраціями відповідно 40 і 10 г/л. В якості знезолювальних речовин, крім сульфату амонію, використовували органічні та мінеральні кислоти (оцтову, соляну, сірчану) та хлорид амонію. Витрату знезолювальних реагентів визначали за відповідними рівняннями реакцій. Як свідчать результати досліджень, процес знезолювання мінеральними кислотами протікає нерівномірно: луг видаляється переважно з зовнішніх шарів дерми. При досягненні повного ступеня знезолювання, спостерігається зменшення м'якості лицьового шару, що обумовлює садку лицьової поверхні готових шкір. Причиною садки також може бути коагуляція білкових речовин, що утворюють гнейст. Застосування оцтової кислоти, порівняно з мінеральними кислотами, не спричиняє кислотну бубняву, та дозволяє отримати рівномірно знезолену голину. Однак тривалість процесу в цьому випадку значно довше (5 год.); в той час як знезолювання мінеральними кислотами відбувається за 3 год. Повного знезолювання солями амонію можна досягти за 1,5 год., при цьому якість знезоленої голини висока. При дослідженні процесу знезолювання амонійними солями технологічних ускладнень при виконанні подальших процесів пікелювання та дублення, а також післядубильних, не спостерігалось. Отримані результати показали, що є можливість при знезолюванні знизити витрати сульфату амонію до 2 % від маси голини, або ж використовувати 1,4% хлориду амонію без зниження якості напівфабрикату.

В якості математичних моделей були застосовані регресивні моделі. З їх допомогою досліджувався вплив концентрації гідроксиду натрію і каоліну на властивості напівфабрикату.

У якості вихідних параметрів були обрані:

Y1-температура зварювання голини, 0С;

Y2-ферментративно-термічна стійкість (ФТС) голини. хв;

Y3- виплавлення желатину, %;

Y4-вміст оксиду хрому у хромованому напівфабрикаті , в перерахунку на абсолютно суху речовину, %.

Регресивні моделі результуючих факторів Yі (Х1,Х2) у роботі представлено як двофакторні лінійні моделі виду:

Yі =а0+а1Х1+а2Х2 , , (1)

де а0- вільний член множинної регресії; а1 – коефіцієнт регресії Yі поХ1; а2 – коефіцієнт регресії Yі по Х2;

Для проведення необхідних розрахунків була складена програма для регресивного аналізу .

Розрахункові параметри регресивних моделей технологічного процесу зоління представлені в табл. 4, де Кd ; R ;σ0 – відповідно коефіцієнти детермінації та кореляції, відносна середньо – квадратична похибка моделі.

Отримані дані свідчать, що незалежні фактори – концентрація лугу і каоліну, які впливають на результуючі фактори Y обрані правильно , і обумовлюють від 71,8 до 87 % загальної змінності результуючих факторів.

Проводили перевірку спільного впливу вказаних факторів на результуючі показники .

При цьому приводився спільний вплив Х1 та Х2 за допомогою моделі:

Y1=а0+а1Х1+а2Х2+а3Х1Х2 (2)

Порівняльний аналіз отриманих даних вказує, що спільний вплив факторів Х1 і Х2 більш ніж на порядок слабкіший за вплив кожного окремого фактору. Тому ефект спільного впливу факторів Х1 та Х2 в подальшому у роботі не розглядався.

Таблиця 4

Параметри регресивних моделей та їх достовірність

Показник

a0

а1

а2

Кd

R

Σ0

Зоління зі спалюванням шерсті

Y1

82,272

-0,880

0,276

0,909

0,954

1,929

Y2

86,146

-0,898

0,289

0,845

0,919

2,993

Y3

-7,672

0,495

0,013

0,902

0,950

5,727

Y4

0,202

0,102

0,004

0,921

0,960

2,834

Зоління зі збереженням шерсті

Y1

61,229

-0,496

0,186

0,731

0,855

1,697

Y2

44,811

0,562

0,117

0,516

0,718

2,197

Y3

2,296

0,270

-0,065

0,756

0,870

6,020

Y4

3,401

0,017

-0,027

0,515

0,718

4,048

Задачу оптимізації процесу зоління було визначено як необхідність пошуку оптимальних значень параметрів вхідних факторів, що обумовлюють максимальний (або ж заданий) рівень якості голини після зоління при умові дотримання нормативних значень якості напівфабрикату.


Враховуючи, що якість голини після зоління не має чітко визначеної кількісної оцінки, а є якісним фактором, для введення якісної оцінки в оптимізаційний функціонал проводилось її ранжирування згідно теорії нечітких множин, що була запропонована акад. Л.А.Заде. Ранжирування проводили за допомогою експертних оцінок якості голини декількох рівнів :

  • - незадовільна якість голини; 2 - задовільна якість ; 3 - добра якість; 4 - відмінна якість;

    У цьому випадку оптимізація процесу зоління приймає вигляд максимізованого

    функціоналу якості:

    F0=max Z=max (C0+C1X1+C2X2), (3)

    де Х1 та Х2- вхідні параметри компонентів процесу зоління (концентрація гідроксиду натрію та каоліну відповідно);

    С1 і С2 – коефіцієнти їх впливу на якість голини після зоління ; С0- початкове значення функціоналу оптимізації, при обмеженнях:

    ; , (4)

    де - значення зазначених вище коефіцієнтів регресії Yi (i=1,4).

    Обмеження відображують гранично допустимі відхилення технологічних показників в межах від Yimin до Yimax.

    Регресивна модель залежності якості голини від параметрів Х1 та Х2 при золінні зі спалюванням шерсті має вигляд :

    Z= 1,178+0,017 Х1+0,033Х2. (5)

    При зоління зі збереженням шерсті відповідно:

    Z= -2,553+0,219 Х1+0,017Х2 (6)

    Таблиця 5

    Область знаходження оптимальних параметрів

    Нижня межа

    Цільовий результат(Z)

    Верхня межа

    Цільовий результат (Z)

    Зоління зі спалюванням