本文作者：王杰兴1许长通1王旭1王全杰1,2作者单位：1.烟台大学化学化工学院2.国家制革技术研究推广中心

1前言

在制革的过程中，由于工艺的需要，不可避免的会产生大量的废弃物。据统计，在制革过程中，仅有原料皮重20%的物质转化为可以售出的皮革，其余的都作为废弃物丢弃。既对环境造成了污染，也是一种资源的浪费[1~5]。有资料显示，1t盐湿皮仅能造出200kg成品革，却要排放50t的废水和600kg的固体废弃物，其中仅削匀革屑一项固体废弃物，我国每年就产生30万吨[6，7]。随着环保意识的增强，特别是随着近来“毒胶囊”“毒奶粉”事件的曝光，制革废弃物的资源化利用日益成为国内外关注的重要课题之一[8，9]。目前，废革屑主要开发动物饲料、炼制工业明胶，提取胶原蛋白，制备皮革化工原料等[10~17]。本实验基于课题组以往工作的基础[18~22]，致力于将废弃的削匀革屑在碱性环境下水解，获得最佳的水解条件，从而为后续的资源化利用创造条件。

2实验部分

2.1主要实验药品

猪盐湿皮，烟台制革厂；革屑，莱阳金星制革厂；油酸，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

2.2实验仪器

ZK-35AB电热真空干燥箱，龙口市电炉制造厂；CP214-电子天平，奥豪斯仪器（上海）有限公司制造；水浴恒温振荡器，江苏金坛医疗器械厂；SHB-3循环水多用真空泵，郑州杜甫仪器厂；数显恒温油浴，龙口市先科仪器公司；JJ-1增力电动搅拌器，龙口市先科仪器公司；pHS-3D功能型pH计，上海三信仪表厂奥；离心机，上海安亭科学仪器厂；752紫外可见分光度计，上海菁华科技仪器有限公司。

2.3革屑物理性质的测定

采用直接干燥法测定的水分含量；将样品在600℃灼烧，得到灰分含量；用氯酸钾法测定铬含量（此法为国家标准）；利用半微量凯氏定氮法测得氮的含量。

2.4碱的种类的选择

选取了氢氧化钠、氧化钙和氧化镁三种碱分别进行革屑水解。具体步骤：将革屑、碱和蒸馏水按照1∶0.6∶10的质量比加入250mL三口烧瓶中，置于100℃油浴中，在冷凝回流条件下，搅拌水解6h，趁热抽压过滤，得到革屑水解液。

2.5革屑水解条件的表征

水解率反映了革屑水解程度，可以粗略的水解程度的大小，称取未水解的铬革屑的质量，水解完后，趁热抽压过滤，将滤渣烘干至恒重。

2.6条件优化

关于水解用碱的选择，Na2CO3碱性较弱，水解得到的水解物以明胶为主，不适合后续制备表面活性剂。CaO用来水解革屑历史最长，工艺也相对成熟，但钙离子的引入，对本实验后续处理带来脱钙的麻烦。NaOH碱性较强，水解剧烈，水解产物分子量适度，是本实验较理想的水解材料。在总结前人对于含铬革屑水解研究的基础上，选用4因素3水平正交试验表。

3结果与讨论

3.1革屑的物理性质

3.2革屑水解碱的选择

3.2.1不同碱所得水解液的水解率

在只有水解革屑的碱的种类不同，其他水解条件相同的情况下，所得的革屑水解率大小为：氢氧化钠＞碳酸钠＞氧化钙＞氧化镁。水解率的大小不仅和碱的强弱有关，还与碱的溶解度有关，氢氧化钠、碳酸钠易溶于水，氧化钙微溶于水，氧化镁与水反应生成氢氧化镁更难溶于水。

3.2.2不同碱水解所得水解液的氮含量

由图看出四种碱所得水解液测得的氮含量大小为：氢氧化钠＞碳酸钠＞氧化钙＞氧化镁。

3.3革屑水解条件正交试验结果分析

3.3.1直观分析

由革屑水解率的直观分析可知，各因素对革屑水解率的影响主次顺序为：NaOH含量＞水解温度＞水解时间＞固液比。结合主次因素以及最优水平搭配，综合评选得最佳工艺组合为：NaOH含量7%，水解温度120℃，水解时间6h，固液比1∶9。

3.3.2效应曲线图（略）。

3.3.3方差分析表

4结论

（1）碱用量是影响氨基酸提取率的最显著因素，然后依次是水解温度和水解时间，固液比影响较小。（2）经正交试验确定了氢氧化钠催化水解革屑的优化工艺条件：NaOH用量7%，水解温度120℃，水解时间6h，固液比1∶9。