Nghiên cứu áp dụng công nghệ sinh thái trong khâu hoàn thành ướt, hoàn thành khô, áp dụng vào sản xuất da mũ giầy trẻ em từ da nguyên liệu trong nước

Bộ công thơng
Viện nghiên cứu da-giầy






Báo cáo tổng kết
đề tài nghiên cứu khoa học



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái
(Eco-Technology) giai đoạn hòan thành và áp dụng sản xuất da
mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò


Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn Hữu Cờng









7191
17/3/2009

Hà nội, 12/2008


Đ
ề tài đợc thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát
triển công nghệ mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN ngày 25/02/2008.

Mục lục



Trang

PHầN Mở ĐầU

1. Cơ sở pháp lý, xuất xứ và sự cần thiết của đề tài 1
1.1. Cơ sở pháp lý . 1
1.2. Sự cần thiết của đề tài. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu . 2
3.1. Đối tợng nghiên cứu . 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu 2
4. Nội dung và phơng pháp nghiên cứu 3
4.1. Nội dung nghiên cứu 3
4.2. Phơng pháp nghiên cứu 3

Phần I - Tổng quan
4
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc 4

1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc 4
1.1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nớc 5
1.1.3. Một số cơ sở khoa học áp dụng trong đề tài 5
1.1.3.1 Khâu hoàn thành và sự ô nhiễm môi trờng 5
1.1.2. Hoàn thành ớt và hoàn thành khô da thuộc crôm 10
1.1.2.1. Công nghệ sinh thái trong khâu hoàn thành (ớt khô) 12
1.1.2.2. Công nghệ sinh thái trong sản xuất giày trẻ em 15

Phần II - Thực nghiệm và biện luận
17
2.1. Trình tự tiến hành và các giải pháp công nghệ 17
2.1.1. Khảo sát, thống kê số liệu kỹ thuật của các xởng thuộc da
17
2.1.2. Các cơ sở nhỏ thuộc khu vực đợc gọi là Làng thuộc da
Tân Bình (thành phố Hồ Chí Minh) và Phố Nối (Hng
Yên)

17
2.2. Các xí nghiệp cổ phần, t nhân cỡ trung bình 18
2.2.1. Các cơ sở thuộc da có vốn đầu t nớc ngoài 18
2.2.2. Xác định giải pháp công nghệ 19
2.2.2.1. Lựa chọn hoá chất 19
2.2.2.2. Công nghệ sinh thuộc lại 20
2.2.2.3. Công nghệ sấy 26
2.3. Công nghệ trau chuốt . 26
2.4. Tổng kết các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môI trờng
trong công nghiệp thuộc da sinh thái .
43

Phần III. Tổng quát hoá và đánh giá kết

quả nghiên cứu

38
3.1. Tổng quát hoá 38
3.1.1. Đánh giá kết quả nghiên cứu 43

Kết luận và kiến nghị
44

Danh mục các tài liệu tham khảo


Phụ lục





Thành viên chính thực hiện đề tài


STT Họ và tên Học hàm,
Học vị
Cơ quan
công tác
Nhiệm vụ
1. Nguyễn Hữu Cờng Nghiên cứu viên
Kỹ s hóa thuộc
da
Viện NCDG Chủ nhiệm

2. Hoàng Mạnh Hùng Nghiên cứu viên
Kỹ s hóa
Viện NCDG Cộng tác viên
3. Lê Hồng Vân Nghiên cứu viên
Cử nhân hóa
Viện NCDG Cộng tác viên












Bảng chú giải các chữ viết tắt


Chữ viết
tắt
Chú giải tiếng Anh Chú giải tiếngViệt

BCS
BOD
COD
IUP
TSS

VOC
HVLP
UNIDO

PCP

Basic chromium sulphate
Biological oxygen demand
Chemical oxygen demand
International union physical
Total supended solids
Volatile organic compounds
High volume, low pressure
United Nations Industry
Development Oraganization
Pentachlorphenol

Crôm sun phát kiềm
Nhu cầu ô xy sinh học
Nhu cầu ô xy hoá học
Hiệp hội vật lý quốc tế
Tổng lợng chất rắn không tan
Dung môi hữu cơ bay hơi
Lợng khí lớn, áp lực thấp
Tổ chức phát triển công nghiệp
Liên hợp Quốc
Một loại chống mốc bị cấm

DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị











STT Nội dung Trang
Hình 1 Sơ đồ các công đoạn trong khâu hoàn thành ớt, hoá chất
sử dụng và thành phần chất thải.
6
Hình 2 Sơ đồ các công đoạn trong khâu hoàn thành khô, hoá
chất sử dụng và thành phần chất thải.
8
Hình 3 Thiết bị sấy da ở nhiệt độ thấp tại Xởng Thực nghiệm,
Viện Nghiên cứu Da - Giầy
26
Hình 4 So sánh hiệu suất phun của HVLP với hệ phun thông
thờng
27
Hình 5 Hệ thống phun HVLP và buồng phun có màng lọc nớc
tại xởng thực nghiệm Viện Nghiên cứu Da - Giầy
28
DANH MụC CáC Bảng biểu

STT

Nội dung

Trang
Bảng 1
Mức độ ô nhiễm nớc thải trong khâu hoàn thành ớt khô
của công nghệ thuộc da
9
Bảng 2
Tiêu chuẩn cho phép của nớc thải trong sản xuất da thuộc
của một số nớc
10
Bảng 3
Hạn chế tồn d hoá chất đối với hàng da mũ giầy trẻ em
16
Bảng 4
Quy trình 1: Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng
cho da mũ giầy trẻ em
22
Bảng 5
Quy trình 2: Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng
cho da mũ giầy trẻ em
24
Bảng 6
Quy trình 3: Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng
cho da mũ giầy trẻ em
25
Bảng 7

Quy trình 4: Công nghệ xử lý trau chuốt da có khuyết tật nhẹ
29
Bảng 8
Quy trình 5: Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy
có khuyết tật nhẹ
31
Bảng 9
Quy trình 6: Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy
có khuyết tật nặng
33
Bảng10
Quy trình công nghệ tạo bọt cho dung dịch trau chuốt
34
Bản 11
Quy trình công nghệ trau truốt bọt

35
Bảng 12
Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trờng trong công
nghệ thuộc da sinh thái
37
Bảng
13
Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng cho da mũ
giầy trẻ em
39
Bảng
14
Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy có khuyết tật
nhẹ

40
Bảng
15
Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy có khuyết tật
nặng
41
Bảng 16
Quy trình công nghệ trau chuốt bọt

42


Tóm tắt nội dung đề tài

Đề tài Nghiên cứu công nghệ thuộc da sinh thái (EcoTechnology) giai
đoạn hoàn thành và áp dụng sản xuất da mũ giày trẻ em từ da nguyên liệu
đợc tiến hành theo Hợp đồng nghiên cứu khoa học số 172.08/R-D/HĐ-KHCN
giữa Bộ Công Thơng và Viện Nghiên cứu Da - Giầy, đáp ứng đòi hỏi cấp thiết
về môi trờng cho ngành thuộc da nớc ta trong xu thế hội nhập thế giới.
Sau khi khảo sát thực tế, kết hợp nghiên cứu tài liệu chuyên ngành, thấy
rằng công nghiệp thuộc da là một trong những ngành gây ô nhiễm nặng cho môi
trờng. Trong công nghệ thuộc da hiện hành, nguồn ô nhiễm có ở tất cả các công
đoạn, kể cả khâu hoàn thành khô và ớt, ảnh hởng đến đất đai, nguồn nớc và
bầu không khí ở đó.
Đề tài đã tiến hành nghiên cứu và đề ra nhiều biện pháp giảm thiểu ô
nhiễm môi trờng mà không làm ảnh hởng đến chất lợng da thành phẩm.
Đề tài đã đi sâu nghiên cứu ứng dụng công nghệ thuộc lại compact kết hợp
sử dụng các hợp chất không chứa các chất độc hại nặng; sử dụng biện pháp sấy
da ở chế độ nhiệt độ thấp; sử dụng hệ phun HVLP trong buồng phun có màng
lọc nớc nhằm loại bỏ bụi và hoá chất lan toả trong khí thải. Đây là những công

nghệ tiên tiến phù hợp với các doanh nghiệp thuộc da nhỏ ở Việt Nam.
Trong quá trình xác định công nghệ, đề tài đã áp dụng phơng pháp
nghiên cứu thử - sai, biện luận khoa học các kết quả thí nghiệm để xác định các
thông số kĩ thuật tối u. Nhìn chung, các quy trình công nghệ này đều tơng đối
đơn giản, dễ áp dụng trong thực tiễn.
Đề tài cũng đa ra nhiều biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trờng nên áp
dụng trong công nghiệp thuộc da thuộc 3 lĩnh vực:
Thay đổi công nghệ sản xuất, thay thế hóa chất;
Hợp lý hóa trong quản lý điều hành sản xuất;
Thay đổi thiết bị sản xuất.
Đề tài cũng đã áp dụng công nghệ sinh thái để sản xuất da mũ giày trẻ em,
l loại da đòi hỏi cao về tính vệ sinh, không chứa hoặc chứa rất hạn chế các chất
độc hại nh cadmium, chì, formaldehyde so với da mũ giày ngời lớn; đ
a ra
đợc quy trình công nghệ phù hợp. Da thành phẩm m Đề tài tạo ra có chất
lợng và hình thức tơng đối tốt, đảm bảo tímh vệ sinh theo tiêu chuẩn, mở ra
hớng triển khai áp dụng vào sản xuất.
Sản phẩm thí nghiệm, cũng nh mức độ ô nhiễm môi trờng của chất thải
đợc phân tích và đánh giá kết quả tại Trung tâm Công nghệ Môi trờng, Viện
Nghiên cứu Da - Giầy.
Nh vậy, sau quá trình thực hiện đề tài nghiêm túc, có khoa học, Đề tài đã
tạo ra đợc quy trình công nghệ sinh thái (hoàn thành khô và ớt) và các biện
pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trờng. Da thành phẩm hoàn thành theo quy trình
công nghệ này có chất lợng nh da thuộc trớc đây, nhng đảm bảo tính vệ
sinh và mức độ ô nhiễm môi trờng đã giảm đi đáng kể.
Đề tài mở ra khả năng áp dụng công nghệ sinh thái trong thuộc da, giúp
các cơ sở sản xuất có điều kiện phát triển khi mà việc xử lý môi trờng ngày
càng đòi hỏi gắt gao.
Nội dung nghiên cứu, tiến độ thực hiện cũng nh việc chi tiêu tài chính
của đề tài theo đúng Hợp đồng và Đề cơng đã đăng kí với Bộ Công Thơng.

Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 1 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Phần Mở đầu

1. Cơ sở pháp lý, xuất xứ và sự cần thiết của đề tài
1.1. Cơ sở pháp lý
Đề tài Nghiên cứu công nghệ thuộc da sinh thái (EcoTechnology) giai
đoạn hoàn thành và áp dụng sản xuất da mũ giày trẻ em từ da nguyên liệu
đợc tiến hành theo hợp đồng nghiên cứu khoa học số 172-08/R-D/HĐ-KHCN Bộ
Công Thơng và Viện Nghiên cứu Da Giầy.
1.2. Sự cần thiết của đề tài
Theo công nghệ thuộc da hiện hành, da nguyên liệu đợc xử lý bởi một lọat
các công đoạn bao gồm: hồi tơi, tẩy lông - ngâm vôi, tẩy vôi, làm mềm, tẩy mỡ,
làm xốp, axit hóa, thuộc, nâng kiềm. Các công đọan này đợc chia làm 2 khâu:
chuẩn bị thuộc và thuộc.
Tiếp theo là 2 khâu quan trọng, tạo nên tính chất cơ- lý, hoá học và cảm
quan của da hoàn thành. Đó là khâu hoàn thành ớt và hoàn thành khô. Các khâu
này gồm những công đoạn sau: ép, bào, trung hoà, thuộc lại, nhuộm, ăn dầu, hãm,
vắt mễ, ty - ép, sấy, hồi ẩm, vò mềm, trau chuất, phân loại, đo bia, đóng gói.
ở tất cả các bớc trên đều có sử dụng nhiều hóa chất. Một phần đợc tác
dụng với da, tạo ra các sản phẩm trung gian và phế thải, một phần thoát ra ngòai
cùng chất thải dạng rắn, lỏng, khí.
Trong bối cảnh hội nhập kinh tế, phát triển sản xuất phải gắn liền bảo vệ

môi trờng, vì vậy việc nghiên cứu công nghệ thuộc da sinh thái nhằm giảm thiểu
chất độc hại thóat ra môi trờng đợc đặt ra rất cấp thiết, phù hợp với tiêu chuẩn
ISO 14000.
Đặc biệt mặt hàng mũ giày trẻ em lại đòi hỏi gắt gao về yêu cầu vệ sinh so
với da mũ giày ngời lớn (độ thoáng khí, không có chất độc hại trong da). Tuy
nhiên, hiện tại các doanh nghiệp sản xuất giày trẻ em mới chỉ tập trung giải quyết
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 2 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


công nghệ để đảm bảo tính chất cơ lý và cảm quan cho giày mà cha quan tâm
nhiều đến tính chất vệ sinh môi trờng của da.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, đa ra công nghệ sinh thái, nhằm đảm
bảo sản phẩm da thuộc không chứa các chất độc hại và giảm thiểu ô nhiễm môi
trờng trong khâu hoàn thành. Cùng đó là đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô
nhiễm khác để các cơ sở sản xuất lựa chọn, áp dụng cho phù hợp điều kiện thực tế
của mình.
Các biện pháp và công nghệ này, trớc hết phục vụ cho các tổ chức và cá
nhân quan tâm tới vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trờng trong thuộc da. Chúng
cũng đợc sử dụng nh cuốn sách hớng dẫn kĩ thuật cho đội ngũ quản lý và kĩ
thuật ngành thuộc da.
Công nghệ này sẽ đợc áp dụng để sản xuất da mũ giày trẻ em, một mặt
hàng đòi hỏi cao về tính chất cơ- lý (độ mềm mại) và tính vệ sinh nghiêm ngặt so
với da mũ giày ngời lớn (không chứa chất độc hại và có độ thoáng khí tốt).

3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tợng nghiên cứu
Đối tợng nghiên cứu trực tiếp của đề tài là quy trình công nghệ thuộc da
sinh thái và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trờng khác trong thuộc da, cụ
thể là quá trình công nghệ sản xuất da mũ giầy trẻ em.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Công nghệ thuộc da sinh thái đã đợc tổ chức UNIDO-UNDP của Liên hợp
quốc cùng các nớc công nghiệp phát triển nghiên cứu và áp dụng rộng rãi.
Trên cơ sở su tầm, nghiên cứu, đề tài sẽ áp dụng mô phỏng vào điều kiện
cụ thể của các cơ sở thuộc da ở Việt Nam, một nớc đang phát triển vùng Đông
Nam á với quy mô và công nghệ thuộc da truyền thống, khả năng kĩ thuật hạn
chế, kiến trúc hạ tầng đơn giản, thiếu thốn.
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 3 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Chính vì vậy, công nghệ đề tài nghiên cứu đa ra phải hết sức đơn giản, dễ
chấp nhận, hiệu quả cao, giá cả hợp lý.
4. Nội dung và phơng pháp nghiên cứu
4.1. Nội dung nghiên cứu
Tham quan, khảo sát các cơ sở thuộc da cổ phần và t nhân, kết hợp su
tầm tài liệu có liên quan. Từ đó đề xuất ý tởng công nghệ, tiến hành các thí
nghiệm xác định thông số kĩ thuật. Khâu cuối cùng là hoàn thiện công nghệ, đánh
giá khả năng ứng dụng của công nghệ với các tiêu chí: đơn giản, hiệu quả, giá cả
hợp lý để đạt lợi ích:

- Tiết kiệm tài chính;
- Tăng chất lợng sản phẩm;
- Bảo vệ môi trờng lao động, sức khoẻ cho ngời tiêu dùng và bảo vệ môi
trờng sinh thái.
4.2 Phơng pháp nghiên cứu
Kết hợp lý thuyết và thực hành, tìm giải pháp công nghệ tối u qua các thí
nghiệm thử - sai.












Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 4 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Phần I. tổng quan
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nớc
Các cơ sở thuộc da của Việt Nam gồm khoảng 50 đơn vị phân tán trong một
khu vực thuộc da cũ ở quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh. Những cơ sở mới,
có năng suất đang họat động trong khu công nghiệp nằm quanh thành phố và có
một số cơ sở mới đang đợc xây dựng. Một số cơ sở gần Hà Nội đóng góp không
đáng kể vào sản lợng da thuộc của ngành.
Các cơ sở thuộc da có thể chia làm 3 nhóm với những đặc điểm riêng:
- Các cơ sở nhỏ thuộc khu vực đợc gọi là Làng thuộc da Tân Bình (Thành
phố Hồ Chí Minh) và Phố Nối (tỉnh Hng Yên).
- Các công ty cổ phần cỡ trung bình.
- Các cơ sở thuộc da có vốn đầu t nớc ngoài.
Nhìn chung trừ nhóm 3 và một số cơ sở trong nhóm 2, còn lại đều cha có
thiết bị, máy móc hiện đại, hoàn chỉnh, chủ yếu sử dụng công nghệ thuộc da
truyền thống.
Do đó nớc thải không đợc xử lý tốt mà đổ thẳng ra hệ thống cống công
cộng. Chất thải rắn không đợc xử lý hoàn chỉnh, chủ yếu là chôn lấp. Chất thải
khí đợc đa thẳng vào khí quyển.
Tuy nhiên, vẫn cha có cơ sở nào trong nớc đặt vấn đề nghiên cứu và áp
dụng công nghệ sinh thái, do điều kiện kinh tế và áp lực môi trờng cha đủ
mạnh. Đối chiếu với luật Môi trờng mới đợc ban hành và trong thời kì hội nhập
hiện nay, đã đến lúc vấn đề nghiên cứu công nghệ sinh thái cần thiết đặt ra.
Đặc biệt mặt hàng mũ giày trẻ em lại đòi hỏi gắt gao về yêu cầu vệ sinh so
với da mũ giày ngời lớn (độ thoáng khí, không có chất độc hại trong da). Tuy
nhiên, hiện tại các doanh nghiệp sản xuất giày trẻ em mới chỉ tập trung giải quyết
công nghệ để đảm bảo tính chất cơ lý và cảm quan cho giày mà cha quan tâm
nhiều đến tính chất vệ sinh môi trờng của da.
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 5 Viện Nghiên cứu Da - Giầy

Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


1.1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nớc
Trong những năm 80 của thế kỉ trớc, trên thế giới đã nêu lên vấn đề môi
trờng và kiểm soát ô nhiễm. Đến thập kỉ 90, khái niệm công nghệ sinh thái đợc
đa ra và phát triển, tiến bộ nhanh chóng.
Thuộc da là một trong những ngành công nghịêp gây ô nhiễm nặng cho
môi trờng, cả đất đai, nguồn nớc và không khí. ở tất cả các nớc châu Âu và ấn
Độ đều có những điều luật qui định giới hạn cho phép của các chất độc (trong đó
có crôm) của nớc thải công nghiệp [1].
Rất nhiều công trình nghiên cứu về công nghệ sinh thái đã đợc UNIDO
UNDP triển khai áp dụng ở các nớc [2], [3].
Theo các tài liệu đó, qui trình công nghệ thuộc da sinh thái với hệ thống
thiết bị hiện đại đợc thực hiện trong các nhà máy thuộc da quy mô lớn và vừa ở
các nớc công nghiệp có khả năng dồi dào về kĩ thuật và tài chính. Mô hình này
đợc vận hành rất hiệu quả.
Hi vọng rằng từ các điển hình mẫu mực trên, đề tài sẽ mô phỏng, áp dụng
hợp lý vào điều kiện cụ thể ở các nhà máy thuộc da trong nớc với công nghệ
thuộc da truyền thống, khả năng kĩ thuật và tài chính hạn chế.
1.2. Một số cơ sở khoa học áp dụng trong đề tài
1.2.1. Khâu hoàn thành và sự ô nhiễm môi trờng
ở nớc ta, thuộc da là một ngành công nghịêp đang phát triển mạnh mẽ.
Năm 2007 đạt công suất 80 triệu bia da thành phẩm, đóng góp quan trọng đối với
công nghiệp Da - Giầy.
Trong các nhà máy thuộc da, ngời ta sử dụng tổng hợp các phản ứng hóa
học và tác động cơ học. Từ da phèn, để sản xuất da thành phẩm, phải qua các
khâu hoàn thành ớt (wet end) và hoàn thành khô (finishing). Mỗi khâu lại bao

gồm nhiều công đoạn, mà công đoạn nào cũng thải ra môi trờng các chất độc
hại. Cụ thể hoá bằng sơ đồ sau:
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 6 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Hình 1: Sơ đồ các công đoạn trong khâu hoàn thành ớt, hoá chất sử
dụng và thành phần chất thải.





Da phèn
WB
ép nớc
BOD, COD, axit, SS,
CR
3+
, chất chống mốc
xẻ xanh Váng xanh
Mùn bào Bào
Syntan, tanin thảo mộc,
COD
Muối trung hoà, Cr

3
Mùn bào, axit, BOD,
COD, Cr
3+
, chất chống
mốc
Muối trung hoà, Cr
3
Rửa
Trung hoà
Thuộc lại

Muối, chất trung hoà
Nớc
Nớc
Tanin, thảo mộc, syntan
Rửa
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 7 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Ra
Da mc
Ty-ép
Sấy

Nớc
Dầu, COD, BOD, phẩm,
axit
Hơi axit, dầu
Dầu, phẩm, BOD, COD,
axit
Hóm
Axit Axit
ăn dầu
Dầu, CODDầu
Nhum
Phẩm Phẩm
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 8 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Hình 2: Sơ đồ các công đoạn trong khâu hoàn thành khô, hoá chất sử dụng
và thành phần chất thải.


Phân loại, đo bia,
đóng gói
Da thành
phẩm
Hãm bóng

Chất lỏng dung
môi, nớc
Dung môi, VOC
Phun màu
Bụi màu, kết
dính
Pigment, phẩm
nớc, kết dính
Ngâm tẩm
Da mộc
crust
Hồi ẩm
Vò mềm
Đánh mậ
t
Bụi da
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 9 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Mức độ ô nhiễm của mỗi công đoạn đợc cụ thể hóa trong bảng sau:

Bảng 1: Mức độ ô nhiễm nớc thải trong khâu hoàn thành ớt - khô
của công nghệ thuộc da
(kg/tấn da nguyên liệu) [4]

Đã đến lúc hàng da thuộc trên thị trờng phải đối mặt với vấn đề hạn chế ô
nhiễm môi trờng.
Một số nớc trên thế giới đã đa ra giới hạn cho phép của nớc thải công
nghiệp (Bảng 2)
- Nớc (20 m
3
) bao gồm: BOD = 30kg
COD = 50 80 kg
SS = 50 kg
Cr
3+
= 1 2 kg
SO
4
2-
= 1 2 kg
- Chất thải rắn (250 350 kg) bao gồm:
Mùn bào, riềm da: 100 kg
Bụi da: 2 kg

Bùn sau xử lý (40% độ ẩm) = 50 kg
Pigment: 1 1,5 kg
- Chất thải khí (40 kg): glutaraldehyd, formaldehyd, VOC (xylene,
toluene, tetrachlorethylene, khí từ chất đốt (NO
x
, CO, CO
2
)
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 10 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Bảng 2: Tiêu chuẩn cho phép của nớc thải
trong sản xuất da thuộc của một số nớc [4]
Chỉ số Aus
-tria
Bra-
zil
Đan
Mạch
Pháp Đức Hun-
gary
ấn
Độ
ý

Nhật Hà
Lan
Thuỵ
Sĩ
Anh Mỹ
pH 6,5
8,5
5,0
9,0
6.5
8,5
5,5
8,5
6,5
8,5
5,0
10
5,5
9,0
5,5
9,5
5,0
9,0
6,5
9,0
6,5
8,5
6,0
9,0
6,0

9,0
Nhiệt độ
(
0
C)
30 40 30 30 <30 30 25 30
BOD
(mg/l)
25 60 40
200
25 30 40 160 10 20 20-
130
40
COD
(mg/l)
200 250 50
150
250 160 160 30
90
60
SS 30 2 100 80 300 232 20 30
90
60
Cr
3+
1,0 2,0
5,0
2,0 2,0 2,0
2,5
Cr

6+
0,1 0,1 0,5 0,5
1,0
0,2 0,1 0,1 0,1
Cr toàn
phần
1,0 0,2 1,0 2,0 2,0 0,16 2,0

ở Việt nam, cũng đã có tiêu chuẩn TCVN đối với nớc thải, khí thải và
chất thải rắn với các giới hạn chất độc hại tơng tự nớc ngoài.
1.2.2. Hoàn thành ớt và hoàn thành khô da thuộc crôm
Hiện nay phần lớn (80%) sản lợng da đợc thuộc bằng chất thuộc crôm.
Mục đích của công đoạn thuộc lại là:
- Sản xuất ra các loại da mộc (crust) khác nhau từ da bán thành phẩm (WB)
- Đáp ứng các yêu cầu của khách hàng về tính chất cơ - lý, hoá học và thời
trang của da thành phẩm.
- Tạo ra điều kiện cần thiết để trau chuốt hoàn thiện da.
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 11 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Khái niệm thuộc lại thờng bao gồm các công đoạn trung hoà, thuộc lại,
nhuồm, ăn dầu. Với mỗi loại da mộc đòi hỏi thời gian khác nhau, kéo dài 3 7
giờ.
Trớc khi thuộc lại với tamin thảo mộc hay tổng hợp, da thuộc crôm (WB)

cần đợc trung hoà, tạo điều kiện cho hoá chất thuộc lại, phẩm nhuộm, dầu dễ
xuyên vào da. Mức độ trung hoà rất khác nhau, phụ thuộc vào loại da thành phẩm
và độ dày. Trung hoà không chỉ ảnh hởng đến sự liên kết của phẩm nhuộm và
chất thuộc lại mà còn ảnh hởng đến cảm quan của da thành phẩm.
Các ảnh hởng trong quá trình thuộc lại:
ảnh hởng của tiến trình sử dụng hoá chất: với phẩm nhuộm, chất trợ
nhuộm hay chất thuộc lại, hoá chất nào tác dụng trớc với mặt da sẽ quyết định
tính chất điện tích của bề mặt da. Các hoá chất sau có cùng tính chất điện dễ
xuyên sâu vào da hơn. Đây là lý do tại sao thuộc lại thờng bắt đầu với các chất
có tính thuộc yếu nh tanin trung hoà và chất trợ. Các sản phẩm này tạo điện tích
mới trên bề mặt da. Sau đó, nên chắt nớc đi và cho chất có tính thuộc cao hơn
vào phu lông.
ảnh hởng của nhiệt độ: nhiệt độ thấp giúp cho hoá chất dễ xuyên sâu hơn
vào trong da. Nhiệt độ cao lại tăng cờng khả năng liên kết của hoá chất với da.
Do đó nhiệt độ thuộc lại cần đợc khống chế sao cho hoá chất xuyên vào da và
kết hợp chặt chẽ với da để tạo kết quả da thành phẩm tốt nhất.
ảnh hởng của hệ số lỏng: chất thuộc lại dễ xuyên sâu vào da khi quá trình
thuộc lại đợc thực hiện với hệ số lỏng thấp. Khi hệ số lỏng quá thấp, thì da dễ bị
nhăn, hoá chất xuyên không đều vào da. Phù hợp với lý do này, công nghệ thuộc
lại hiện đại cần đợc thực hiện với hệ số lỏng thấp đến mức có thể.
ả
nh huởng của độ pH: đối với hoá chất thuộc lại và phẩm nhuộm anionic, ở
pH thấp thì khả năng liên kết với da sẽ mạnh hơn. Sự điều khiển chính xác độ pH
khi trung hoà sẽ tạo khả năng chuyên sâu và liên kết của hoá chất với da.
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 12 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-

KS. Nguyễn Hữu Cờng


ảnh hởng của thời gian quay phu lông: thời gian quay càng lâu thì chất
thuộc lại hay phẩm càng xuyên sâu và kết hợp chặt chẽ với da. Tuy nhiên, chỉ lâu
đến mức có thể vì quá lâu sẽ dẫn đến hiện tợng lỏng mặt da. Trong thực tế, ngời
ta cần bố trí phù hợp giữa cấu tạo của phu lông với thời gian quay.
Sấy là công đoạn rất quan trọng trong khâu hoàn thành. Trong quá trình
sấy, nớc trong da bay hơi, dẫn theo sự tăng cờng liên kết của hoá chất thuộc lại,
sự di trú của chất béo trong da, ảnh hởng rất lớn tới tính chất cơ lí của da thành
phẩm (cứng, dẻo, lỏng mặt, chặt da ). Có nhiều phơng pháp sấy đợc áp dụng
tuỳ theo điều kiện thực tế và từng loại da nh: sấy chân không, sấy tự nhiên, sấy
trong buồng sấy
Phần việc cuối cùng trong khâu hoàn thành khô là trau chuốt da: đây là
công đoạn rất quan trọng, mục đích là nâng cao chất lợng và hình thức da thành
phẩm. Trau chuốt làm tăng tính hấp dẫn về màu sắc và cảm quan của da thành
phẩm. Trau chuốt còn cải tạo các khiếm khuyết của da nguyên liệu và công nghệ
thuộc da nh cải tạo bề mặt da xấu, chống lỏng mặt cho da Lớp trau chuốt cần
bền vững đối với tác động cơ học, ánh sáng, nhiệt độ cao hoặc thấp, chống thấm
nớc, dung môi, axit Cuối cùng, trau chuốt phải làm sao để vẫn bảo toàn các
tính chất u việt của da thật nh khả năng thoát khí, hơi, hình thức tự nhiên
Thành phần của lớp trau chuốt bao gồm:
- Lớp ngâm tẩm,
- Lớp nớc thoát màu,
- Lớp hãm bóng, cảm quan.
Trong thành phẩm của hoá chất trau chuốt có thể chứa amoniac, một số kim
loại và hợp chất của chúng, dung môi hữu cơ VOC Khi xâm nhập vào cơ thể
qua đờng hô hấp và tiêu hoá, thậm chí với lợng không đáng kể, các chất độc tác
dụng lên dây thần kinh gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính. Đặc biệt qua đờng
hô hấp, chúng gây tác động nhanh và mạnh hơn nhiều.

Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 13 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


1.2.3. Công nghệ sinh thái trong khâu hoàn thành (ớt - khô)
Trong những năm gần đây, trên thế giới đã đa ra nhiều hớng giải quyết
vấn đề ô nhiễm môi trờng. Một trong các hớng đó là áp dụng công nghệ sinh
thái.
Sinh thái là ngành khoa học nghiên cứu tơng tác giữa sinh vật và môi
trờng xung quanh. Đó là các môi trờng vật lý (nhiệt độ, nớc, gió), môi
trờng sinh học (bao gồm các ảnh hởng đợc các sinh vật khác sử dụng với 2
dạng cộng tác và triệt tiêu).
Công nghệ sinh thái nghiên cứu mối quan hệ giữa sản xuất công nghiệp và
kinh tế, mối quan hệ giữa công nghiệp kinh tế và sinh thái tự nhiên (sử dụng
năng lợng, vật liệu mới, áp dụng khoa học, luật pháp)
Nguyên tắc của công nghệ sinh thái là:
- Quá trình sản xuất có tạo ra chất thải, nhng không phải là rác bỏ đi,
- Cần thay đổi công nghệ sản xuất để đảm bảo tính bền vững môi trờng,
- Chất thải công nghiệp cần đợc tái sử dụng lại,
- Mỗi sản phẩm khi kết thúc quá trình sử dụng phải trở thành nguyên liệu
hoặc sản phẩm cho quá trình sản xuất hay sử dụng lại [5].
Việc áp dụng công nghệ sinh thái trong thuộc da dựa trên 3 yếu tố: công
nghệ khả thi, sự điều chỉnh bộ máy quản lý và bối cảnh kinh tế - xã hội.
áp dụng công nghệ sinh thái trong sản xuất da thuộc thể hiện ở các biện
pháp:

- Giảm thiểu lợng nớc sử dụng,
- Giảm chi phí xử lý nớc thải,
- Thu hồi hoặc quay vòng hóa chất sử dụng,
- Tăng hiệu suất sử dụng hóa chất,
- Lọai bỏ các chất độc hại,
- Giảm thiểu việc thải khí độc vào môi trờng,
- Tạo ra sản phẩm tái chế.
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 14 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Các biện pháp trên có thể chia thành 3 lĩnh vực chính sau:
- Thay đổi công nghệ sản xuất (Thay đổi quy trình công nghệ, thu hồi chất
thải, thay thế hóa chất);
- Quản lý điều hành sản xuất khoa học, hợp lý,
- Tái sử dụng phế liệu.
Trong công nghệ sinh thái, thuộc lại compact với mục đích giảm thiểu
nớc, năng lợng và hoá chất nh một biện pháp hữu hiệu. Với công nghệ thông
thờng, là công nghệ truyền thống, các công đoạn trung hoà, thuộc lại, nhuộm và
ăn dầu đợc nối tiếp nhau qua các lần chắt nớc, rửa . Phơng pháp thuộc lại cơ
bản này đợc áp dụng rộng rãi mặc dù nó đòi hỏi tốn công lao động, năng lợng
và nớc .
Phơng pháp thuộc lại compact đợc phát triển theo yêu cầu bảo vệ môi
trờng và kinh tế với ít hoá chất hơn, ít thay nớc hơn và hệ số lỏng thấp, rút ngắn
thời gian, giảm năng lợng. Phơng pháp compact khác với phơng pháp truyền

thống là các công đoạn nhuộm, ăn dầu và sau đó thuộc lại cùng trong một bể sau
trung hoà. Quá trình kéo dài 4 - 5 h. Thời điểm cuối, da cần đợc rửa sạch muối.
Thuộc lại compact chỉ đợc tiến hành nếu dầu có khả năng nhũ hoá tốt trong
môi trờng điện ly. Nếu không, cần rửa sạch trớc khi ăn dầu.
Trong công nghệ sinh thái, các chất thuộc lại ( tanin thảo mộc, syntan,
tanin polymer, resin taning) phải là các chất không chứa các thành phần gây nguy
hại cho môi trờng, phẩm nhuộm không chứa các azo gây độc. Ngoài ra nên dùng
thêm các chất trợ để hoá chất ngấm vào da triệt để hơn, giảm thiểu tối đa hoá chất
trong nớc thải.
Sấy là công đoạn đòi hỏi nhiều năng l
ợng. Do đó công nghệ sinh thái cũng
yêu cầu áp dụng các biện pháp tiết kiệm năng lợng nh sấy ở nhiệt độ thấp, cách
nhiệt tốt, trao đổi nhiệt triệt để theo nguyên tắc ngợc dòng với các buồng sấy
tunnel, sử dụng năng lợng mặt trời . . .
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 15 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


ở khâu trau chuốt, thông thờng hiện nay các nhà máy thuộc da thực hiện
khâu trau chuốt trong điều kiện thông gió cỡng bức để phát tán nhanh chóng các
hơi độc vào khí quyển nhằm bảo vệ sức khoẻ ngời lao động. Tuy nhiên đây chỉ là
biện pháp tạm thời, vì sức gió không thể thổi hết đợc các chất khí trong buồng
phun, không đáp ứng đợc nồng độ giới hạn cho phép các chất độc hại trong
không khí ở cơ sở sản xuất đợc Bộ Y tế ban hành theo Quyết định 505BYT/QĐ
ngày 13 tháng 4 năm 2002.

Trong công nghệ sinh thái UNDP đã khuyến cáo áp dụng các biện pháp bảo
vệ môi trờng nh:
- Kĩ thuật hiện đại ít phát tán: dùng máy cán màng (roler coater), máy phun
tự động (spraying machine) có kiểm soát việc phun xì bằng máy tính hay tế bào
quang điện.
- Dùng buồng phun có màng nớc chảy để lọc, giảm thiểu phát tán bụi hoá
chất vào khí quyển.
- Dùng hệ thống phun với lợng lớn ở áp suất thấp HVLP tạo dạng sơng hoá
chất hoà không khí, giảm bụi hoá chất bắn ra ngoài khí quyển.
- Dùng các hoá chất trau chuốt hệ nớc, không chứa dung môi.
1.2.4. Công nghệ sinh thái trong sản xuất giày trẻ em
Giầy trẻ em là loại sản phẩm rất cần chú trọng đến yếu tố gây độc hại cho
ngời sử dụng và môi trờng. Da làm giày trẻ em một mặt phải đảm bảo độ mềm,
thoáng khí, hình thức đẹp; mặt khác phải đảm bảo không chứa các chất độc hại
nh Cr
6+
, pentachlorphenol (PCP), cadmium, chì, formaldehyd, phẩm azo độc tính
[11].
So với da làm mũ giày ngời lớn, giới hạn các chất độc hại nhỏ hơn rất
nhiều. Cụ thể hoá trong bảng sau:
Mã số: 172-08/R-D/HĐ-KHCN 16 Viện Nghiên cứu Da - Giầy



Nghiên cứu xây dựng công nghệ thuộc da sinh thái (Eco-Technology) giai đoạn
hòan thành và áp dụng sản xuất da mũ giầy trẻ em từ nguyên liệu da bò-
KS. Nguyễn Hữu Cờng


Bảng 3: Hạn chế tồn d hoá chất đối với hàng da mũ giầy trẻ em

Chất Các nớc áp dụng Da sử dụng Giá trị hạn chế
Pentachlorophenol
(PCP)
EU Các loại 5-10ppm
Cadamium (Cd) EU Các loại 5-10ppm
Chất nhuộm azo
chứa độc tố
úc, Đức, Hà Lan,
Na Uy
Các loại 3ppm
Cr
3+
Đức, Mỹ Các loại 3ppm
Cr
6+
Đức, Mỹ Các loại 1ppm
Formaldehyd Nhật, Hàn Quốc
và một số nớc
châu Âu
Da bò, da cừu 15-20ppm
Chì EU Các loại 5ppm
Arsen EU Các loại 2ppm

Các tiêu chuẩn này sẽ đáp ứng đợc nếu áp dụng công nghệ thuộc da sinh
thái, bởi công nghệ này không những giảm thiểu tối đa tác dụng môi trờng mà
còn không sử dụng các hoá chất độc trên trong thuộc da.