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

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

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


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

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

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.

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).

- 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

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

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

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]

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

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

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-

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:

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.

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.