Способ пикелевания мехового сырья

Способ пикелевания мехового сырья

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано при обработке мехового сырья.

Известен способ пикелевания овчинно-мехового сырья, при котором используют водный раствор с концентрацией серной кислоты 1,5 г/дм³, уксусной кислоты - 3,0 г/дм³ и хлорида натрия - 40 г/дм³ (см. Технология обработки меховых овчин. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 200 с.).

Недостатком способа является применение агрессивных кислот, которые при попадании в окружающую среду приводят к гибели гидробионтов. Помимо этого окуночная обработка сырья при низких pH пикельного раствора снижает блеск волосяного покрова, а повышение температуры раствора до 40°С может вызвать нежелательный нажор кожевой ткани, что уменьшит ее прочность в готовом полуфабрикате.

Известен способ пикелевания пушно-мехового сырья фирмы Lowenstein, который предусматривает использование в процессе пикелевания раствора, содержащего муравьиную кислоту (5 г/дм³), ферментный препарат Elbro-SR (0,5 г/дм³), поверхностно-активное вещество Wetter НАС (0,5 г/дм³) и хлорид натрия (50 г/дм³). Обработку проводят при температуре раствора 30°С с дальнейшей пролежкой на стеллажах в течение 24-48 ч (см. Хердт X., Хердт Н. Основы выделки, крашения и отбеливания меха с химическими материалами компании «Lowenstein» // Новосиб.: «Сибпринт», 2004. - 228 с.).

Однако высокая стоимость применяемых в технологическом цикле материалов приводит к повышению себестоимости готовой продукции. Применение ферментного препарата при пикелевании может вызвать снижение прочности кожевой ткани, что нежелательно сказывается на качестве мехового полуфабриката.

Известен способ пикелевания овчинно-мехового сырья, разработанный НИИМП, предусматривающий обработку шкур в растворе, включающем следующие препараты: муравьиная кислота - 6,0 г/дм³, поверхностно-активное вещество «Гамма-2» - 0,5 г/дм³, жировая эмульсия «Мехсинол» - 2,0 г/дм³ и хлорид натрия - 50 г/дм³. Процесс пикелевания осуществляют окуночным способом при жидкостном коэффициенте 10, продолжительности процесса 16-18 ч, температуре раствора 30°С, периодическом механическом воздействии, с дальнейшей пролежкой на стеллажах в течение 24-48 ч (Б.С.Григорьев. Химические материалы и технологии обработки пушно-мехового и овчинно-шубного сырья. М.: НИИМЕХПРОМ. - 2005. - 88 с.).

Недостатками указанного способа являются: высокая стоимость применяемых материалов; использование жировой эмульсии в период пикелевания мехового сырья может привести к зажиренности волосяного покрова, что требует дополнительной откатки.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ пикелевания овчинно-мехового сырья кисломолочными композициями с концентрацией молочной кислоты не менее 25 г/дм³. Процесс пикелевания осуществляют окуночным способом при ЖК=7, температуре раствора 30±2°С, продолжительности 16 ч, переменном механическом воздействии и сокращенном расходе хлорида натрия - 20 г/дм³ (см. патент №2306345, МПК C14C 1/08, опубл. 20.09.2007, бюл. №26).

Использование кисломолочной композиции в данном способе пикелевания овчинно-мехового сырья связано с трудоемкостью ее получения, требующей постоянного контроля процесса культивирования, что значительно усложняет известный способ. Помимо этого содержание молочной кислоты в кисломолочной композиции, предназначенной для пикелевания овчинно-мехового сырья, должно составлять не менее 25 г/дм³, что увеличивает длительность процесса культивирования композиции до 18 суток.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка технологии проведения процесса пикелевания мехового сырья с использованием жидких отходов молочной промышленности.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности, мягкости и пластичности кожевой ткани готового мехового полуфабриката.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе пикелевания мехового сырья, включающем обработку сырья пикельным раствором, содержащим молочную кислоту и хлорид натрия, проведение процесса пикелевания окуночным способом при продолжительности 16 ч и механическом периодическом воздействии, согласно изобретению в качестве кислоты используют комбинированную сыворотку с концентрацией молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³, процесс пикелевания проводят при ЖК=10, температуре раствора 35°С и последующей пролежке после обработки - 24 ч.

Комбинированная сыворотка образуется путем сбраживания жидких отходов молочного производства (творожной, подсырной и казеиновой сыворотки) до рН 3,28-3,11 или в пересчете на молочную кислоту 15-25 г/дм³.

Предлагаемый способ пикелевания мехового сырья отличается воздействием на коллаген комплекса органических кислот, содержащихся в жидких отходах молочной промышленности. Органические кислоты имеют меньшую, по сравнению с минеральными кислотами, константу диссоциации и, соответственно, обладают более высокими значениями pH. Одинаковым значениям pH минеральной и органических кислот соответствует более высокая концентрация последних. Это обуславливает меньшую сорбцию при взаимодействии с коллагеном кожного покрова органической кислоты, чем минеральной. Но несмотря на пониженную сорбцию у органических кислот в большей степени проявляются вымывание углеводных комплексов и диспергирующее действие, что способствует более тонкому разволокнению и повышению упругопластических свойств кожевой ткани.

Предлагаемый способ исключает дополнительное введение в пикельный раствор минеральных кислот, что снижает агрессивное воздействие на окружающую среду.

Концентрация молочной кислоты при пикелевании зависит от предъявляемых требований к качеству мехового полуфабриката. При повышении концентрации молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³ происходит увеличение показателей полного, остаточного и удлинения при разрыве кожевой ткани овчины с 47 до 72%, с 21 до 50% и с 78 до 106% соответственно. При пикелевании мехового сырья раствором с концентрацией молочной кислоты 5 и 10 г/дм³ некоторые физико-механические показатели готовой овчины имеют недостаточно высокие значения: полное, остаточное и удлинение при разрыве кожевой ткани овчины составляет 37 и 41%, 17 и 15%, 64 и 70% соответственно. При пикелевании мехового сырья раствором с концентрацией молочной кислоты 30 г/дм³ меховой полуфабрикат незначительно отличается по показателям качества от овчины, обработанной раствором с концентрацией молочной кислоты 25 г/дм³.

Излишнему насыщению коллагена дермы кислотой препятствует хлорид натрия, расход которого в пикельном растворе составляет 50 г/дм³.

Продолжительность обработки 16 ч в процессе пикелевания обуславливается необходимостью распределения пикельного раствора с концентрацией молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³ по всей толщине дермы. Известно, что кислота в первую очередь поглощается наружными слоями голья (см. Химия и технология кожи меха / И.П.Страхов, И.С.Шестакова, Д.А.Куциди и др.; М.: Легкая Индустрия, 1979. - 504 с.). Поглощение молочной кислоты заканчивается в течение первого часа обработки, а затем идет лишь ее распределение по толщине полуфабриката. При пикелевании меховых шкурок с компонентами раствора взаимодействует не только дерма, но и волос. Наличие волосяного покрова и эпидермиса препятствует прониканию молочной кислоты в структуру дермы, и поэтому диффузия кислоты происходит лишь с одной стороны шкурки. Для равномерного распределения молочной кислоты по всей площади шкуры достаточно 16 ч обработки. Пролежка после обработки в течение 24 ч способствует более полному и равномерному проникновению кислоты до самых нижних слоев дермы.

Температура пикельного раствора 35°С является оптимальной для достижения необходимого разволокнения структуры коллагена, поскольку при заданной температуре молочная кислота, содержащаяся в комбинированной сыворотке, быстро проникает в толщу дермы. Понижение температуры пикельного раствора может замедлить процесс диффузии молочной кислоты, а повышение температуры пикельного раствора может вызвать сваривание кожевой ткани.

Предлагаемый способ проведения пикелевания основан на вовлечении в технологический цикл обработки мехового сырья жидких отходов молочной промышленности - комбинированной сыворотки, которая при попадании в окружающую среду подвергается биологической деструкции, что немаловажно при рассмотрении экологической составляющей технологии.

Производственные испытания процесса пикелевания с использованием жидких отходов молочной промышленности - комбинированной сыворотки проводят при следующих технологических параметрах: жидкостный коэффициент (ЖК) 10, температура пикельного раствора 35°С, продолжительность 16 ч, пролежка после обработки 24 ч. Пикельные составы отличались концентрацией молочной кислоты в комбинированной сыворотке (см. табл.1): состав №1 - 5 г/дм³, состав №2 - 10 г/дм³, состав №3 - 15 г/дм³, состав №4 - 20 г/дм³, состав №5 - 25 г/дм³, состав №6 - 30 г/дм³. Концентрация хлорида натрия для всех вариантов обработки составляла 50 г/дм³. После отжима пикелеванного мехового сырья проводят нейтрализацию и дубление-жирование солями хрома. Дальнейшие операции отделки осуществляют согласно технологическому циклу обработки овчинно-мехового сырья (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

В таблице 1 приведены показатели и свойства пикельных составов, полученных на основе комбинированной сыворотки.

Таблица 1
Показатель	Пикельные составы
№1	№2	№3	№4	№5	№6
Цвет	При перемешивании образует мутный бежевый цвет, при отстаивании - желтый прозрачный
Запах	Специфический запах брожения
Консистенция	Жидкая суспензия, при отстаивании образует белый осадок
Концентрация молочной кислоты, г/дм3	5	10	15	20	25	30
pH	3,49	3,38	3,28	3,17	3,11	3,07
Плотность, г/см3	1,000	1,010	1,015	1,020	1,026	1,030
Относительная вязкость	1,145	1,200	1,218	1,236	1,248	1,260

В исследуемых пикельных составах концентрация молочной кислоты варьируется от 5 до 30 г/дм³. По органолептическим показателям все составы имеют одинаковый цвет, запах и консистенцию. Для составов с большей концентрацией молочной кислоты (30 г/дм³) наблюдается меньшее значение pH (3,07), но большее значение плотности (1,030 г/см³) и вязкости (1,26 ед.). Для составов с меньшей концентрацией молочной кислоты - 5 и 10 г/дм³ pH повышается и составляет 3,49 и 3,38 соответственно, плотность и относительная вязкость растворов уменьшаются и имеют значения 1,000 и 1,010, 1,145 и 1,200 соответственно.

Представленные пикельные составы имеют одинаковое содержание хлорида натрия - 50 г/дм³.

Наилучшие результаты при проведении процесса пикелевания мехового сырья с использованием комбинированной сыворотки были получены при pH раствора 3,28-3,11 или концентрации молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³.

Показатель температуры сваривания кожевой ткани меховой овчины, прошедшей пикелевание с использованием комбинированной сыворотки (см. табл.2), через 16 ч составляет 52-44°С, для прототипа данный показатель имеет значение 43°С. Наиболее близкими к прототипу являются составы с концентрацией молочной кислоты 15, 20, 25 и 30 г/дм³ (№3, №4, №5 и №6), так как температура сваривания кожевой ткани овчины, обработанной данными составами, имеет значение 44-47°С.

Таблица 2
Продолжительность процесса пикелевания, ч	Температура сваривания кожевой ткани, °С
Опытное пикелевание	Прототип
Пикельные составы
№1	№2	№3	№4	№5	№6
0	69	68	68	68	68	68	66
1	68	67	66	64	61	61	-
2	65	60	58	58	51	51	-
16	52	48	47	47	44	44	43
44	52	48	46	46	44	44	-

Кожевая ткань овчины после пикелевания имеет белый цвет, приобретает пластичность, при сгибе кожевой ткани образуется белая полоска «сушинка», что соответствует пропикелеванности мехового сырья. Органолептическая оценка овчины, прошедшей пикелевание с использованием комбинированной сыворотки, отвечает прототипу (см. патент №2306345, МПК C14C 1/08, опубл. 20.09.2007, бюл. №26).

Предлагаемый способ пикелевания осуществляют следующим образом. Комбинированную сыворотку получают путем смешения подсырной, творожной и казеиновой или отдельно взятых видов сыворотки и выдерживания при температуре 37°С до pH 3,28-3,11 в специальной емкости. При запуске сырья в технологический цикл обработки подбирают партию меховой овчины одного способа консервирования и подвергают отмоке, обезжириванию, мездрению, отжиму согласно единой технологии обработки (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

Отжатое сырье поступает для обработки в баркас, куда наливают пикельный раствор с ЖК=10, содержащий комбинированную сыворотку с концентрацией молочной кислоты 15-25 г/дм³. Температура пикельного раствора 35°С. В пикельный раствор добавляют хлорид натрия в количестве 50 г/дм³. После тщательного перемешивания и проведения анализа на содержание хлорида натрия загружают меховое сырье в расправленном виде. Продолжительность процесса пикелевания при периодическом механическом воздействии составляет 16 ч, после чего следует дальнейшая пролежка на стеллажах в течение 24 ч. Эффективность проведения процесса пикелевания оценивают по показателю температуры сваривания и образованию при сгибе кожевой ткани «сушинки». Пропикелеванный меховой полуфабрикат поступает на процесс нейтрализации и хромового дубления-жирования. Дальнейшую обработку проводят согласно технологическому циклу обработки меховых овчин (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

У готового мехового полуфабриката проводят оценку физико-механических (нагрузка при разрыве, полное и остаточное удлинение, удлинение при разрыве) и химических (массовая доля влаги, золы, оксида хрома, несвязанных жировых веществ, pH водной вытяжки, температура сваривания кожевой ткани) показателей (см. табл.3). Полученные данные соответствуют требованиям ГОСТ 4661-76 «Овчина меховая выделанная. Технические условия».

Органолептическая оценка выделанных шкур на мягкость и упругость кожевой ткани показала следующие результаты: кожевая ткань образцов чистая, имеет белый цвет, мягкая, пластичная, волосяной покров очищен от пыли, опилок и жира, равномерный по длине.

Примеры реализации предлагаемого способа пикелевания мехового сырья

Пример 1. Пикельный раствор с концентрацией молочной кислоты 15 г/дм³ получают разбавлением исходной комбинированной сыворотки водопроводной водой до pH раствора, равного 3,28, или используют раствор с начальной концентрацией молочной кислоты 15 г/дм³.

В баркас наливают необходимый объем комбинированной сыворотки с учетом ЖК=10, с концентрацией молочной кислоты 15 г/дм³. Температура раствора - 35°С. В баркас добавляют и растворяют хлорид натрия в количестве 50 г/дм³, затем проводят анализ на его содержание. Далее загружают овчину, прошедшую процесс обезжиривания и отжима, после чего осуществляют механическое периодическое вращение. Продолжительность процесса пикелевания составляет 16 ч с последующей пролежкой на стеллажах 24 ч. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания кожевой ткани и органолептически по наличию на сгибе кожевой ткани эффекта «сушинки».

Дальнейшую обработку проводят согласно Технологии обработки меховых овчин (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

Результаты химического анализа и физико-механических испытаний готовых овчин представлены в таблице 3.

Пример 2. Пикельный раствор с концентрацией молочной кислоты 20 г/дм³ получают разбавлением исходной комбинированной сыворотки водопроводной водой до pH раствора, равного 3,17, или используют раствор с начальной концентрацией молочной кислоты 20 г/дм³.

В баркас наливают необходимый объем комбинированной сыворотки с учетом ЖК=10, с концентрацией молочной кислоты 20 г/дм³. Температура раствора - 35°С. В баркас добавляют и растворяют хлорид натрия в количестве 50 г/дм³, затем проводят анализ на его содержание. Далее загружают овчину, прошедшую процесс обезжиривания и отжима, после чего осуществляют механическое периодическое вращение. Продолжительность процесса пикелевания составляет 16 ч с последующей пролежкой на стеллажах 24 ч. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания кожевой ткани и органолептически по наличию на сгибе кожевой ткани эффекта «сушинки».

Дальнейшую обработку проводят согласно Технологии обработки меховых овчин (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

Результаты химического анализа и физико-механических испытаний готовых овчин представлены в таблице 3.

Пример 3. Пикельный раствор с концентрацией молочной кислоты 25 г/дм³ получают разбавлением исходной комбинированной сыворотки водопроводной водой до pH раствора, равного 3,11, или используют раствор с начальной концентрацией молочной кислоты 25 г/дм³.

В баркас наливают необходимый объем комбинированной сыворотки с учетом ЖК=10, с концентрацией молочной кислоты 25 г/дм³. Температура раствора - 35°С. В баркас добавляют и растворяют хлорид натрия в количестве 50 г/дм³, затем проводят анализ на его содержание. Далее загружают овчину, прошедшую процесс обезжиривания и отжима, после чего осуществляют механическое периодическое вращение. Продолжительность процесса пикелевания составляет 16 ч с последующей пролежкой на стеллажах 24 ч. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания кожевой ткани и органолептически по наличию на сгибе кожевой ткани эффекта «сушинки».

Дальнейшую обработку проводят согласно Технологии обработки меховых овчин (см. Технология обработки меховой овчины / Б.С.Григорьев, А.И.Васильева, Е.С.Лозневая и др. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 197 с.).

Результаты химического анализа и физико-механических испытаний готовых овчин представлены в таблице 3.

Экспериментально доказано, что использование в процессе пикелевания молочной кислоты с концентрацией 15-25 г/дм³ в виде комбинированной сыворотки, которая образуется путем сбраживания жидких отходов молочного производства (творожной, подсырной и казеиновой сыворотки), позволяет получить меховой полуфабрикат, соответствующий ГОСТ 4661-76 «Овчина меховая выделанная. Технические условия».

Существенные отличия наблюдаются для физико-механических показателей шкур, обработанных пикельным раствором, приготовленным на основе комбинированной сыворотки с концентрацией молочной кислоты 15-25 г/дм³.

Показатели полного, остаточного и удлинения при разрыве, характеризующие пластические свойства кожевой ткани, возрастают от 47 до 72%, от 21 до 50% и от 78 до 106% соответственно, при увеличении в пикельном растворе концентрации молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³.

Нагрузка при разрыве для овчины, обработанной предлагаемыми составами, соответствует требованиям ГОСТ 4661-76 «Овчина меховая выделанная. Технические условия».

Установлено, что овчина, прошедшая пикелевание составами №1 и 2 (см. табл.1), имеет низкие значения полного и остаточного удлинения кожевой ткани, что объясняется недостаточной концентрацией молочной кислоты при пикелевании (5 и 10 г/дм³ соответственно). Овчина, обработанная составом №6 (см. табл.1) (концентрация молочной кислоты в пикельном растворе составляет 30 г/дм³), соответствует всем требованиям ГОСТ 4661-76 «Овчина меховая выделанная. Технические условия», но при сравнении с составом №5 (см. табл.1) (концентрация молочной кислоты в пикельном растворе составляет 25 г/дм³) наблюдается снижение показателей удлинения и нагрузки, pH водной вытяжки имеет значение нижнего предела, предусмотренного по ГОСТу.

Таблица 3
	Пикельные составы	Нормы ГОСТ 4661-76
Наименование показателя	№1	№2	№3	№4	№5	№6
Температура сваривания, °С	76	74	76	76	76	76	Не ниже 70
Массовая доля влаги, %	12,1	12,5	12,6	12,7	12,8	12,7	Не более 14
Массовая доля золы, %	7,3	7,1	7,6	7,8	7,3	7,5	Не более 10
Массовая доля оксида хрома, %	1,2	1,3	1,0	1,0	1,0	1,0	0,8-1,6
Массовая доля несвязанных жировых веществ, %
для кож. ткани	16,4	16,8	16,9	16,3	16,2	16,6	10-20
для вол. покрова	1,6	1,5	1,5	1,6	1,5	1,5	Не более 2,0
pH водной вытяжки	4,8	4,6	4,5	4,1	4,1	4,0	4,0-7,5
Нагрузка при разрыве, Н	200	185	192	189	250	250	Не менее 120
Удлинение при напряжении 9,8 МПА, %
полное	37	41	47	52	72	68	Не менее 30
остаточное	15	17	21	30	50	48	-
упругое	21	24	25	22	22	20	-
Удлинение при разрыве, %	64	70	78	93	106	102	-

Повышение качества кожевой ткани мехового полуфабриката достигается при использовании в процессе пикелевания комбинированной сыворотки с концентрацией молочной кислоты 15-25 г/дм³, что соответствует составам №3, 4 и 5.

Предлагаемый способ пикелевания позволяет достичь необходимой пластичности и мягкости кожевой ткани в готовом полуфабрикате, что происходит за счет более тонкого разделения коллагеновых волокон под действием молочной кислоты, содержащейся в комбинированной сыворотке. При этом исключается дополнительное введение в пикельный раствор органических и минеральных кислот или микроорганизмов. Проведение процесса пикелевания при pH комбинированной сыворотки 3,11-3,28 не вызывает изменений структуры кератина и сохраняет структуру волоса. Проведение процесса при ЖК, равном 10, исключает закат волосяного покрова и обеспечивает равномерную пропикелеванность кожевой ткани.

Возможные области применения изобретения - меховая промышленность.

Способ пикелевания мехового сырья, включающий обработку сырья пикельным раствором, содержащим молочную кислоту и хлорид натрия, проведение процесса пикелевания окуночным способом при продолжительности 16 ч и периодическом механическом воздействии, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют комбинированную сыворотку с концентрацией молочной кислоты от 15 до 25 г/дм³, процесс пикелевания проводят при жидкостном коэффициенте, равном 10, температуре раствора 35°С, и с последующей пролежкой после обработки 24 ч.