Исследование возможности переработки нестандартного кожевенно-мехового сырья и отходов производств

Keywords: offals, collagen, phase, lime, sulfury sodium, liming, input materials.

В настоящее время на кожевенных предприятиях Республики Узбекистан заготавливается и перерабатывается более 1 млн. штук шкур крупного рогатого скота и до 1,5 млн. штук шкур мелкого сырья в год. При этом образующиеся отходы составляют около 4000.0 тонн гольевой обрези и мездры, 600.0 тонн жиросодержащих отходов.

Отходы и побочные продукты кожевенного производства — это сырье для целой группы производств: желатина, кожкартона, хозяйственного мыла, белковой оболочки, белковых гидролизаторов, кормовых добавок и др. Одновременно переработка этих отходов является важнейшей экологической задачей. Отходы кожевенного производства можно использовать в различных отраслях экономики таких как мебельная, бумажная, спичечная, ковровая, валяльно-войлочная, текстильная, пищевая, лакокрасочная, абразивная, парфюмерная, бытовая химия, щетино-щеточная, а также в машиностроении, в промышленности искусственных кож и мехов в сельском хозяйстве.

В настоящее время значительную часть кожевенно-мехового сырья, поступаемого на перерабатывающие предприятия Республики Узбекистан, составляет нестандартное сырье.

Образование отходов кожевенного производства при их технологической переработке кож и меха можно представить по следующей схеме (рис.1.). Разработка и создание ресурсосберегающих технологий в кожевенной и меховой промышленности решит аспекты экономических проблем вторичных материальных ресурсов.

Рис. 1. Принципиальная схема образования кожевенного производства при технологической обработке кожи и меха

Анализ по исследованию и получению коллагена показывает, что этот процесс изучен недостаточно. Вместе с тем всестороннее и целенаправленное изучение по исследованию и получению коллагена в существенной степени содействует решению другой задачи возможности получения коллагена с заданными комплексными свойствами. В связи с этим, естественно были проведены специальные комплексные исследования. По получению коллагена из нестандартного кожевенного и меховой сырья и недубленых отходов кож и меха.

Существующая до настоящего времени переработка коллагеносодержащего сырья, предусматривала известь и сернистый натрий в одной фазе. В этом случае выход конечного продукта был низким.

Обработку кожевенных и меховых отходов осуществляется в щелочно-солевой среде в присутствии NaCl в две фазы:

Первая фаза: щелочно-солевой раствор содержит Na2S — 5,0г/л, Ca(OH)2- 25,0 г/л и NaCl — 40,0г/л при температуре 300С в течение 24 часов с жидкостью коэффициентом 3,5, рН-11,5.

Затем рабочий раствор сливали и немедленно заливали вторую фазу зольного раствора.

Вторая фаза: содержание Ca(OH)2- 28,0 г/л и NaCl — 45,0г/л при жидкостном коэффициенте 4,0 в течение 24 часов с ЖК+3,5 и рН=11,5.

Прозоленное таким способом сырье имеет матово-стекловидный вид на срез и на ощупь скользкий и упругий. Полученное голье промывают в чистой проточной воде до нейтральной среды. Затем голье обеззоливали в присутствии 3,5-- % NaC-2 % от массы голья с жидкостным коэффициентом 4,0 в течение 7 часов до нейтральной среды на срез голья (проба на фенолфталеин) После этого голье растворяли в смеси 6 % уксусной кислоты с этиловым спиртом с соотношении 9:1. Растворение проводили в течение 24 часов при комнатной температуре. После чего из раствора осаждали коллаген с помощью ацетона. В таблице 1 приведены условия обработки нестандартного сырья и недубленых сырьевых отходов.

Таблица 1

Условия обработки сырьевых отходов при температуре 300С втечение 24 часов, рН 11,5

Проведение исследования показывают, что с увеличением концентрации хлористого натрия выход продукта увеличением, при более 60г/л выход резко уменьшается, где доказательство этому в таблице1.

Из полученного продукта, если его подвергнуть термообработке в определенных условиях, получается мездровый клей, который используется в различных отраслях экономики. Его свойства приведены в таблице 2.

Таблица 2

Полученный методом двухфазного золения в присутствии хлористого натрия коллагеновый продукт, кроме производства клея, может успешно применяться при получении желатина, коллагеновой пленки и т. д.

В производстве кожи и меха по типовой методике голье получают до 3 суток. Нами проводились исследования по получению голья из сырьевых отходов и из нестандартного сырья путем длительного золения от 3 до 30 суток с целью получения готовой продукции с улучшенными физико-механическими свойствами. Полученнoе голье обеззоливали (нейтрализовали) в течение 10 часов сульфатом аммония с расходом 3,0 % от массы голья. Затем голье подвергали гидролизу. Основные показатели голья и коллагена в зависимости от продолжительности золения приведены в таблице 3.

Выделенный нами после щелочного гидролиза и последующего осаждения ацетоном коллагена представляет собой более порошкообразное вещество практически полностью (99,5 %) растворимое в воде, а также в водно-уксуснокислых растворах с образованием чистых, гомогенных растворов, со способностью к пленкообразованию. Растворы, использованные для формирования, имели вязкость 3,8–4,1 Па.с при концентрации коллагена 3,5–3,8 % и рН 3,0. Растворение сухих препаратов коллагена проводили при температуре 18–200С, и затем после четырехкратной фильтрации растворы обезвоздушивали.

Таблица 3

Зависимость физико-механических свойств коллагена от продолжительности золения гидроксидом кальция при концентрации 13–15 г/л

На основании полученных данных можно предположить, что структура голья в результате такой обработки становится более рыхлой вследствие извлечения неколлагенновых белков, жиров и углеводов, что способствует более равномерному прониканию реагентов щелочной ванны по всему объему и тем самым способствует лучшему образованию и формированию коллагеновых препаратов.

Таким образом, получен коллаген из нестандартного сырья и отходов кожевенных производств двухфазным методом с введением соли хлористого натрия. Увеличение концентрации хлористого натрия приводит к повышению выхода коллагена. Кроме того, увеличение продолжительности золения от 3 до 30 суток улучшает физико-химические свойства коллагена.

Литература:

1. Нарзуллаева А. М. «Использование продуктов растворения коллагена в меховом производстве», Диссертация на получение магистерской степени, Бухара, 2007г.
2. Есина Г. Ф., Терентьева И. В., Кузин С. К., Кухарчик М. М. Практическое использование возможностей продуктов растворения коллагена (ПРК) при обработке меховых шкур. Развитие меховой промышленности России. М. 2001.
3. Кухарчик М. М., Есина Г. Ф., Терентьева И. В., Моисеева Л. В. Проблемы применения продуктов Растворения коллагена в меховом производстве. Новое в меховом производстве. Сборник научных трудов. М.1999.
4. Новое применение природного коллагена. Expanded applications of natural collagen fabric// Techno Jap.,-14, N 3.- C/ 109. Реферативный журнал Химия. 19 ф. Технология полимерных материалов. 1992, № 3 — С.23.
5. Модифицированный порошок кожи и композиционный материал на его основе: Заявка 1–197600 Япония, МКИ2 С 14 В 7/04, C08 L 89/06/Кавамура Ясухару; Идэмицу сэкию кагаку к. к.-№ 63–19562; Заявил. 01.02.88; Опубл. 09.08.89// Кокай токе кохо. Сер. 3(3). — 1989.-81. — С.719–725.
6. Производство натурального тонкого кожевенного порошка. Композиции на основе его и синтетической кожи: Заявка 1200740 Япония, МКИ4 С 14 В 02 С 18/19/ Накамото Масахиро; Хосакава микурон к. к.-№ 63–31674; Заявил. 13.02.88; Опубл. 09.08.89// Кокай токкё кохо. Сер. 3(3). — 1989.-86. — С.857–861.
7. Реферативный журнал Химия. 19 Ф. Технология полимерных материалов. 1990, № 15.-С. 42.