Конструирование, раскрой и отмока шкур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Контурирование и раскрой шкур

2. Отмока

2.1 Факторы, влияющие на отмоку

2.1.1 Способ консервирования

2.1.2 Ускорители.

2.1.3 Продолжительность отмоки

2.1.4 Механическое воздействие

2.1.5 Жидкостный коэффициент

2.2 Контроль отмоки

2.3 Дефекты кож, возникающие при неправильном проведении процесса отмоки, способы их предупреждения и устранения

3. Обезволашивание и золение

3.1 Факторы, влияющие на золение

3.1.1 Температура

3.1.2 Механическое воздействие

3.1.3 Щелочные реагенты

3.2 Контроль золения

3.3 Дефекты кож, возникающие при неправильном проведении золения, способы их предупреждения и устранения

4. Рекомендации по проведению отмочно-зольных процессов

Литература



1. Контурирование и раскрой шкур

Опыт работы кожевенных заводов в нашей стране и за рубежом показал, что правильная подготовка кожевенного сырья перед запуском его в производство в значительной степени предопределяет качество кож и выход их по площади. Действительно, если даже хорошо законсервированное сырье имеет сложный неровный контур, т.е. плохо обряжено (контурировано), то это неизбежно влечет за собой увеличение числа обрывов на различных механических операциях и появление дефектов в процессе вакуумной сушки, сушки внаклейку, шлифования, покрывного крашения и др.

Еще относительно недавно вопросам контурирования сырья уделялось недостаточно внимания и, более того, ошибочно считалось, что обрядка приводит к перерасходу сырья. На самом деле, как показали многочисленные опыты, неудаленные периферийные части шкур в процессе механических операций (мездрения, строгания, тяжки и т.д.) отрываются, в результате чего теряется гораздо больше ценного кожевенного сырья, чем при обрядке, ухудшается товарный (конфигурация) вид готовой кожи.

О важности удаления резко выступающих периферийных частей шкур свидетельствуют следующие примеры. Наличие лобной части, длинных лап и других участков шкур с дырами ведет к обрыву не только указанных участков, но и смежных с ними пригодных для раскроя участков кожи (рис. 1). При контурировании необходимо не только обрезать лобные части и лапы, но и выравнивать весь контур шкуры путем удаления выходящих за контур шкуры участков, не представляющих товарной ценности в готовой коже.

В последние годы в связи с широким внедрением комплексной механизации и автоматизации процессов кожевенного производства при-" Данию шкуре наиболее рациональной и стандартной формы стали уделять большое внимание. Однако автоматизация кожевенного производства в мокрых цехах затруднена в основном вследствие нестандартности контуров шкуры;

Поэтому вполне закономерны попытки работников кожевенной промышленности разных стран придать шкурам стандартные контуры, максимально приближающиеся к прямоугольной форме. При этом, естественно, неизбежны определенные потери площади вследствие удаления малоценных для переработки на кожу краевых участков шкур.

Однако эти потери, особенно для шкур крупного рогатого скота, как будет показано ниже, вполне оправданны.

Опыты показали, что наиболее целесообразно проводить контуриро-вание шкур в парном состоянии на мясокомбинатах, немедленно после снятия их с туши. Это позволяет сократить расходы по первичной обработке и консервированию сырья. К сожалению, до настоящего времени этот вопрос не решен и контурированию на кожевенных заводах подвергаются консервированные шкуры.

Установлено, что при выработке обуви из кож хромового дубления для верха обуви потери площади шкуры составляют 20--22%. Эти потери слагаются из потерь на мясокомбинатах при снятии шкуры (4-6%); потерь на кожевенных заводах в результате обрывов, обрезки и т.д. (6--10%); потерь на обувных, фабриках в результате межмодельных, краевых и других отходов (8-10%).

При этом, как показывает практика, потери на кожевенных заводах не являются неизбежными, они обусловлены плохим качеством обрезки и контурирования.

Рационально ли перерабатывать сырье в таком виде? Не целесообразнее ли перед запуском в производство удалить малоценные участки шкур (лапы, пашины, частично полы и вороток) и придать им прямоугольную форму?

В целях упрощения конфигурации шкуры и улучшения качества кож в разных странах предлагают по-разному решать вопросы выравнивания контурных линии шкур путем контурирования и использования откроенных участков.

Ниже приводятся различные методы контурирования шкур крупного рогатого скота (рис. 2).

Скандинавский способ контурирования (рис. 2, а) предусматривает удаление лобаша, морды, ушей и придание головной части и-образной формы. Лапы на шкуре обрезают под наиболее широкой частью коленного сустава, а длину хвоста оставляют не более 10 см. При контуриро-вании этим способом удаляется до 10% шкуры.

Больше приближается к прямоугольной форме шкура, контурированная швейцарским способом (рис. 2, 6}, предусматривающим полное отделение от шкуры головной части, лап выше коленного сустава и выравнивание пол путем срезания выступов на краевых участках. Масса удаленных по этому способу участков шкуры составляет 15-17%.



По американскому способу контурирования шкуре придается прямоугольная конфигурация, как показано на рис. 2, в. По этому способу удаляется до 30% от массы шкуры. Применение этого способа контурирования позволяет увеличить пропускную способность кожевенных заводов на 15%, так как не тратится время на обработку малоценных частей шкуры и становится возможным применение проходного оборудования в мокрых цехах. Однако, несмотря на явное преимущество этого способа контурирования, внедрение его в практику пока задерживается вследствие дефицитности кожевен-ного сырья.

В ГДР предложили модифицировать американский способ контурирования (рис. 2, г). По этому способу удаляется 18-20% массы шкуры, причем уменьшение массы удаляемых участков достигается за счет пол. При этом сохраняются преимущества контурирования по американскому способу, способствующему улучшению качества кож, повышению производительности труда.

Все приведенные выше способы контурирования предусматривают использование удаляемых участков шкур на различные цели: в качестве белкового корма для скота; на производство желатина и клея, колбасных оболочек (кутизина, белкозина); выработки подкладочной и стелечной кожи (из широких пол не менее 20 см).

В нашей стране описанные способы контурирования шкур крупного рогатого скота не нашли применения вследствие повышенного расхода сырья на единицу площади готовых шкур.

В Украинском научно-исследовательском институте кожевенной промышленности (УкрНИИКП) разработан рациональный способ контурирования шкур крупного рогатого скота, который предусмотрен в типовой методике производства кож хромового дубления различных толщин. По данному способу контурирования удаляются 7-7,2% краевых участков шкуры (рис. 2, д).

Основные отличия этого способа контурирования от указанных выше следующие [ 1]:

обрезаются краевые участки парной шкуры, что дает возможность не только использовать их, но и придать шкуре такой контур, при котором число обрывов на механических операциях минимальное;

проведение линий реза в виде дуг, в результате чего краевые участки шкур не обрываются при обработке;

более эффективная обработка контурированных кож на машинах и агрегатах вследствие совпадения направления линии реза при конту-рировании с векторами вращения вала машины или движения транспортирующих устройств.

Контурирование шкур по способу УкрНИИКП дает возможность:

перерабатывать краевые участки шкур на белковый корм и желатин, лобаши - на кутизин и другие продукты;

уменьшить массу шкуры на 7%, следовательно, снизить трудоемкость обработки и уменьшить транспортные расходы;

уменьшить количество отходов и обрези на технологических процессах производства кож;

снизить расход химических материалов и улучшить обработку сырья на всех процессах;

уменьшить на 7% загрузку оборудования;

повысить производительность труда.

Об эффективности контурирования по способу УкрНИИКП свидетельствуют данные, полученные при совместной работе Львовского мясокомбината и Львовского производственного кожевенного объединения "Рассвет" [ 1 ].

По этим данным контурирование шкур приводит к экономии сырья за счет уменьшения обрывов на механических операциях, снижению отходов, образующихся при тяжке, обрезке, разводке и др., а также улучшению качества кож вследствие уменьшения запрессованных складок на лапах, пашинах и коробления полуфабриката при сушке.

Таблица 1. Расход сырья и выход кож при раскраивании шкур на три элемента и на полукожи

Сырьё	Масса 1 шт. сырья, кг	Вариант раскра-ивания шкур	Расход сырья на 100 м2 готовой кожи, кг	Соотношение расхода сырья при раскрое по вариантам II и I, %	Количество полуфабриката, направляемого на выработку кож с естественной лицевой поверхностью, %
Бычина легкая	20,5	II	650,5	107,8	50,5
		I	603,7		70,2
Бычина легкая	22,9	II	726,5	104,1	48,8
		I	603,7		72,5
Яловка средняя	20,7	II	640,2	105,2	44,5
		I	608,5		66,3

В последние годы проблема раскроя кожевенного сырья на элементы (сегменты) приобретает особое значение в связи с увеличением (примерно на 40%) средней массы шкур в результате внедрения специальных методов откорма скота. Масса шкур, перерабатываемых на кожи для верха обуви, достигает более 40 кг. Переработка таких тяжелых шкур в половинках нецелесообразна, так как ведет к потере гольевого вещества (низкий выход спилка) и значительного количества отходов при раскрое на кожгалантерейных и обувных фабриках. Таким образом, большая толщина тяжелых шкур, неравномерность структуры в разных топографических участках, необходимость рационального раскроя в обувном производстве, а также большое количество спилка обусловили применение раскроя шкур на элементы, обеспечивающего высокое качество кож, максимальный их выход по площади и рациональное использование отходов и малоценных топографических участков шкур.

Опыт многих зарубежных и отечественных заводов показал, что наиболее рационально раскраивать тяжелую шкуру на три элемента: вороток и два полукулата.

Раскрой на три элемента шкур массой менее 24 кг считают нерентабельным, так как при этом возрастает стоимость переработки сырья и увеличиваются трудовые затраты.

По данным УкрНИИКП [ 2], в некоторых случаях (при перерасходе сырья и недостаточной эффективности его использования) целесообразно раскраивать на три элемента также шкуры массой 20 кг.

При сопоставлении двух вариантов раскраивания шкур в сырье (на три элемента - вариант I и на полукожи - вариант II) были получены данные о расходе сырья и выходе эластичных кож с естественной лицевой поверхностью (табл. 1).

Из данных табл. 1 видно, что переработка сырья в трех элементах способствует снижению расхода сырья на 4-7% и увеличению количества полуфабриката с естественной лицевой поверхностью.

Улучшение использования сырья обусловлено устранением структурной неоднородности шкур и корректировкой режима и порядка об работки для элементов, различающихся по структуре: увеличение продолжительности золения для воротков и обязательное двоение их в голье при расходе химических материалов, равном расходу для недвоеных в голье полукулатов, повышенный расход жирующих материалов.

Следует отметить, что при поштучной обработке каждого элемента шкуры рабочий испытывает меньшую физическую нагрузку по сравнению с обработкой полукож, поэтому может выполнять операцию более тщательно. Это особенно заметно при разводке кож вручную циклями в процессе приклеивания их к гладким поверхностям (вакуумная сушка, сушка внаклейку).

Относительно технологической стадии, на которой следует проводить раскрой (в сырье, голье или после дубления), нет единого мнения. Преобладает мнение, что целесообразнее раскраивать шкуру в сырье, так как это позволяет проводить соответствующую обработку рыхлых частей шкуры.

Более легкие виды сырья крупного рогатого скота целесообразно раскраивать на полукожи.

Качество кож во многом определяется правильностью подборки сырья в производственные партии. В соответствии с ГОСТ 382-76 и ТУ 49-907-82 партии сырья должны быть постоянными по массе, независимо от числа шкур и их средней массы. Отклонение не должно превышать массы одной шкуры. Этим при прочих равных условиях гарантируется стандартность проведения технологических процессов, а следовательно, высокое качество готовых кож.

Согласно ГОСТ 382-76 производственная партия определяется как «группа однородных шкур, подобранных по виду, развесу или размеру, методу консервирования, району происхождения или породе, толщине или плотности...”. К сожалению, при комплектовании производственных партий эти правила не всегда соблюдаются.

В ЦНИИКП проведены исследования свойств шкур различных пород крупного рогатого скота и установлено, что в зависимости от породы скота и направления его продуктивности изменяются гистологическая структура дермы, ее химический состав и физико-механические свойства [З]. Опытные работы, проведенные в ЦНИИКП, УкрНИИКП, а также на кожевенных заводах, показывают, что вследствие структурных особенностей шкур животных различных пород и районов происхождения совместная их обработка может привести к появлению на готовых кожах дефектов (отдушистость, жесткоть, низкая прочность и т.д.).

Рекомендуется комплектовать производственные партии как на мясокомбинатах, так и на заводах первичной обработки сырья и кожевенных с учетом пород скота и районов его заготовки; закреплять за кожевенным предприятием поставщиков однородного кожевенного сырья; изучать свойства кожевенного сырья по регионам страны, на основании накопленных данных разрабатывать нормативно-техническую документацию с учетом особенностей кожевенного сырья [ 2].



2. Отмока

Цель отмоки - приведение в большей или меньшей степени обезвоженных в результате консервирования шкур в состояние, близкое к парному как по степени обводнения, так и по микроструктуре.

В процессе отмоки из сырья удаляются консервирующие реагенты (обычно хлорид натрия), грязь и растворимые в воде и солевых растворах межволоконные белки (альбумины, глобулины), происходит увеличение внутренней поверхности структурных элементов шкуры в результате обводнения. Правильное проведение отмоки должно обеспечивать достаточное и равномерное обводнение сырья по всей толщине и площади.

2.1 Факторы, влияющие на отмоку

Отмока зависит от способа консервирования сырья, природы ускорителей, продолжительности, температуры, жидкостного коэффициента, механических воздействий. Как правило, все эти факторы тесно взаимосвязаны.

2.1.1 Способ консервирования

В зависимости от способа консервирования сырья отмоку его проводят по-разному. Мокросоленое сырье по сравнению с сырьем других видов консервирования (сухосоленым, пресно-сухим) наименее обезвожено (массовая доля влаги в мокросоленом сырье около 45%). Поэтому обводнение такого сырья протекает гораздо легче и быстрее. Естественно, сухосоленое сырье (массовая доля влаги 18--20%) требует длительного обводнения и поэтому отмока такого сырья несколько отличается от отмоки мокросоленого сырья. Так, в отличие от отмоки мокросоленого сырья сухосоленое сырье подвергается предварительной отмоке, разбивке и основной отмоке.

Характерной особенностью отмоки мокросоленого и сухосоленого сырья является то, что этот процесс практически протекает не в воде, а в растворе хлорида натрия, который извлекается из законсервированных шкур.

Установлено, что хлорид натрия, содержащийся в законсервированных шкурах, наиболее интенсивно переходит в отмочную жидкость в первый период отмоки. Только небольшое количество этой соли (около 2%) очень прочно связано с активными группами коллагена и практически при отмоке не удаляется. Если учесть, что содержание хлорида натрия в шкурах мокросоленого и сухосоленого консервирования составляет в среднем около 14%, то отмока в начальный период будет проходить при концентрации хлорида натрия 30-50 г/дм³.

Таким образом, отмока такого сырья протекает при концентрациях хлорида натрия, способствующих набуханию, т.е. дополнительному обводнению. Поэтому нецелесообразно перед отмокой проводить промывку мокросоленого сырья, как это предлагается в некоторых методиках. Отмока в солевом растворе помимо ускорения процесса и равномерного обводнения способствует более полному удалению межволоконных белков, а также препятствует росту бактерий, т.е. соль в данном случае играет роль антисептика (бактерицида).

Вместе с тем следует отметить, что после отмоки, перед золением, соль должна быть удалена промывкой как можно полнее, так как хлорид натрия, перешедший в зольную жидкость, будет отрицательно влиять на золение, а следовательно, и на качество кож.

Пресно-сухое сырье в процессе сушки теряет не только влагу набухания, но и частично влагу гидратации, что приводит к необратимым изменениям белков шкуры и коагуляции межволоконных белков. Поэтому обводнение такого сырья протекает значительно медленнее, чем сухосоленого. Как правило, для ускорения обводнения пресно-сухого сырья отмоку проводят в присутствии различных ускорителей.



2.1.2 Ускорители

Наиболее эффективным способом ускорения отмоки является применение поверхностно-активных веществ (ПАВ). Обладая высокой поверхностной активностью, ПАВ сорбируются на структурных элементах шкуры и таким образом улучшают ее смачиваемость водой. При этом ПАВ эмульгируют естественный жир шкуры, оказывая обезжиривающее действие. Обычно для ускорения отмоки сырья расходуют ПАВ (в зависимости от способа консервирования) 0,3--0,6% от массы шкуры. Для отмоки рекомендуется применять ПАВ, характеризующиеся смачивающим и разрыхляющим действием, хорошей эмульгирующей способностью по отношению к природным жирам, незначительным поглощением шкурой. К таким ПАВ относят неионогенные (сопал, синтанол ДС-10 и др.). С целью охраны окружающей среды все применяемые в производстве кож ПАВ должны быть биологически разлагаемыми.

Интенсифицирует процесс отмоки также сульфит натрия, который рекомендуется применять при отмоке пресно-сухого и сухосоленого сырья. При использовании сульфита натрия происходит частичное растворение мукоидов (помимо растворения альбуминов и глобулинов), входящих в состав межволоконных белков, а также выстилающих волосяные сумки эпидермиса. Рекомендуется добавлять в отмоку 1-1,5% сульфита натрия от массы сырья.

В настоящее время в качестве ускорителя отмоки широко используется карбонат натрия, расход которого составляет 1,5% от массы сырья. Широкое применение карбоната натрия в отмоке обусловлено еще и тем, что этот реагент обладает полифункциональным действием. Так, вследствие применения карбоната натрия в отмоке рН отмочной жидкости составляет около 9. Такая щелочность, по мнению исследователей, более чем достаточна для предотвращения развития бактерий, т. е. в данном случае карбонат натрия играет роль антисептика. Кроме того, как будет показано ниже, такая слабая щелочная среда способствует тому, что нет резкого перепада между рН отмочной жидкости и заливаемого зольного раствора (рН около 12). Тем самым создаются благоприятные условия для предотвращения зольной стяжки.

В некоторых методиках рекомендуется добавлять в отмочную воду гидроксид натрия в количестве 0,1-0,2% от массы сырья.

2.1.3 Продолжительность отмоки

В значительной степени продолжительность отмоки зависит от способа консервирования сырья, температуры отмочной жидкости и механических воздействий.

Интенсивное поглощение шкурой влаги происходит в первые часы отмоки; по мере ее обводнения до предельного значения а процесс замедляется. Установлено, что максимального обводнения мокросоленое сырье достигает за 3-4 ч, однако для достижения равномерного содержания влаги по слоям шкуры (что имеет важное значение) необходимо значительно большее время. Типовые методики предусматривают проведение отмоки в течение 8-9 ч, некоторые методики--в течение 12ч.

Важным фактором, оказывающим влияние на продолжительность отмоки, является температура отмочной жидкости. Повышение температуры при отмоке ускоряет достижение равновесного состояния, т.е. скорость обводнения возрастает, но снижается степень обводнения,



а именно количество воды, приходящееся на единицу массы сухого остатка шкуры. Следует учесть, что повышение температуры и увеличение продолжительности процесса способствует повышенному переходу белковых веществ в отмочную воду, что является нежелательным. Так, повышение температуры с 18 до 32°С несколько сокращает отмоку, но почти вдвое увеличивает переход белковых веществ в воду.

В типовых методиках рекомендуется проводить отмоку при температуре 18-23°С. Кроме того, не следует забывать, что кожевенное сырье вследствие своего биологического происхождения даже при хорошем консервировании является носителем огромного количества бактерий, которые в водной среде при чрезмерной продолжительности процесса и повышенной температуре, активизируются. В первый период отмоки бактерии приспосабливаются к среде -- это так называемый инкубационный (скрытый) период, затем начинается их бурное развитие. Поэтому необходимо добиться полного обводнения сырья (особенно сухосоленых и пресно-сухих шкур) в инкубационный период жизни бактерий (рис. 5). На практике это достигается регулированием температуры процесса, рН отмочной воды и добавлением антисептиков -- веществ, задерживающих развитие бактерий (например, гексафторсиликата натрия). Расход гексафторсиликата натрия составляет около 0,2% от массы сырья (до 0,75 г/дм³).

При неправильном проведении отмоки продолжительность обводнения выходит за рамки инкубационного периода (рис. 5) и может произойти порча сырья.

2.1.4 Механическое воздействие

Проведение отмоки во вращающейся аппаратуре существенно ускоряет процесс. В типовых методиках рекомендуется проводить отмоку при частоте вращения барабанов 3-4 мин~¹, а в ряде зарубежных методик при частоте вращения 10 мин~¹. Значительной интенсификации отмоки способствует предварительное мездрение сырья на мясокомбинате.

2.1.5 Жидкостный коэффициент

Скорость удаления из шкуры консервирующих веществ и межволоконных белков, а также их количество и, следовательно, продолжительность процессов зависят от жидкостного коэффициента (ж.к.). Обычно при отмоке в барабанах ж.к. = 1,5-2.

Проведение отмоки при очень низком ж.к. может вызвать нежелательные явления:

замедление диффузии и вымывание хлорида натрия и глобулярных белков из шкуры вследствие высокой концентрации раствора;

замедление ее обводнения вследствие снижения обмывания шкуры водой;

неравномерное поглощение вспомогательных веществ и распределение их в толще шкуры;

резкое увеличение износа оборудования, повышение необходимой мощности привода в результате повышения трения обрабатываемого сырья.

Проведение отмоки при очень высоком ж.к. может привести к следующему:

уменьшению производительности аппаратуры;

замедлению удаления глобулярных белков и солей вследствие разбавления отмочной жидкости;

снижению эффективности действия ускорителей отмоки и антисептиков.

2.2 Контроль отмоки

Основной контроль заключается в следующем. Шкуры должны быть мягкими по всей площади, разрез в середине огузка должен быть белого цвета по всей толщине. При необходимости производится дополнительный контроль: мездрят несколько шкур из партии и осматривают их с мездровой стороны. Наличие на ней темных зон указывает на неудовлетворительную отмоку, продолжительность которой в этом случае должна быть увеличена на 2-3 ч. Параметры отработанной отмочной жидкости: рН 8-9,5, температура 20-22°С, содержание хлорида натрия должно соответствовать плотности 6-8 ^оВе.

Критерием достаточного обводнения при отмоке служит увеличение массы сырья. Масса сырья мокросоленого консервирования после отмоки должна составлять около 140% первоначальной его массы. Периодически целесообразно проводить анализ отмочной воды на содержание азотистых веществ. Высокое их содержание в отмочной жидкости может свидетельствовать о повреждении шкур.

2.3 Дефекты кож, возникающие при неправильном проведении процесса отмоки, способы их предупреждения и устранения

Неправильное проведение отмоки может привести к появлению на кожах жесткости, отдушистости и отмина, рыхлости, стяжки лицевой поверхности.

Жесткость может быть местная, обнаруживаемая в отдельных участках кожи, и общая, обнаруживаемая на чепраке и воротке. Жесткие кожи характеризуются сухостью и гремучестью.

Причиной появления жесткости при отмоке является недостаточная обводненность шкуры. Этот дефект особенно характерен для пресно-сухого и сухосоленого сырья, но может наблюдаться и у недостаточно обводненного мокросоленого сырья. У недостаточно обводненной шкуры внутренний слой имеет рогообразный вид, а на мездровой стороне - темные зоны. Из недостаточно обводненной шкуры не полностью удаляются межволоконные белки, что приводит к уменьшению диффузии химических реагентов в толщу дермы при последующих процессах (золении, дублении, крашении, жировании и др.). Из такого сырья кожи получаются плоскими, жесткими, в некоторых случаях с низким пределом прочности лицевого слоя при растяжении. Назовем причины недостаточного обводнения (отмоки) и меры, которые необходимо принимать для предупреждения и устранения жесткости кожи:

1) недостаточная продолжительность отмоки. Необходимо строго следить за тем, чтобы продолжительность отмоки точно соответствовала времени, установленному методикой для данного вида сырья и метода консервирования;

2) слишком низкая (ниже 18° С) температура отмочной жидкости. Необходимо контролировать температуру жидкости и не допускать нарушения температурного режима;

3) недостаточное механическое воздействие. Нужно следить за тем, чтобы время вращения аппаратуры соответствовало регламенту методики. Если сырье пересушено, необходимо увеличить продолжительность вращения;

4) недостаточное количество ускорителей отмоки (ПАВ, карбоната натрия) в отмочной жидкости. Необходимо увеличить расход ускорителей для улучшения обводнения (особенно пересушенных шкур);

5) повышенная жесткость отмочной жидкости замедляет отмоку. Поэтому, если не снижать жесткость воды, следует увеличить продолжительность процесса.

Жесткость воды выражают в миллимолях на 1 дм³ воды. Жесткость, равная 1 ммоль/дм³, соответствует содержанию 20,04 мг Са²* или 12,16 Мg²* в 1 дм³ воды. В тех случаях, когда кожевенное производство не обеспечено мягкой водой, целесообразно применять конденсат от паровых обогревателей, умягчать воду гидроксидом кальция, пермутитом натрия или ионитами.



Классификация природной воды по жесткости, ммоль/дм'

Очень мягкая	0,0 - 1,5
Мягкая	1,5 - 3,0
Малой жесткости	3,0 - 4,5
Средней жесткости	4,5 - 6,5
Жесткая	6,5 - 11,0
Очень жесткая	Более 11,0

Причиной появления жесткости кож также может явиться значительное содержание хлорида натрия в отмочной воде и сырье перед золением. Поэтому очень важно в конце отмоки слить всю жидкость и провести тщательную промывку шкур, не нарушая продолжительности промывки.

Отдушистость, отмин и рыхлость - наиболее часто встречающиеся дефекты кожи. Отдушистость - отставание лицевого слоя кожи, проявляющееся на лицевой поверхности в виде морщин. Эти морщины образуются при сгибании кожи лицевой поверхностью внутрь и не исчезают после ее распрямления (рис. 6). Отмин -- мелкие морщины, образующиеся при сгибании кожи лицевой поверхностью внутрь и исчезающие после распрямления кожи. Точной границы между отмином и отдушистостью провести нельзя. Рыхлость -- пониженная плотность, отдушистость и дряблость кожи.

Причиной появления отдушистости, отмина и рыхлости кож является большая длительность отмоки, отмочной жидкости повышенной температуры, отсутствие антисептиков. Иногда при чрезмерной продолжительности отмоки может начаться бактериальный процесс, который характеризуется появлением запаха аммиака, а в некоторых случаях и гнилостного запаха, легким отделением волоса. Часто эти признаки появляются даже при строгом соблюдении режима отмоки. В этих случаях причиной бактериального процесса является плохое консервирование шкур. Поэтому в случае обнаружения плохо законсервированных шкур (гнилостный запах, слабая связь волоса с дермой) их необходимо перед отмокой промыть в течение 30 мин, а отмоку обязательно проводить в присутствии антисептиков.

Рис. 6. Отдушистость

Слишком сильные механические воздействия в процессе отмоки также могут привести к получению рыхлых кож.

Причиной образования зольной стяжки может явиться также неравномерное обводнение сырья по слоям.

Таким образом, для предупреждения появления на кожах отдушистости, отмина, рыхлости, стяжки необходимо строго контролировать продолжительность отмоки, температуру, частоту вращения аппаратуры и степень обводнения сырья.

Эти дефекты кожи могут быть частично или полностью устранены при проведении красильно-жировальных процессов, включающих додубливание и наполнение различными соединениями органического и минерального происхождения.

отмока шкура кода золение



3. Обезволашивание и золение

Обезволашивание (удаление со шкуры волосяного покрова) состоит из двух стадий: 1) предварительного ослабления связи волоса и эпидермиса с дермой; 2) механического удаления волоса на шерстесгонных машинах. Такое двустадийное обезволашивание чаще всего применяется в производстве кож хромового дубления из мелкого шерстного сырья (овчины, козлины), а также в производстве юфти и кож для низа обуви.

Предварительное ослабление связи волоса и эпидермиса с дермой осуществляется либо химическими, либо ферментативными методами (реже). Из химических методов обезволашивания (обработка сырья щелочными реагентами) используют нанесение намазной смеси (гидроксид кальция и сульфид натрия) на бахтарму, а также совмещенный метод (обезволашивающее золение) - в основном в производстве юфти и кож для низа обуви.

К химическим методам относится обезволашивание без сохранения шерсти, предусматривающее полное разрушение ("сжигание") волосяного покрова. Этот метод в настоящее время широко используется как за рубежом, так и в нашей стране.

Для понимания механизма разрушения волоса под действием различных химических реагентов и ферментативных препаратов целесообразно кратко рассмотреть гистологию эпидермиса и волоса.

Эпидермис -- поверхностный слой, расположенный непосредственно под волосяным покровом и состоящий из нескольких рядов эпителиальных клеток. Толщина эпидермиса обычно больше у животных с менее развитым волосяным покровом. В зависимости от степени развития эпидермиса в нем можно обнаружить под микроскопом от двух до шести слоев клеток. В местах, где эпидермис развит слабо, видны только два слоя: наружный - роговой и внутренний - ростковый (или мальпигиевый). Общая толщина эпидермиса не превышает 2% толщины дермы.

Характерной особенностью кератина, отличающего его от других белков, является содержание в нем большого количества серосодержащей аминокислоты с дисульфидной связью - цистина

NH₂ COOH

I I

НС--СН₂--S--S--СН₂--СН

I I

COOH NH₂

Процесс, происходящий при образовании кератина в волосе и эпидермисе, называется ороговением (иногда применяется термин "кератинизация"). С химической точки зрения ороговение представляет собой образование в структуре кератина дисульфидных связей -S-S--, обладающих значительной прочностью. Установлено, что образование дисульфидных связей (цистина) в волосе и эпидермисе происходит в результате химической реакции между сульфгидрильными группами звеньев цистеина, присутствующими на границе кожного покрова и волоса. Схематически это можно представить следующим образом:



На рис. 7 показан схематический разрез волоса и волосяной сумки. Видно, что эпидермис выстилает не только внешнюю поверхность кожного покрова, но и углубления в этом покрове, из которых выступает волос. Эти углубления называются волосяными сумками, а их поверхность, состоящая из эпидермиса -- корневыми влагалищами.

Установлено, что корковый слои волоса содержит в 3--4 раза больше серы, чем мальпигиевый или роговой слой эпидермиса. Это свидетельствует о том, что в корковый слой входит значительное количество цистина. Этим объясняется свойственная стержню волоса гораздо более высокая устойчивость к разрушению под действием химических реагентов по сравнению с роговым слоем эпидермиса и корневыми влагалищами.

В основе химического метода ослабления связи волоса и эпидермиса с дермой и растворения (сжигания) волоса лежит реакция, приводящая к разрушению дисульфидной связи в кератине.

В настоящее время все еще широко используется классический метод обезволашивания шкур в щелочной среде с использованием гидроксида кальция и сульфида натрия, играющего в этой реакции роль восстановителя. Разрыв дисульфидной связи происходит под действием ионов ОН^- и SН^-. Последний образуется при гидролизе сульфида натрия в водной среде

Na₂S 2Na⁺+OH^-+SH^-

Таким образом, при обезволашивании - золении в первую очередь разрушатся те слои кожного покрова, в которых происходит образование кератина - основного белкового вещества эпидермиса и волоса. В последующем происходит разрушение собственно волоса, в котором "концентрация" дисульфидных связей значительно выше.

В основе обезволашивания сырья ферментами лежит способность последних растворять мукоиды, альбумины и глобулины в граничных зонах между эпидермисом и дермой и таким образом разрушать связь между ними.

Золение - обработка кожевенного сырья или полуфабриката после обезволашивания (голья) в растворе гидроксида кальция и сульфида натрия -- является чрезвычайно важным процессом в производстве кожи, обусловливающим в значительной степени ее свойства и количественный выход.

В процессе золения дерма претерпевает комплекс изменений, связанных друг с другом. Происходит химическое взаимодействие составных частей зольной жидкости с белками дермы и частичное необратимое разрушение некоторых межмолекулярных связей в структуре коллагена.

Золение вызывает сильный нажор (набухание) дермы, результатом которого является разделение структурных элементов дермы (разволокнение). Внешними признаками нажора являются резкое увеличение толщины шкуры, увеличение ее массы и объема, высокая упругость и стекловидный срез. Степень нажора зависит от состава зольного раствора и его температуры. Чисто известковые растворы дают меньший нажор, чем растворы сульфида натрия и гидроксида натрия. С повышением температуры нажор снижается. Нажор голья имеет большое значение для тех видов полуфабриката, который подвергается распиливанию, так как от степени упругости голья зависит качество кожи и спилка.

В процессе золения межволоконные белки (альбумины, глобулины, мукоиды) переходят в зольный раствор. Удаление межволоконных белков способствует ускорению диффузии дубителей, красителей, жиров и других веществ в толщу дермы. С повышением температуры резко увеличивается содержание белковых веществ в зольном растворе.

При золении присутствующий в сырье естественный жир под действием щелочных реагентов омыляется, что приводит к частичному обезжириванию голья.

Таким образом, в результате всех указанных явлений происходит существенное изменение микроструктуры дермы и свойств выделанной из нее кожи.

3.1 Факторы, влияющие на золение

В наибольшей степени на процесс золения влияют температура раствора, продолжительность процесса, механическое воздействие, кратность использование зольных жидкостей, природа применяемых щелочных реагентов.

3.1.1 Температура

С повышением температуры продолжительность золения уменьшается. Однако следует помнить, что повышение температуры сверх оптимальной всегда приводит к большой потере белковых веществ и связанной с этим рыхлости и отдушистости кожи. Оптимальной считают температуру 20-25° С. Более низкие температуры, способствующие сильному нажору, также нежелательны.

3.1.2 Механическое воздействие

Вращение аппаратуры способствует, с одной стороны, выравниванию концентрации щелочных реагентов непосредственно у поверхности шкуры, а с другой - ускоряет диффузию их внутрь шкуры и способствует интенсификации процесса. Однако длительное, особенно непрерывное, вращение может оказать вредное воздействие на полуфабрикат - вызвать усиленный нажор во внешних слоях по сравнению с внутренними и тем самым привести к возникновению пороков. Поэтому, как правило, золение проводят в периодически вращающейся аппаратуре. Частота вращения аппаратуры (барабана) также оказывает большое влияние на качество кож. Отечественные методики рекомендуют проводить золение при частоте вращения барабанов 3--4 мин~¹. Слишком большая частота вращения барабанов может привести к повреждению лицевой поверхности полуфабриката в результате трения набухшего голья о стенки барабана или повышения температуры. Слишком низкие частоты вращения барабанов не дают желаемого эффекта, так как в этом случае не достигается требуемая разволоненность дермы.



3.1.3 Щелочные реагенты

Количество в зольной жидкости реагентов и солей оказывает большое влияние на золение и качество кож.

От природы щелочных реагентов зависит прежде всего нажор дермы (рис. 8). Различные щелочные реагенты неодинаково действуют на разволокнение дермы. Так, гидроксид кальция способствует разволокнению дермы, сульфид натрия, являясь одним из основных компонентов, разрушающих волос, придает дерме более компактную структуру и в отличие от гидроксида кальция нежную лицевую поверхность. Наименьшим разволокняющим действием на дерму обладает гидроксид натрия, образующийся в результате гидролиза сульфида натрия.

На золение оказывают влияние оставшиеся в шкуре после отмоки соли (например, хлорид натрия, сульфид натрия), а также соли, специально добавляемые в зольную жидкость (например, сульфат аммония).

Наименьшее набухание дермы при золении происходит под влиянием сульфата натрия. Этим на практике пользуются для регулирования нажора дермы и рН зольной жидкости.

В настоящее время все чаще прибегают к многократному использованию зольных жидкостей. В этом случае зольные жидкости называют "старыми". Их особенностью является повышенное обезволашивающее действие вследствие присутствия в их составе аммиака и аминов.

В процессе золения аммиак выделяется в результате взаимодействия щелочи с амидами аминокислот

а также разрушения белков в щелочной среде. Этим объясняется запах аммиака в отмочно-зольных цехах кожевенных заводов.

Обладая повышенной обезволашивающей способностью, старые зольные жидкости вместе с тем снижают нажор дермы. Практика показала, что многократное использование зольных жидкостей с подкреплением их до соответствующей концентрации гидроксида кальция и сульфида натрия позволяет получить полуфабрикат с компактной структурой и плотной лицевой поверхностью.

Продолжительность золения зависит от перечисленных выше факторов и от назначения полуфабриката. С увеличением продолжительности золения все указанные изменения дермы происходят более глубоко. При этом изменяются некоторые показатели физико-механических свойств: предел прочности при растяжении кожи уменьшается, удлинение и пористость увеличиваются.

3.2 Контроль золения

В процессе золения систематически контролируют концентрацию сульфида натрия, гидроксида кальция, общую щелочность, температуру зольной жидкости и режим вращения аппарата.

Следует отметить, что до настоящего времени нет объективного метода оценки степени прозоленности голья, позволяющего быстро и точно определить этот показатель. В производственных условиях состояние и готовность золеного голья сейчас определяют органолептически.

Голье после золения должно быть полностью обезволошено, без остатков эпидермиса и волоса на лицевой поверхности. На ощупь оно должно быть гладким и скользким, с достаточным нажором (при надавливании пальцем на поверхности голья не должно оставаться следа), однородным и полупрозрачным по всей толщине разреза на хребтовой линии у огузка. Масса нормального прозоленного голья должна быть на 20-30% больше массы загружаемого в барабан контурированного сырья.

В отработанной зольной жидкости определяют общую щелочность, рН (11,5-12,5), концентрацию сульфида натрия (6--9 г/дм³) и гидроксида кальция (8-15 г/дм³). Отработанную зольную жидкость направляют для подкрепления и повторного использования.

Периодически рекомендуется проверять концентрацию в зольной жидкости азотсодержащих веществ.

ЦНИИКП предлагает определять степень прозоленности голья ферментативно-термическим методом. Метод этот сложен и трудоемок, однако для выяснения причин регулярного появления дефектов золения может быть полезен.

Сущность метода заключается в том, что степень прозоленности полуфабриката характеризуется скоростью растворения срезов дермы ферментами: чем быстрее растворяется срез, тем больше степень прозоленности дермы. Анализ выполняют следующим образом. Из партии отбирают 3 шт. голья и из стандартного участка огузка вырезают пробы размером 3Х5 см.

Из отобранной пробы вырезают кусочек размером 10Х6 мм, примораживают его с помощью жидкой углекислоты лицевой поверхностью к столику замораживающего микротома и делают срезы толщиной 30 мкм. Для анализа отбирают срезы из середины дермы (сетчатого слоя) и помещают в чашку с водой. Срезы из нижней части дермы отбрасывают.

Три среза из каждой пробы помещают в стеклянный стаканчик с 15 см³ панкреатиновой вытяжки, которую готовят следующим образом. 0,15 г панкреатина настаивают в течение 30 мин в 15 см³ дистиллированной воды при температуре 27° С. Затем вытяжку фильтруют и добавляют к ней 1,5 см³ 5%-го раствора хлорида натрия.

Стаканчики со срезами и вытяжкой помещают на водяную баню, предварительно нагретую до температуры 54° С.

Для наблюдения за процессом растворения коллагена стаканчики со срезами время от времени снимают с водяной бани. Срезы распадаются на мелкие частицы, которые в свою очередь распадаются на пучки волокон. Эти последние под влиянием ферментно-термического воздействия утоняются, превращаются как бы в точечную массу и вскоре вытяжка становится прозрачной (конец анализа).

В процессе определения прозоленности голья возможны случаи, когда после растворения основной массы срезов остаются тонкие полоски, не переходящие в раствор (в этом случае анализ следует переделать). Это происходит по следующей причине.

Во время нарезания срезов на замораживающем микротоме вследствие неровности образца (например, в результате недостаточно равномерного замораживания) бритвой можно прихватить наряду с сетчатым слоем часть сосочкового слоя или подкожной клетчатки. Чтобы избежать этого, срезы перед анализом нужно проверить под микроскопом.

Срезы сетчатого слоя легко распознаются по мощному переплетению коллагеновых пучков, отсутствию корней волос, эпителиальных структур; кровеносные сосуды в большинстве случаев отсутствуют, а если и встречаются, то очень незначительных размеров.

В плоскостных срезах из подкожной клетчатки коллагеновые волокна тонкие, контуры переплетения недостаточно четкие, кровеносные сосуды очень крупные. Срезы из сетчатого слоя легко распознаются по наличию кератиновых остатков и отверстиям от волосяных сумок. При анализе возможны и такие случаи, когда после растворения основной коллагеновой массы остаются единичные волоконца, долго не переходящие в раствор. Эти волоконца имеют ретикулиновый состав, они очень стойки к ферментному воздействию и их не следует принимать во внимание при фиксации длительности растворения. В тех же случаях, когда возникают сомнения, не являются ли эти волоконца не перешедшим в раствор коллагеном, поступают следующим образом. Замечают время растворения основной массы коллагеновых срезов и оставшиеся волоконца подвергают дальнейшему термическому воздействию. Если в течение 10 мин картина не изменится, за продолжительность растворения принимают время растворения основной массы волокон. Если волоконца растворяются, то продолжительность растворения складывается из времени растворения основной массы и времени растворения волоконцев.

Нормативы прозоленности различных видов голья, мин

Опоек	25-35
Выросток 1-го развеса	35-40
Выросток 2-го развеса	40-50
Выросток 3-го развеса	50-65
Полукожник	50-65

3.3 Дефекты кож, возникающие при неправильном проведении золения, способы их предупреждения и устранения

Неправильное проведение золения может привести к появлению на кожах подседа, стяжки (зольной), садки лицевого слоя, рыхлости, отдушистости, известковых пятен. Кроме того, возможно снижение прочности кож и лицевого слоя.

Подсед -- дефект в виде коротких волосков на лицевой поверхности кожи, оставшиеся после обезволашивания и золения (рис. 9).

Подсед обычно встречается при обезволашивающем золении с сохранением шерсти. Однако неправильное проведение золения со сжиганием шерсти также может привести к появлению на кожах подседа.

Подсед представляет собой молодой, так называемый сосочковый волос, который в отличие от зрелого (колбовидного) волоса более прочно связан с дермой. В некоторых случаях образование подседа объясняется иммунизацией волоса, т.е. упрочнением связи волоса с дермой вследствие образования в результате химических реакций в кератине очень прочных лантиониновых связей (взамен дисульфидных)

Явление иммунизации обычно обнаруживается после отмоки сырья с гидроксидами щелочных металлов, особенно с гидроксидом кальция.

Однако, как правило, подсед является следствием неправильного проведения обезволашивания-золения. Для голья с подседом характерны следующие признаки:

наличие на лицевой поверхности остатков волоса, а иногда и необезволошенных участков;

темный цвет лицевой поверхности вследствие неполного растворения слоя эпидермиса;

неоднородность среза голья (в средней части дермы он матовый, как в сырье после отмоки).

Причиной появления подседа может быть недостаточная продолжительность золения.

Предупредить появление подседа можно строгим соблюдением продолжительности золения, режима вращения аппаратуры, концентрации сульфида натрия, температуры зольной жидкости, а также путем регулярного контроля степени обводнения шкур.

Зольная стяжка - параллельно расположенные волнистые складки (морщины) на лицевой поверхности кож, главным образом на припольных участках (рис. 10).

Основной причиной появления зольной стяжки является неравномерность набухания сосочкового и сетчатого слоев, обусловленная их строением. Сетчатый слой состоит из более толстых волокон, волокна же сосочкового слоя значительно нежнее и тоньше. Лицевой слой в первую очередь подвергается действию зольной жидкости, а для проникания щелочных реагентов во внутренние слои дермы необходимо некоторое время. Поэтому в первые часы золения под влиянием различных факторов (температура, рН, механическое воздействие и др.) лицевой слой усиленно набухает и его объем резко увеличивается, в то время как объем нижележащего слоя мало меняется, что препятствует расширению первого. В результате лицевой слой дермы сокращается, образуя складки и морщины. Зольная стяжка, как правило, весьма трудно поддается исправлению, а последующие процессы ее еще усиливают.

Одной из основных причин, вызывающих зольную стяжку, является сильный нажор дермы в процессе золения.

Рассмотрим причины, вызывающие сильный нажор, и меры, которые необходимо применять для его предупреждения и устранения:

слишком высокая щелочность зольной жидкости (рН более 12,5). Необходимо строго контролировать концентрацию сульфида натрия. Рекомендуется проводить отмоку при рН 9-10,5 в присутствии гидроксида натрия, используя при этом его 50%-й раствор, разбавленный водой в соотношении 1:1. Такой рН отмочной жидкости позволяет уменьшить перепад рН при последующем золении (рН зольной жидкости 12-13), а следовательно, предупредить появление стяжки лицевой поверхности;

слишком интенсивное механическое воздействие (вращение барабана). Необходимо контролировать режим вращения барабанов строго в соответствии с методикой;

низкая температура отмочной и зольной жидкости. Следует не допускать понижения температуры зольной жидкости (особенно в зимний период) ниже 18°С;

отсутствие мездрения сырья после отмоки. Рекомендуется проводить перед золением мездрение сырья.

Жесткость кожи обусловлена недостаточным нажором дермы, в результате чего не достигается разволокнение ее структуры.

Причинами недостаточного нажора дермы могут быть следующие:

высокая концентрация хлорида натрия в зольной жидкости, что наблюдается при недостаточной и небрежной промывке сырья после отмоки;

низкая концентрация сульфида натрия и, как следствие этого, низкая (рН около 12,0) щелочность зольной жидкости;

высокая (более 23° С) температура зольной жидкости и связанное с этим незначительное набухание дермы;

снижение концентрации компонентов зольной жидкости даже при точном их дозировании, что может произойти вследствие плохого слива из барабана отмочной жидкости после промывки;

недостаточная обводненность шкур, в результате чего щелочные реагенты плохо проникают внутрь дермы и за требуемую продолжительность процесса неспособны выполнить свои функции);

нарушение режима вращения барабанов.

Предупредить возникновение нажора можно путем строгого контроля концентрации компонентов и температуры зольной жидкости, а также режима вращения барабанов.

Рыхлость, отмин и отдушистость (часто появляются одновременно) кож при золении могут возникнуть вследствие слишком большого нажора голья, вызванного повышенной щелочностью зольной жидкости, длительного вращения барабанов, а также чрезмерной продолжительности золения и повышенной температуры зольной жидкости. Чрезмерно набухшее голье становится жестким, не поддающимся сгибанию, лицевая поверхность такой кожи, как правило, становится отдушистой. Считают, что в этом случае происходит как бы отделение сосочкового слоя от сетчатого.