Теория выделки | Лекции Теория выделки | Лекции Теория выделки | Лекции
Теория выделки

 

1. ВЫДЕЛКА ОВЧИНЫ

1.1. ОТМОКА

Все виды пушно-мехового сырья поступают на предприятия выделки в законсервированном состоянии. Консервирование проводится для предотвращения порчи шкурок под действием гнилостных микроорганизмов и ферментов в процессе транспортировки и хранения.

Овчину консервируют различными способами. Самый простой способ пресносухой, или сушка, - заключается в удалении влаги из кожевой ткани шкур, вследствие чего прекращается жизнедеятельность бактерий. Мокросоленый способ предусматривает засолку шкур при помощи хлорида натрия. В результате такой обработки в кожевой ткани создается насыщенный раствор соли, в котором деятельность микроорганизмов инактивируется. Сухо – соленый способ представляет собой комбинацию первых двух: шкуры сначала засаливают, а затем подсушивают.

Таким образом, любой способ консервирования сопровождается удалением влаги из шкур в большей или меньшей степени. Поэтому первый процесс выделки, отмока – направлен на восполнение той части влаги, которая была извлечена при консервировании. Поглощение влаги шкурой облегчает способность коллагена, основного белка кожевой ткани, взаимодействовать с веществами, применяемыми в выделке.

Кроме того, в процессе отмоки из шкуры удаляются грязь, растворимые белки, липиды, консервирующие вещества. Благодаря такой очистке кожевая ткань становится более подготовленной к основным процессам выделки: пикелеванию и дублению.

Существует ошибочное мнение о том, что отмоку мокросоленого сырья, из которого удалено значительно меньше влаги по сравнению с сырьем других способов консервирования, можно проводить в одну стадию. В овчине любого способа консервирования содержится большое количество микроорганизмов, которые при попадании во влажную среду активируются, интенсивно размножаются и могут привести к таким нежелательным эффектам, как теклость волоса, потеря прочности лицевого слоя, расслоение кожевой ткани. Данное явление усугубляется присутствием в шкурах крови, грязи, растворимых белков, жира, являющихся благоприятной средой для развития бактериальных процессов.

В связи с этим рекомендуется проводить короткую предотмоку при температуре 20-25°С, в течение 3-5 часов. Для облегчения удаления загрязнений в отмочную жидкость добавляются эффективные смачичиватели - поверхостно-активные вещества (ПАВ) и антисептики. Очень важен правильный выбор ПАВ на этой стадии обработки. Они должны растворяться и быть активны при температуре 20-25°С в нейтральной среде, быть устойчивы в растворах солей. Такими свойствами в наибольшей степени обладают неионогенные ПАВ, полученные на основе оксида этилена и высших жирных кислот. Неионогенные ПАВ не теряют своей активности при взаимодействии с жирами, в то время как анионоактивные продукты (АПАВ) разрушаются, то есть теряют заряд, при насыщении природными жирами. Активность АПАВ повышается в щелочной среде. Они легче эмульгируют производные жиров (мыла), чем нерасщепленные жиры, поэтому применяются совместно со щелочными реагентами: карбонатом натрия (содой), сульфитом натрия и др. В отмоке мехового сырья применение щелочных реагентов недопустимо, так как щелочное воздействие снижает блеск и упругость волоса, усиливает склонность волосяного покрова к свойлачиванию, а также может привести к ослаблению связи волоса с кожевой тканью (теклости). Кроме того, анионоактивные ПАВ, как правило, сильнее пенятся, что приводит к всплыванию шкур в аппарате и плохому смачиванию. С учетом указанных особенностей в отмоке предпочтительнее использовать неионогенные смачиватели. Расход их обычно составляет около 1 г/л (при активности 100%).

Компания «Lowenstein» предлагает высокоэффективный неионогенный смачиватель для отмоки сырья любых способов консервирования – Wetter HAC. Помимо высокой смачивающей активности данный препарат обладает бактерицидными свойствами, благодаря наличию в нем специальных добавок.

После проведения короткой предотмоки очень важно сделать сток – для удаления грязи, бактерий, поверхностного жира. Для сильно загрязненного сырья рекомендуется промывка чистой водой.

Затем производится основная отмока на ночь с добавлением нейтрального электролита (20 г/л хлорида натрия) в качестве обострителя и 0,5 г/л Wetter HAC. Отмока в течение 3-4 часов не позволяет восполнить влагу, удаленную при консервировании. За такой короткий период невозможно добиться равномерной обводненности шкур. Применение нейтрального электролита в небольшой концентрации облегчает обводнение шкур за счет эффекта набухания. Следует иметь в виду, что указанное свойство хлорида натрия проявляется лишь при концентрациях менее 30 г/л. При более высоком содержании соли проявляется противоположный эффект – обезвоживание. Поэтому концентрация хлорида натрия в отмочной жидкости должна контролироваться с помощью ареометра.

В основной отмоке исключительно важное значение имеет скорость поглощения влаги кожевой тканью. Обводнение сырья должно быть достигнуто в максимально короткий срок, в течение которого микроорганизмы не успевают оказать заметного негативного влияния на качество сырья. В то же время недостаточная отмока, как правило, сопровождается такими дефектами выделанных шкур, как жесткость, потеря площади, ухудшение пластических свойств. Это связано с тем, что плохо обводненная структура коллагена не способна поглощать химические материалы, применяемые в процессе выделки, то есть сырье остается непроработанным. Недостаточная отмока будет заметна, в первую очередь, при выполнении мездрения шкур: равномерное удаление подкожного жирового слоя будет существенно затруднено. В этой связи использование эффективного смачивателя Wetter HAC является одним из условий качественного выполнения всех последующих технологических процессов.

Для облегчения обводнения шкур с плотной утолщенной кожевой тканью таких, как русская шубная овчина, в основной отмоке может быть рекомендован ферментный препарат Elbro 100-C в количестве 0,5-1 г/л. Данный препарат активен в нейтральной среде, он улучшает извлечение из шкур балластных белков, липидов, мукополисахаридов, благодаря чему в дальнейшей обработке кожевая ткань легче обезжиривается, приобретает мягкость и меньшую массу.

Очень важен правильный выбор температуры в отмоке. При повышении температуры шкуры не способны поглощать больше влаги, но при этом существенно возрастает скорость размножения нежелательных микроорганизмов в отмочной жидкости. Поэтому рекомендуется температура около 25°С.

1.2. МОЙКА-ОБЕЗЖИРИВАНИЕ

Для овчины характерно высокое содержание в сырье жира и посторонних загрязнений. Шерстный жир (ланолин) находится, в основном, на поверхности стержня волоса. По химической природе он представляет собой смесь сложных эфиров высших жирных кислот и холестерина, что обусловливает его ярко выраженные гидрофобные свойства. Обильная смазка волокон жиром защищает волосяной покров от разрушения под действием внешних факторов. К жиру прилипают различные механические загрязнения: остатки корма, репей, песок и т.п. Как правило, наибольшим содержанием жира (до 30% от массы немытой шерсти) характеризуются шкуры тонокорунных (мериносовых) пород овец.

Жир, содержащийся в кожевой ткани, представляет собой триглицериды высших органических кислот. По сравнению с шерстным жиром он является более тугоплавким. Наибольшей зажиренностью кожевой ткани характеризуются овчины грубошерстных, в особенности, степных пород овец.

Обезжиривание волосяного покрова проводится после отмоки и мездрения шкур и является одним из самых трудоемких процессов обработки овчин, особенно, в производстве мутона. Некачественное проведение этого процесса может привести в дальнейшем к таким дефектам, как ухудшение блеска и проработанности волосяного покрова, неравномерное окрашивание, как по высоте волоса, так и по площади шкур.

Для обезжиривания применяется эмульсионный метод, который предусматривает обработку шкур в водной среде с применением соответствующих ПАВ. Природная гидрофобность волоса обусловливает прочное удерживание жира на его поверхности. В связи с этим эффективность удаления жира (содержание жировых веществ в волосяном покрове готовых овчин должно быть в пределах 1-2%) во многом зависит от правильного выбора параметров обработки.

Поверхностно-активные вещества, применяемые на данной стадии обработки, должны обладать хорошим смачивающим, моющим, эмульгирующим и диспергирующим действием. Кроме того, они должны быть активны при температуре 35°С, давать нейтральную реакцию при растворении в воде и не вызывать затруднений при очистке сточных вод.

Для мойки-обезжиривания волосяного покрова овчины компания «Lowenstein» предлагает специально разработанные для этой цели материалы De-Sol-A и Solvo B. De-Sol-A является высококонцентрированным, анионактивным ПАВ с хорошим моющим и обезжиривающим действием. Как и большинство АПАВ, он более активен в слабощелочной среде. Обезжиривающее действие данного препарата существенно улучшается при использовании его совместно с неионогенным продуктом Solvo B. Эмульсии, образованные при помощи НПАВ, отличаются большей устойчивостью, а это очень важно для предотвращения осаждения жира на поверхности волоса при последующей промывке.

Благодаря синергическому эффекту, возникающему при совместном использовании анионактивных и неионогенных ПАВ, высокая эффективность обезжиривания достигается при расходе материалов 1-2 г/л при незначительных добавках слабощелочных реагентов. Качество волосяного покрова при этом сохраняется в максимальной степени. Для сильно зажиренного сырья рекомендуется два (а иногда и три) обезжиривания. Следует учитывать, что два коротких обезжиривания более эффективны по сравнению с одним более длинным с повышенным расходом материалов. Это объясняется быстрым достижением равновесного состояния в системе, при котором дальнейшее увеличение длительности процесса не приводит к заметным результатам. Применение слабощелочных реагентов: карбоната или бикарбоната натрия, - необходимо только на первом этапе. Во втором обезжиривании взамен соды можно добавить 5-10 г/л хлорида натрия. Присутствие в растворе нейтрального электролита активирует мицеллообразование, повышая тем самым эффективность процесса.

Не следует путать эмульсионное обезжиривание волоса с обезжириванием кожевой ткани овчины. Жир, содержащийся в кожевой ткани, особенно, в хребтовой части шкур, не может быть эффективно извлечен на данной стадии. Это объясняется, с одной стороны, более высокой температурой его плавления по сравнению с шерстным жиром, а с другой стороны – недостаточной «открытостью» структуры кожевой ткани на данном этапе обработки. Более рационально проводить обезжиривание кожевой ткани экстракцией органическими растворителями, то есть в химчистке, которая осуществляется на этапе отделочных операций.

Однако, эффективное эмульсионное обезжиривание овчин способствует улучшению равномерности распределения жира в кожевой ткани, облегчая тем самым его удаление при дальнейшей обработке в химчистке.

1.3. ПИКЕЛЕВАНИЕ

В меховом производстве процесс пикелевания играет особую роль. Одними из важнейших показателей качества выделанных шкурок являются мягкость и пластичность кожевой ткани. Эти свойства зависят от интенсивности разделения волокнистой структуры кожевой ткани (разрыхления). Такое разрыхление достигается в процессе обработки сырья в растворах кислот в присутствии нейтральных солей – пикелевании.

Вследствие удаления мукополисахаридов, склеивающих структуру дермы, а также разрушения части межмолекулярных связей в коллагене происходит расщепление пучков волокон на более тонкие элементы, облегчается перемещение волокон друг относительно друга, что и обуславливает повышение мягкости и тягучести кожевой ткани. Кроме того, в пикелевании продолжается извлечение из кожевой ткани балластных белков, в результате чего повышается проницаемость дермы, то есть способность ее поглощать различные материалы, в том числе, дубители.

В старых технологиях обработки меховой и шубной овчины рекомендовалось довольно крепкое пикелевание в растворе серной кислоты и хлорида натрия. Считалось, что чем крепче пикель, тем интенсивнее воздействие на волокнистую структуру коллагена, приводящее к ее разрыхлению. Сегодня общепринятым является мнение, что обработка пушно - мехового сырья органическими кислотами более эффективна.

Поглощение кислот зависит от степени их сродства к коллагену. В порядке убывания сродства наиболее доступные кислоты можно расположить в следующей последовательности:

cерная > соляная > муравьиная > гликолевая>молочная > уксусная.

Высокое сродство минеральных кислот к коллагену препятствует их равномерному распределению до тонких элементов структуры. Кислота связывается, преимущественно, в наружных слоях, не проникая до глубины. Поэтому нет эффекта тонкого разрыхления. Минеральные кислоты воздействуют как на боковые цепи, так и на пептидные связи в главных цепях коллагена, что может сопровождаться потерей прочности кожевой ткани.

Обладая меньшим сродством, органические кислоты способны проникать до глубины волокнистой структуры. Они взаимодействуют с боковыми цепями коллагена, способствуя разрушению межволоконных связей, то есть оказывают диспергирующее действие. Кроме того, в растворах органических кислот создается оптимальный рН для разрушения белково-углеводных комлексов в структуре коллагена и извлечения мукополисахаридов и растворимых белков из межволоконного пространства. Следствием этого является более тонкое разрыхление структуры.

Более высокое значение рН при использовании в пикеле органических кислот облегчает повышение основности в дублении, обеспечивая более равномерное связывание дубителя в толще кожевой ткани, и, в конечном счете – мягкость шкур.

При обработке овчины рекомендуется использовать муравьиную кислоту. Она является самой активной в ряду органических кислот, так как обладает наименьшей молекулярной массой. Муравьиная кислота хорошо разволокняет структуру коллагена, не снижая прочности кожевой ткани. Помимо этого она обладает маскирующим действием по отношению к дубящим соединениям хрома. В отличие от молочной и гликолевой кислот, рекомендуемых при обработке пушнины, она маскирует в меньшей степени, то есть дубящее действие будет снижаться не столь сильно.

Для облегчения очистки структуры коллагена от углеводов, липидов и растворимых белков целесообразно использовать на стадии пикелевания ферментные препараты, активные в кислой среде. Компания «Lowenstein» предлагает материал Elbro SR, который активен в присутствии кислоты и соли и работает в интервале рН 2,8-2,9. Данный препарат характеризуется комплексным действием, то есть в его состав входят протеазы, амилазы, липазы, активность которых сбалансирована применительно к условиям обработки пушно – мехового сырья. Особенно эффективен Elbro SR в производстве мехового велюра. Использование его в пикеле с расходом 1-2 г/л позволяет повысить мягкость шкур, уменьшить их массу, а также улучшить равномерность продубливания. Однако чрезмерная дозировка ферментов может сопровождаться излишней рыхлостью кожевой ткани, особенно, в боковых участках, а также появлением отдушистости. Оптимальные условия ферментативной обработки определяются, исходя из особенностей каждого конкретного предприятия: качества сырья, имеющегося оборудования, применяемых материалов и др.

Принимая во внимание основную цель пикелевания – разделение структурных элементов дермы, - нужно очень осторожно подходить к вопросу о целесообразности применения жирующих веществ на данной стадии. Некоторые фирмы рекомендуют для более равномерного распределения кислоты в структуре дермы добавлять в пикелевании жирующие препараты. Однако для этой цели подходят далеко не все жиры, а лишь те, которые способны диспергировать природный жир, содержащийся в кожевой ткани. Этот жир распределен в структуре очень неравномерно, наибольшее скопление его наблюдается в хребтовой и шейной части шкур. Природный жир препятствует прониканию кислоты, а в дальнейшем – дубителя в тонкую структуру коллагена. В результате участки максимального сосредоточения жира оказываются в наименьшей степени проработанными, то есть, жесткими. С точки зрения диспергирования природного жира в структуре дермы более рациональным можно считать применение в пикелевании не жирующих материалов, а небольших количеств ПАВ. Для этой цели можно рекомендовать материал Wetter HAC, о котором уже упоминалось ранее. Данный продукт помимо смачивающего действия обладает способностью хорошо эмульгировать природный жир, облегчая тем самым диффузию кислоты вглубь структуры кожевой ткани. Wetter HAC стабилен в растворах солей, в том числе, при низких значениях рН и при невысоких температурах, что очень важно на данной стадии обработки.

Сквозная пропикелеванность шкур при пробе индикатором бромкрезоловым зеленым достигается, как правило, не позднее, чем через сутки от начала пикелевания. Однако для равномерного распределения кислоты в тонкой структуре коллагена требуется значительно большее время. Поэтому пролежка шкур после пикелевания является необходимым условием получения мягкой кожевой ткани. В производстве мутона длительность пролежки составляет 1-2 суток, в производстве велюра – до 4-5 суток.