Дубление овчинного и пушно-мехового сырья (стр. 1 из 6)

Содержание:

Введение

1. Общее о процессе дубления

2. Дубление овчинного сырья

2.1 Хромое дубление

2.2 Примеры обработки

3. Дубление пушно-мехового сырья

3.1 Алюминиевые дубители

3.2 Альдегидные дубители

3.3 Примеры обработки

4. Додубливание и нейтрализация

4.1 Додубливание

4.2 Примеры обработки

5. Нейтрализация

5.1 Примеры обработки

6. Отходы процесса дубления

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Дубление – один из важных процессов обработки шкур с помощью специальных дубителей. Дубление заключается во введение дубящих веществ в структуру дермы или волоса и во взаимодействии их с функциональными группами молекулярных цепей белка, заканчивающемся образованием устойчивых дополнительных поперечных связей. В кожевенном производстве этот процесс коренным образом изменяет свойства дермы, превращая ее в выдубленную кожу, а меховом преобразует свойства, как дермы, так и частично волоса. Изменение свойств кожи и меха в результате дубления определяет поведение кожи и меха в процессах отделки, а также при выработке и эксплуатации изделий их них. Целью дубления является получение таких свойств кожи и меха, которые обуславливали бы их пригодность для производства обуви, одежды, технических изделий.

Особенностью структуры дубленых кожи и меха по сравнению со структурой голья или шкуры является повышенная степень разделения волокон, приобретенная в подготовительных операциях и фиксируемая в процессе дубления. Степенью разделения волокон определяется ряд основных физико-механических свойств кожи и меха: предел прочности при растяжении, сопротивление сжатию, тягучесть, твердость, упругость и т.д. Взаимодействие разнообразных по химическому строению дубящих веществ с функциональными группами белков может происходить благодаря образованию как электровалентных и водородных, так и более прочных ковалентных связей.

Процесс дубления можно рассматривать как сложное явление, состоящее из более простых взаимосвязанных процессов, протекающих как последовательно, так и одновременно. Дубление начинается с проникания дубящих соединений в структуру коллагена по капиллярам и диффузии этих соединений из капилляров к центрам непосредственного реагирования. Первоначально между дубящими соединениями и коллагеном происходит адсорбционное связывание. Взаимная связь этих процессов заключается в том, что каждый последующий процесс обуславливается предыдущим, и наоборот. Дубление приводит к упрочнению пространственной структуры коллагена вследствие образования поперечных связей («сшивок») дубящими веществами между молекулярными цепями белковой структуры. Как известно, коллаген имеет пространственную сетчатую структуру с небольшим количеством поперечных связей; дубление ведет к образованию новых, более устойчивых поперечных связей. Прочность этих связей зависит от природы дубящих соединений и вида дубления.

Образованием прочных поперечных связей объясняют повышенную устойчивость коллагена к действию ферментов, различных гидролизующих агентов, уменьшение набухания, увеличение прочности при растяжении обводненной дермы, повышение температуры сваривания и других свойств дермы. Наличие в составе белков и дубящих веществ разнообразных функциональных групп приводит к образованию связей различной природы и прочности.

В настоящее время в технологии обработки пушнины используется преимущественно бесхромовое дубление с применением соединений алюминия (алюмоаммонийные и алюмокалиевые квасцы) и небольших количеств альдегидов. В производстве овчины применяется хромовое дубление, так как соединения хрома позволяют получить достаточную высокую термостойкость при сохранении мягкости и пластичности полуфабриката.

В результате процесса дубления повышается устойчивость кожевой ткани к воздействию неблагоприятных внешних факторов, в первую очередь, температуры и влаги. Дубление сопровождается повышением температуры сваривания коллагена, поэтому степень продубленности обычно проверяют по температуре сваривания кожевой ткани.

1. Общее о процессе дубления

Для резкого изменения химических и физико-механических свойств белков достаточно образования небольшого количества поперечных связей. Повышение температуры сваривания дермы в результате дубления является основным критерием окончания процесса и доказательством образования новых поперечных связей в структуре коллагена. Чем больше поперечных связей образуется, тем выше температура сваривания, что видно из табл. 1.

Таблица 1. Влияние количества дубящих веществ на температуру сваривания коллагена

Коллаген	Содержание дубителя в коллагене, %	Температура сваривания,
До дубления	-	60,5
После дубления
Таннидами	10,57	86,8
Формальдегидами	0,08	77,4
0,28	82,0
0,44	87,0
Соединениями хрома	0,88	79,0
3,0	98,2
10,0	110,1

Из данных в таблице вытекает, что чем больше содержание дубящих веществ в структуре коллагена, тем больше образуется поперечных связей между молекулярными цепями, вследствие этого большому содержанию дубящих веществ в коллагене соответствует и более высокая температура сваривания. Однако после достижения определенного максимума температура сваривания начинает снижаться по мере дальнейшего отложения дубителя на волокне. Избыточное количество дубителя оказывает гидротропное действие и тем самым вызывает снижение температуры сваривания.

Введение дубящих веществ в структуру коллагена обуславливает его устойчивость к действию ферментов. Некоторые дубители не реагируют с пептидными группами коллагена, но повышают его ферментативную устойчивость. Следовательно, причина состоит не только в том, что пептидные группы блокированы дубящими веществами, но и в том, что образовались прочные поперечные связи. Например, сопротивление кератина действию ферментов объясняется существованием стабилизирующих дисульфидных связей и наличием прочных поперечных связей между смежными молекулярными цепями структуры коллагена.

Таблица 2. Влияние дубления на растворение коллагена ферментами

Коллаген	Количество, % коллагена растворенного
Коллаген	трипсином(рН=5,9)	папаином(рН=8)	пепсином(рН=1)
До дубления	73	85	79
После дубления
Таннидами	25	24	12
Формальдегидами	11	1	-
Соединениями хрома	2	4	-

Из этих данных следует, что хромовое дубление придает коллагену полную устойчивость к действию ферментов. Сопротивление разрушению ферментов соответствует температурной устойчивости.

Недубленый, но полностью обводненный коллаген имеет в своей структуре воду гидратации, прочно связанную с активными группами коллагена, и воду набухания, распределенную между элементами структуры белка. В отличие от недубленого в дубленом коллагене незначительно уменьшается количество воды гидратации. Количество воды набухания уменьшается резко.

Таблица 3. Данные о влиянии дубления на количество воды набухания в дерме

Дерма	Содержание воды набухания, %
До дубления	101
После дубления
Соединениями хрома	40,3
Таннидами	19,2

Значительное уменьшение влаги набухания в дерме наиболее полно характеризует эффективность дубления.

В производстве меха дубящие вещества проникают не только в дерму, но и в волос, состоящий из белка кератина, он отличается большим содержанием цистина. Молекулярные цепи кератина, кроме поперечных связей, соединены короткой дисульфидной ковалентной связью благодаря значительному содержанию в кератине цистина. Дисульфидные связи обеспечивают кератину устойчивость к различным воздействиям, в том числе и проникновению дубящих веществ.

В производстве меха при дублении дубящие соединения связываются с коллагеном дермы и с кератином волоса, но количество связанных ими дубящих резко различается. Так, например, при дублении меховых шкурок соединениями хрома было обнаружено меньшее связывание дубящих соединений хрома с кератином, чем с коллагеном дермы.

В результате взаимодействия дубящих веществ с функциональными группами белков дермы и волоса последние претерпевают изменения:

- повышается температура сваривания;

- уменьшаются усадка объема, площади;

- увеличивается пористость кожи или меха после сушки;

- уменьшается набухание дермы в воде;

- увеличивается предел прочности при растяжении кожи в обводненном состоянии;

- повышается устойчивость дермы к действию ферментов различных гидролизующих агентов;

- уменьшается склеиваемость элементов микроструктуры дермы;

- увеличиваются упругие свойства дермы;

- повышается упругость и снижается смачиваемость волоса.

Процесс дубления правильно будет характеризовать двумя основными показателями:

1) интенсивностью образования дополнительных связей в структуре коллагена, которая характеризуется повышением температуры сваривания;

2) формированием объема дермы, характеризующимся фиксацией пористости кожи при высыхании.

Из этого всего следует, что дубление – это взаимодействие с функциональными группами белка приникших в дерму или волос дубящих веществ, в результате которого образуются поперечные связи между смежными цепями его структуры, приводящие к необратимому изменению свойств дермы или волоса, и голье превращается в кожу.

2. Дубление овчинного сырья

В меховом производстве используют разные виды дубителей – хромовый дубитель, алюминиевые квасцы, альдегидные дубители. При этом для дубления овчинного сырья применяют только хромовый дубитель, так как соединения хрома позволяют получить достаточно высокую термостойкость при сохранении мягкости и пластичности полуфабриката. Эффективность дубления во многом зависит от равномерного распределения дубителя в структуре коллагена. Этому способствует, с одной стороны, хорошее разделение структуры в процессе пикелевания, а с другой – правильный выбор параметров дубления. На начальной стадии процесса необходимо обеспечить максимально благоприятные условия для диффузии дубителя во внутренние слои кожевой ткани, а к концу процесса – создать условия для его связывания с функциональными группами коллагена.