Технология производства кожи из шкур форели с использованием неравновесной низкотемпературной плазмы

УДК 675.15

Г. Р. Рахматуллина, Р. Ф. Ахвердиев, Д. К. Низамова, В. П.Тихонова

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОЖИ ИЗ ШКУР ФОРЕЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Ключевые слова: шкура форели, плазменная модификация, отмока, дубление, обводненность, температура сваривания.

В работе представлена технология производства кожи из шкур форели с использованием плазменной модификации. Установлено, что шкура форели, обработанная плазмой перед процессом отмоки, претерпевает структурные изменения, способствующие интенсификации процесса отмоки, дополнительному разделению в процессах золения и пикелевания.

Keywords: trout skin, NTP, Soaking, tanning, water cut, welding temperature.

The paper presents the technology of production of leather from skins of trout using plasma modification. It is established that the skin of the trout treated with plasma before the process of soaking, is undergoing structural changes that will contribute to the intensification of the process of soaking, additional separation in the processes of calcification and picklemania.

Введение

Во всём мире добывается огромное количество рыбы, причём выделкой рыбьих кож в нашей стране в настоящее время мало кто занимается и ценное сырьё пропадает. В связи с этим актуальным вопросом является возрождение российских традиций использования собственных ресурсов в переработке и применении рыбьих кож в пошиве изделий. Образцы современных материалов, полученных из рыбьих кож, отличаются высокими эстетическими и эксплуатационными качествами, очень модны и с успехом могут заменить кожи рептилий и пресмыкающихся.

Методика эксперимента

В качестве объекта исследования рассматривали шкуру форели мокросоленого способа консервирования.

Дерма шкур рыб образована переплетением кол-лагеновых и эластиновых волокон, и состоит из поверхностного и глубокого слоев. Эластиновые волокна развиты слабо. Именно дерма играет главную роль в получении качественного кожевенного полуфабриката [1].

Опытные образцы шкур форели подвергали плазменной модификации в режиме: газ - аргон, мощность разряда 1,55 кВт; сила тока 0,62 А, напряжение 4,5 кВ; расход плазмообразующего газа 0,04г/с, давление 26,6 Па, время модификации 3 минуты, частота генератора 13,56МГц [2]. Контрольные образцы не проходили модификацию потоком неравновесной низкотемпературной плазмы.

Для определения степени воздействия плазменной модификации на свойства шкур форели измеряли показатели обводненности и температуры сваривания шкур [3].

В соответствии с ГОСТ 13104-77 обводненность (содержание влаги) в кожевенном материале определяли высушиванием пробы при постоянной температуре.

Содержание влаги (%) вычисляли по формуле:

где гп -масса навески до сушки, г; гп1 - масса навески после сушки, г.

Температуру сваривания образцов определяли по температуре необратимой деструкции кожевенного материала в соответствии с ГОСТ 938.25-73.

Результаты и их обсуждение

Одним из первых подготовительных процессов производства кожи является отмока. Цель отмоки приведение шкуры в состояние близкое к парному, как по микроструктуре, так и по степени обводнения. Правильно проведенная отмока, дает возможность получить качественный кожевенный полуфабрикат из шкур рыб. В процессе отмоки вымываются консервирующие вещества, грязь, жир, растворимые белки.

Контроль процесса отмоки проводиться по степени обводнения сырья. Согласно традиционной технологии производства кожи, обводненность должна быть не меньше 65% [4]. В данной работе определяли обводненность шкур форели через разные промежутки времени 2, 4, 6, 12 и 18 часов.

Сильно обводненные шкуры могут иметь ослабленную кожевую ткань, так как большие потери белковых веществ вызывают рыхлость и отдушистость.

В таблице 1 показана степень обводнения шкур рыбы форели контрольного и опытного образцов через разные промежутки времени в течение процесса отмоки.

Таблица 1 - Обводенность образцов шкур форели

Содержание влаги, % Образцы шкур форели

контрольный опытный

в сырье 41,0

через 2 часа 48,9 52,3

через 4 часа 56,4 60,7

через 6 часов 62,6 65,2

через 12 часов 63,7 65,8

через 18 часов 65,4 66,2

W _(m - m, m

В таблице 1 показано, что обводненность образца модифицированного плазмой становится равной

65,2%, через 6 часов, при сравнении с контрольным образцов у которого только через 18 часов отмоки обводненность составила 65,4 % .

Таким образом, отмоку можно проводить в течение 6 часов для сырья из шкур лососевых рыб мок-росоленого способа консервирования, обработанных плазмой.

Далее идет процесс золения. Цель золения - разделение или разрыхление структуры дермы. В процессе золения пучки коллагеновых волокон сначала набухают, затем разделяются, в результате объем пучков возрастает.

После процесса золения обязательно нужно промыть голье и обеззолить, т.е. удалить связанный кальций и снять нажор с помощью карбоната натрия (№НСОз).

Процесс пикелевания проводили с помощью раствора нейтральной соли и алюминиевых квасцов, с целью придания голью кислотности без нажора перед хромовым дублением.

В процессе пикелевания происходит разрушение водородных и электровалентных связей в структуре дермы шкур лососевых рыб. Параллельно происходит разделение структуры дермы, а их способность к склеиванию снижается, что хорошо прослеживается на микрофотографиях среза у опытного образца на рисунке 2, при сравнении с контрольным образцом на рисунке 1.

Рис. 1 - Микрофотография контрольного среза шкур форели после пикелевания

Рис. 2 - Микрофотография опытного образца среза шкур форели после пикелевания

Наиболее сильное разделение структуры дермы происходит у модифицированного образца после процесса пикелевания, что подтверждается снижением температуры сваривания на 30С .

Дубление один из важнейщих процессов производства кожи из шкур рыб. Целью дубления является придание кожи таких свойств, которые обуславливают их пригодность для производства изделий.

На рисунках 3 и 4 изображены микрофотографии срезов шкур форели контрольный и опытный образец после процесса дубления.

На рисунке 4 видно, что модифицированный образец сохранил свою структуру, аркатурного строения при сравнении с контрольным.

Рис. 3 - Микрофотография среза шкур форели после дубления

1таде 51ге|рКеВД 1024X1624 1таде ыге[рт|: 645x647

. - .•»Й'^/' V. и

V"

Рис. 4 - Микрофотография модифицированного образца шкур форели после дубления

Процесс дубления контролируется по температуре сваривания. Показатели температуры сваривания полуфабриката из шкур форели представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Температура сваривания до и после пролежки

Температура сваривания полуфабриката, 0С Образцы шкур форели

контрольный опытный

После дубления 89 90

После пролежки 91 93

Как известно, коллаген имеет пространственную сетчатую структуру с небольшим ко-

личеством поперечных связей. Дубление ведет к образованию новых, более устойчивых поперечных связей.

Из данных представленных в таблице 2 видно, что пролежка кожевенного полуфабриката из шкур рыб, необходима. У контрольного образца температура сваривания увеличилась на 2 0С, у опытного на 3 0С, что связано с дополнительным структурированием свободных дубящих веществ с активными центрами белка.

ной работе процесс обезжиривания проводили с применением композиции: ПАВ Ника и Ленор.

Для придания мягкости и эластичности кожи из шкур форели, проводили процесс жирования.

Далее следует пролежка и сушка в закрепленном состоянии, для сохранения фиксации кармашков на коже.

Таким образом, на основании проведенной работы рекомендуется следующая технологическая цепочка производства кожи из шкур форели (рис. 5).

Данная технология позволяет получить кожевенный полуфабрикат из шкур форели не уступающий по своим характеристикам полуфабрикату, выделанному по традиционной технологии, кроме того, происходит сокращение времени обработки самого продолжительного процесса - отмоки.

Выводы

Исходя из проделанной работы можно сделать вывод, что неравновесная низкотемпературная плазма влияет на изменение свойств шкур форели в процессах производства кожи, а именно:

1. Сокращается процесс отмоки до 6 часов и повышается обводеннность сырья, скорей всего это связано с увеличением гидрофильности дермы после плазменной модификации.

2. В основных подготовительных процессах производства кожи из шкур форели (золении и пи-келевании), происходит дополнительное разделение структуры дермы, что приводит к повышению температуры сваривания на 3 0С после процесса дубления и пролежки за счет дополнительного связывания дубящих солей хрома с активными центрами белка.

Литература

1. Киладзе А.Б. Товароведная характеристика и оценка показателей качества шкур атлантического лосося как нового вида кожевенного сырья: автореф. дис. канд. техн. Наук/ Киладзе А.Б. - Москва: МГАВМИБ , 2008

2. Ахвердиев Р.Ф. Исследование влияния плазменной обработки на подготовительные процессы производства кожи из шкур лососевых рыб / Р.Ф. Ахвердиев и др./ Кожевенно-обувная пром-сть,2014,-№1 ,С.28-30.

4. Страхов И.П., Химия и технология кожи и меха./ Страхов И.П.,Шестакова И.С., Куциди Д.А., Санкин Л.Б., Гайдаров Л.П., Головтеева А.А., Есина Г.Ф., Блажей А.//Издательство «Легкая промышленность и бытовое обслуживание», 1985, С.495

Рис. 5 - Схема технологии производства кожи из шкур форели

Учитывая специфический запах рыбы, следует тщательно подойти к процессу обезжиривания, выбирая наиболее подходящее поверхностно-активное вещество, ликвидирующее причину запаха. В дан© Г. Р. Рахматуллина - д.т.н., проф. кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИ-ТУ, Gulnaz-f@yandex.ru; Р. Ф. Ахвердиев - к.т.н., доц. каф. высшей математики КНИТУ, rust123@rambler.ru; Д. К. Низамова - аспирант. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, nizamova.darya.93@mail.ru; В. П. Тихонова - к.т.н., доцент кафедры, плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИ-ТУ,Gulnaz-f@yandex.ru.

© G. R. Rakhmatiillina - doctor of Sciences, Professor of the Department of plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, Gulnaz-f@yandex.ru; R. F. Ahaqverdiyev - Ph. D.,Assoc. DEP. Mathematics of KNRTU, rust123@rambler.ru; D. K. Nizamova - postgraduate. plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU ;nizamova.darya.93@mail.ru; V. P. Tikhonova - Ph. D., associate Professor, plasma nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, Gulnaz-f@yandex.ru.