ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ НА СТРУКТУРУ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДЕРМЫ ШКУР ФОРЕЛИ В ОТМОЧНО-ЗОЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

Рахматуллина Гульназ Раисовна

д-р техн. наук, проф.

кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов,

доц. Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: gulnaz-f@yandex.ru

Абдуллин Ильдар Шаукатович

д-р техн. наук, заведующий кафедрой плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов,

проф. Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: abdulin_i@kstu.ru

Ахвердиев Рустем Фахраддинович

канд. техн. наук, доц. кафедры высшей математики,

доцент Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: 

Тихонова Валентина Петровна

канд. техн. наук, доц. кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов,

доц. Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: gulnaz-f@yandex.ru

Низамова Дарья Константиновна

магистр кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: nizamova.darya.93@mail.ru

Матвеева Оксана Васильевна

магистр кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»,

РФ, Республика Татарстан, г. Казань

E-mail: nizamova.darya.93@mail.ru

STUDY ON THE EFFECT OF DIFFERENT CHEMICALS ON THE STRUCTURE OF MODIFIED DERMA SKINS OF TROUT IN SOAKER-CINDERY PROCESSES

Gulnaz Rakhmatullina

doctor of technical sciences,

professor of department рlasma-chemical nanotechnology and macromolecular materials,

docent of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Ildar Abdullin

doctor of technical sciences, head of department plasma-chemical nanotechnology and macromolecular materials, рrofessor of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Rustem Akhverdiev

candidate of technical sciences, docent of department higher mathematics, docent of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Valentina Tikhonova

candidate of technical sciences, docent of department plasma-chemical nanotechnology and macromolecular materials, docent of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Daria Nizamova

master of department plasma-chemical nanotechnology and macromolecular materials of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

Oksana Matveeva

master of department plasma-chemical nanotechnology and macromolecular materials of State educational institution of higher education

“Kazan national research technological university”,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan city,

АННОТАЦИЯ

В результате проведенных исследований рекомендовано использование в процессе золения шкур форели Ca(OH)₂ и Na₂SO₃ с предварительной модификацией сырья в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы. Именно такое сочетание обеспечивает разделение и частичное расщепление коллагена так необходимое перед главным процессом производства кожи – дублением.

ABSTRACT

As a result of the studies recommended the use in the process of liming hides trout Ca(OH)2 and Na₂SO₃ with a preliminary modification of the raw material in the stream of nonequilibrium low-temperature plasma. This combination provides separation and partial cleavage of collagen so necessary before the main process of the skin – tanning.

Ключевые слова: неравновесная низкотемпературная плазма; шкура форели; золение.

Keywords: nonequilibrium low-temperature plasma; fish skin; limed.

Сегодня на рыбозаводах, остается масса отходов: кости, чешуя плавники и шкурки. По современным требованиям природоохраны такие отходы нужно утилизировать. Утилизация довольно дорога. Это и послужило толчком для развития рыбного кожевенного производства в Скандинавских странах. Изучение средств массовой информации показало, что нарастает интерес к этой теме и в России. Появляются предприятия, выделывающие рыбью кожу и модельеры, делающие из нее одежду, обувь, аксессуары. Кожа рыб промышленной выделки, может использоваться как любая другая кожа.

Технология производства кожи из шкур форели, в прочем, как и любая технология производства кож, начинается с отмочно-зольных процессов. Цель, которых заключается в удалении межволоконных, растворимых белков и разделение структуры. Прохождение данных процессов сопровождается использованием различных химических реагентов, которые ускоряют отмочно-зольные процессы и позволяют качественно их провести.

Известно [1, с. 45], что в отмоке используют различные обострители и ускорители, например, поверхностно-активные вещества, а в процессе золения традиционно применяют гидроксид кальция (Ca(OH)₂) и сульфид натрия (Na₂S).

В данной работе процесс золения проводили с использованием Ca(OH)₂, обострителей (Na₂S, Na₂SO₃) и фермента Протосубтилин Г-3Х. Включение в процесс золения фермента связано с положительным опытом Борисочкиной Л.И. [2, с. 5–11], которая отмечает, что применение ферментной обработки способствует получению кожи из шкур рыб высокого качества.

Процесс золения выполняет две основные функции:

• ослабление связи волоса и эпидермиса с дермой;
• изменение структуры дермы с целью получения необходимых свойств готовой кожи.

В ранее проведенных работах [3, с. 31–32], установлено положительное влияние неравновесной низкотемпературной плазмы на свойства шкур лососевых рыб в подготовительных процессах и определен наилучший режим их плазменной модификации, на примере шкур семги и горбуши.

В данной работе предпринята попытка исследования влияния различных химических реагентов отмочно-зольной жидкости и неравновесной низкотемпературной плазмы на структуру дермы шкур форели.

Модификации потоком неравновесной низкотемпературной плазмы подвергались шкурки форели перед процессом отмоки в режиме: мощность разряда 1,55 кВт, время обработки 3 минуты, давление 26,6 Па, расход газа 0,04 г/с [3, с. 31–32]. Далее проводили процесс отмоки с применением поверхностно-активного вещества «Ника». Процесс золения проводили по 3 вариантам с применением:

1. Ca(OH)₂ и Na₂S;
2. Ca(OH)₂ и Na₂SO₃;
3. Ca (OH) ₂ и Протосубтилин Г-3Х.

Для достоверности полученных результатов исследования проводились на пяти параллельных образцах шкур форели: опытных (модифицированных плазмой) и контрольных (без обработки плазмой).

Результаты изменения микроструктуры голья шкур форели после процесса золения по 3 вариантам при увеличении в 432 раза приведены на рис. 1–4. На рисунке 1 представлена микрофотография структуры дермы голья шкур форели после процесса золения по классической технологии с применением Ca(OH)₂ и Na₂S.

Рисунок 1 Микрофотография контрольного образца среза шкуры форели (Ca(OH)₂ и Na₂S)

Рисунок 2 Микрофотография опытного образца среза шкуры форели (плазменная обработка + Ca(OH)₂ и Na₂S)

Для производства натуральной кожи в процессе золения в основном применяется Na₂S и Ca(OH)₂. Эта технология проверена на процессе золения шкурок форели. Влияние классической технологии сильно отразилось на структуре дермы модифицированных шкур форели – опытный образец скрутился в длинную спираль (рис. 2).

Вероятно, совместное воздействие плазменной модификации и щелочной среды отрицательно влияет на структуру дермы шкур форели, заставляя белок скручиваться, то есть, разрушая его.

Исходя из полученных результатов, предлагается в процессе золения модифицированных шкур морских рыб исключить Na₂S.

Рисунок 3 Микрофотография опытного образца среза шкуры форели (плазменная обработка + Ca(OH)₂ и Na₂SO₃)

Рисунок 4 Микрофотография опытного образца среза шкуры форели (плазменная обработка + Ca(OH)₂ и Протосубтилин Г-3Х)

Применение Са(ОН)₂ и Na₂SO₃ в процессе золения с использованием плазменной модификации (рис. 3) дает возможность получить разделение структуры дермы с сохранением аркатурного строения при сравнении с классическим контрольным вариантом (рис. 1).

На рисунке 4 видно, что модифицированный образец, обработанный Са(ОН)₂ и Протосубтилином Г-3Х имеет сильное разделение пучков коллагеновых волокон в горизонтальном направлении, структура дермы хорошо прослеживается, но не наблюдается аркатурного разделения коллагеновых пучков.

Таким образом, на основании сравнительного анализа полученных результатов по срезам шкур форели трех вариантов, можно рекомендовать к использованию в процессе золения реагенты Ca(OH)₂ и Na₂SO₃ в сочетании с предварительной плазменной обработкой сырья перед процессом отмоки. В процессе золения дерма шкур форели претерпевает целый комплекс изменений, взаимно связанных друг с другом: происходит химическое взаимодействие составных частей зольной жидкости с белками дермы и частичное необратимое разрушение некоторых межмолекулярных связей в структуре коллагена.

Кроме этого, золение вызывает сильный нажор дермы; межволоконные растворимые белки, содержащиеся в ней, переходят в раствор; естественный жир, присутствующий в небольшом количестве в сырье, омыляется под действием щелочных реагентов. Происходит частичное расщепление коллагена так необходимое перед главным процессом производства кожи – дублением.

Следовательно, исходя из раннее проведенных исследований [4, с. 226–227] и исследований в данной работе, установлено, что для процесса золения модифицированных плазмой шкур морских рыб необходимо применять химические материалы Ca(OH)₂ и Na₂SO₃.

Список литературы:

1. Страхов И.П. Химия и технология кожи и меха. – М.: Легкая индустрия, 1979. 504 с.
2. Борисочкина Л.И. Отечественный и зарубежный опыт использования кожи рыб в качестве кожевенного сырья // Рыбное хозяйство. Сер. Обработка рыбы и морепродуктов: Информационный пакет /ВНИЭРХ. – 1992. – № И. – С. 5–11.
3. Рахматуллина Г.Р. Исследование влияния плазменной обработки на подготовительные процессы производства кожи из шкур лососевых рыб // Кожевенно-обувная промышленность. – 2014. – № 2. – С. 31–32.
4. Рахматуллина Г.Р. Влияние различных химических материалов в процессе золения шкур горбуши с применением неравновесной низкотемпературной плазмы на структуру дермы // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18, № 1. – С. 226–227.