СПОСОБ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ ОВЧИННО-МЕХОВОГО СЫРЬЯ Российский патент 2003 года по МПК C14C1/08 

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано в меховом производстве при обезжиривании овчинно-мехового сырья.

Известен способ мойки-обезжиривания меховых и шубных овчин, заключающийся в обработке мехового сырья ферментными препаратами в присутствии синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) (см. а.с. 1134598, СССР; С 14 С 1/04. Способ мойки-обезжиривания меховых и шубных овчин. Опубл., 1985. Бюл. 2).

Однако этот способ возможно применять только для полушерстных и низкошерстных овчин, когда масса партии не превышает допустимую норму для единицы оборудования.

Известен способ обработки меховых овчин с использованием ферментного препарата протосубтилина Г3х в моечно-обезжиривающих процессах. В процессе обезжиривания обработку овчин производят в растворе, содержащем анионоактивное ПАВ или смесь анионоактивного и неионогенного веществ в соотношении 1: 10 общей концентрацией 8-12 г/дм³, щелочной реагент (карбонат натрия) - 0,5 г/дм³ и протосубтилин Г3х - 1,0 г/дм³, при температуре 42^oС и продолжительности процесса 1 ч. (см. Курышева Г.Н., Зуева В. Г. Использование протеолитического ферментного препарата при обработке меха - Сб.науч.тр. /Исследование в области обработки меха, повышения качества мехового сырья и полуфабриката / отв.ред. Беседина А.Н. - М., 1987, с.8-21).

Однако использование ферментного препарата протосубтилин Г3х микробного происхождения, содержащего щелочную протеазу, может оказывать воздействие на мукополисахаридбелковый комплекс, находящийся в базальной мембране волосяных сумок, разрушая его. Это приводит к ослаблению фиксации волоса в кожевой ткани. Кроме того, применение смеси СПАВ высокой концентрации и, в частности, неионогенных веществ, может затруднить процесс биодеградации образующихся сточных вод.

Известен способ обезжиривания меховой овчины, в котором удаление органически вымываемых веществ осуществляется с помощью ферментных препаратов липолитического действия (липозин и/или липаза), выделенных из свиной поджелудочной железы, а также из культур Pseudomonas acrudinase с добавлением различных активирующих добавок (желчи, хлорида кальция). В случае применения этих ферментных препаратов качественные реакции на зажиренность отрицательные. Однако при обезжиривании липазами животного происхождения происходит некоторое ослабление связи волоса с кожевой тканью, что является нежелательным для меховых шкурок (см. Фомина Л.А., Рохваргер О.Д., Зубин А.М. и др. Исследование процесса ферментативного обезжиривания меховой овчины - Сб. научных трудов ВНИИМП - М., 1980, с.3-7).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является "Способ обезжиривания и ослабления щетины свиных шкур". Способ заключается в том, что после обработки известью и промывки шкуры обрабатывают в ванне, содержащей препарат плесневого грибка Aspergillus Oryzae и сернокислый аммоний. Под действием выделяемого препарата молочной кислоты отпадает жир. В результате чего, известковый нажор сырья опадает в ванне, где одновременно происходит дальнейшее разрыхление связи между щетиной и волосяной сумкой. Этим достигается необходимое ослабление щетины, (см. а.с. SU 61614, кл. С 14 С 1/08. Способ обезжиривания и ослабления щетины свиных шкур. Опубл. 31.08.1942).

Недостатком представленного метода является ослабление связи щетины свиных шкур с кожевой тканью, что не приемлемо при обработке овчинно-мехового сырья.

Основным недостатком представленных способов является образование токсичных сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения, такие как синтетические поверхностно-активные вещества и формальдегид.

Таким образом, технической задачей заявляемого способа является разработка ресурсосберегающей экологически безопасной технологии обезжиривания овчинно-мехового сырья, основанной на использовании микроорганизмов с липолитическими свойствами, способных деградировать жировые вещества (шерстный жир) в присутствии СПАВ.

Технический результат предлагаемого изобретения - оптимальное удаление жировых веществ с поверхности волосяного покрова и кожевой ткани меховой овчины с сохранением связи волоса с кожевой тканью при снижении степени токсичности сточных вод за счет сокращения расхода СПАВ с 8 до 0,5-1 г/дм³ и исключения из рабочей ванны карбоната натрия и формалина. При этом отработанный раствор может быть использован при выполнении отмоки, что позволит снизить расход водопотребления и водоотведения соответственно.

Технический результат достигается тем, что в способе обезжиривания овчинно-мехового сырья, заключающемся в его обработке ферментной культурой и бактериологическим препаратом, согласно изобретению в качестве ферментной культуры используют Pseudomonas Sp. в количестве 10⁶ клеток/см³ и бактериальный препарат (БП), продуцируемый этой культурой, при следующих параметрах: концентрация БП - 1-2 г/дм³, СПАВ - 0,5-1 г/дм³, температура 40-42^oС и постоянное перемешивание в рабочих ваннах.

Новым в предлагаемом способе биотехнологического обезжиривания меховой овчины является обработка сырья в растворе, содержащем прокариотические организмы, выделенные из специфического биоценоза, адаптированные и культивируемые в специальных средах, содержащих минеральную основу, органические вещества и СПАВ, что позволяет не только продуцировать им ферменты с заданными специфическими свойствами, но и повысить их толерантность к внешним параметрам среды.

Новым в способе является также и то, что предлагаемый рабочий состав содержит бактериальный препарат, продуцируемый культурой рода Pseudomonas Sp., обладающий как липолитическими, так и протеолитическими свойствами в сочетании со СПАВ. Эффект обезжиривания обусловлен тем, что после расщепления белковой оболочки жировых клеток наблюдается распад липидов микроорганизмами, который происходит биокаталитически под действием фермента липазы. Кроме того, бактериальный препарат способствует удалению загрязнений белковой и углеводородной природы с сохранением связи волоса с кожевой тканью при снижении токсичности сточных вод, а механические примеси вымываются из волосяного покрова за счет минимального присутствия в растворе СПАВ.

В известных способах обезжиривания овчинно-мехового сырья происходит образование токсичных сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения, такие как синтетические поверхностно-активные вещества и формальдегид, что позволяет отнести образующиеся воды к гипертоксичным, т.е. к очень грязным, и, следовательно, требуются значительные материальные затраты для их очистки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного способа обезжиривания овчинно-мехового сырья. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как более близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условиям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для осуществления предлагаемого изобретения - способа обезжиривания овчинно-мехового сырья были проведены экспериментальные исследования, в ходе которых были установлены условия культивирования прокариотического организма Pseudomonas Sp. , оптимальные концентрации БП, СПАВ и температурные параметры.

Полученную бактериальную суспензию, содержащую бактериальный препарат, продуцируемый культурой рода Pseudomonas Sp., СПАВ неионогенный и прокариотические организмы подвергают анализу для определения концентраций бактериального препарата (БП) и СПАВ, которые должны быть не менее 2,5 и 0,5-1 г/дм³ соответственно.

Бактериальную суспензию готовят путем введения в синтетическую среду минеральной основы, СПАВ, органических веществ и культуру рода Pseudomonas species. Длительность культивирования 72 часа при периодическом механическом воздействии.

Полученную таким образом суспензию подвергают анализу для оценки концентрации БП, его липолитической и протеолитической активностей, содержание СПАВ. После чего суспензию заливают в баркас, куда добавляют воду с таким расчетом, чтобы концентрация БП составляла не менее 2,5 г/дм³, а СПАВ - 0,5-1 г/дм³. Температура полученной смеси должна быть в пределах 40-42^oС. Продолжительность обработки - 1 час при периодическом механическом воздействии. Овчины в расправленном виде равномерно загружают в баркас.

Полученный готовый полуфабрикат характеризуется белым, чистым, рассыпчатым волосяным покровом.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Для проведения биотехнологического способа обезжиривания овчинно-мехового сырья предварительно получают бактериальную суспензию на основе культуры рода Pseudomonas Sp. Полученную суспензию вносят в рабочую ванну, определяют концентрацию БП и СПАВ, загружают овчину в расправленном состоянии. Вращение непрерывное. После обезжиривания сток, промывка. Окончание обезжиривания оценивали по реакции Либермана. Дальнейшую обработку проводили согласно Единой технологии обработки меховых овчин (1988 г.).

Предлагаемый способ обезжиривания меховой овчины апробировали в полупроизводственных условиях.

Для испытаний использовали состав, содержащий неионогенный СПАВ - Превоцелл W-OF-7-1 г/дм³, бактериальный препарат - 2,5 г/дм³, с активностями протеолитической - 212,00 ед/г и липолитической - 21,42 ед/г, продуцируемый культурой рода Pseudomonas Sp. Отмоку, обезжиривание и механические операции, включая стрижку и мездрение, проводили согласно Единой технологии обработки меховых овчин (1988 г.). Дальнейшая обработка проводилась по схеме: Отжим, обезжиривание II, сток, промывка, сток. Обезжиривание II проводили при следующих параметрах: жидкостный коэффициент - 7, продолжительность - 1 ч, температура - 40-42^oС. В рабочую ванну заливали среду, содержащую стартовую культуру и бактериальный препарат, определили концентрацию СПАВ, БП и в расправленном виде загружали овчины. Вращение непрерывное. Окончание обезжиривания определяли по реакции Либермана. После обезжиривания провели промывку меховой овчины проточной водой при температуре 40^oС в течение 30 минут.

В контрольном варианте (по прототипу) использовали состав, включающий: пасту "Новость" - 8 г/дм³, карбонат натрия - 0,5 г/дм³ и формальдегид - 0,5 см³/дм³. Процесс обезжиривания II выполняли в соответствии с Единой технологией обработки меховых овчин.

После опытного и контрольного обезжиривания проводили отбор сточных вод с целью оценки их качества и уровня токсического загрязнения. Оценку качества сточных вод проводили по следующим показателям: активная реакция среды (рН); химическое потребление кислорода (ХПК) и концентрация СПАВ. Характеристика сточных вод после обезжиривания II представлена в табл. 1.

Для оценки уровня токсического загрязнения (УТЗ) было проведено исследование токсичности воды после типовой и разработанной методик. В качестве тест-объекта использовали рачек Daphnia magna Straus. Показателем степени токсичности являлась кратность разбавления, при которой устраняется острое токсическое действие. Наблюдение проводили в течение 96 часов, первые 3 часа ежечасно, а затем один раз в сутки, учитывая при этом количество живых особей. Для контрольного варианта и для разбавления сточных вод использовали водопроводную воду после отстаивания в течение 24 часов. Выживаемость в контроле по истечении 96 часов составила 100%. Результат представлен в табл. 2.

Как видно из табл. 1 и 2, сточные воды после процесса обезжиривания, выполненного по разработанной методике на основе использования бактериального препарата, продуцируемого культурой рода Pseudomonas Sp., менее токсичны.

Далее обработка меховых овчин велась согласно Единой технологии выработки меховых овчин. Овчины выделывали до готового полуфабриката, после чего определили химические и физико-механические показатели. Результаты сравнительных испытаний, полученных предложенным способом и по способу-прототипу, представлены в табл. 3.

Таким образом, предлагаемый способ обезжиривания позволяет осуществлять оптимальное удаление жировых веществ с поверхности волосяного покрова и кожевой ткани меховой овчины. При этом образующиеся сточные воды можно отнести к умеренно загрязненным за счет уменьшения расхода СПАВ, исключения карбоната натрия и формальдегида и использования для деструкции жировых веществ бактериального препарата, продуцируемого культурой рода Pseudomonas Sp.

Показатели свойств овчины меховой выделанной соответствуют требованиям, предъявляемым по ГОСТ 4661-76.

На основании вышеизложенного следует, что заявляемый способ обезжиривания овчинно-мехового сырья соответствует условию "промышленная применимость".

Способ может быть использован в меховом производстве при обезжиривании овчинно-шубного и мехового сырья. Он заключается в обработке сырья ферментной культурой и бактериальным препаратом, где в качестве ферментной культуры используют Pseudomonas Sp. в количестве 10⁶ клеток/см³ и бактериальный препарат, продуцируемый этой культурой, при следующих параметрах: концентрация БП - 1-2 г/дм³, СПАВ - 0,5-1 г/дм³, температура 40-42^oС и постоянное механическое перемешивание рабочих ванн. Технический результат - оптимальное удаление жировых веществ с поверхности волосяного покрова и кожевой ткани меховой овчины с сохранением связи волоса с кожевой тканью и при снижении степени токсичности сточных вод за счет сокращения расхода СПАВ с 8 до 0,5-1 г/дм³ и исключения из рабочей ванны карбоната натрия и формалина. 3 табл.

Способ обезжиривания овчинно-мехового сырья, заключающийся в его обработке ферментной культурой и бактериальным препаратом, отличающийся тем, что в качестве ферментной культуры используют Pseudomonas Sp. в количестве 10⁶ клеток/см³ и бактериальный препарат, продуцируемый этой культурой, при следующих параметрах: концентрация БП - 1-2 г/дм³, СПАВ - 0,5-1 г/дм³, температура 40-42^oС и постоянное механическое перемешивание рабочих ванн.