СПОСОБ ПИКЕЛЕВАНИЯ ОВЧИННО-МЕХОВОГО СЫРЬЯ Российский патент 2007 года по МПК C14C1/08 

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано в меховом производстве при проведении процесса пикелевания овчинно-шубного и мехового сырья.

Известен способ пикелевания с использованием хлорида натрия (до 40 г/дм³), уксусной и серной кислот (до 3,0 и 1,5 г/дм³ соответственно) (см. Технология обработки меховых овчин. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 200 с.).

Недостатком указанного способа с использованием известного состава является то, что при этом методе воздействию кислот подвергается волосяной покров мехового полуфабриката. Из-за действия кислот происходит изменение водородных и солевых связей в структуре кератинов, в результате ослабляется структура волоса.

Известен способ пикелевания натурального меха обработкой сырья при 40-50°С составом, содержащим серную или уксусную кислоту, поваренную соль. Пикелевание проводится совместно с дублением, что обуславливает дополнительное введение в раствор хромового экстракта, гипосульфита, кальцинированной соды и вспомогательного вещества ОП-10, при продолжительности обработки меха 9-12 ч и жидкостном коэффициенте (ЖК) 9-11 (см. Аронина Ю.Н. и др. Технология меха. М., 1974. - 152 с.).

Недостатком известного способа является образование большого количества сточных вод, а также проведение процесса при повышенных температурах, что приводит к большим затратам электроэнергии.

Основным недостатком вышеописанных способов является образование сильнокислых сточных вод (рН<4,5) после кислотно-солевой обработки. Следует отметить высокую минерализованность этих вод после технологических процессов, так как средний расход хлорида натрия составляет 40 г/дм³, а степень его отработки - не более 10%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ пикелевания, основанный на том, что первую стадию пикелевания проводят пикельным раствором, содержащим молочную и серную кислоты, а вторую - в присутствии ферментного препарата - эндополигалактуроназы в количестве 0,1-0,3 г/дм³ (см. Авт. свидетельство №549474 от 11.08.75, М. Кл.² С14С 1/04. Способ обработки меховых шкур /Дианова О.П., Мартаков А.А., Шишкова А.Н., Вдовина Л.Д.).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость, значительный объем сточных вод, а использование в первой стадии серной кислоты может вызвать негативные процессы в структуре волоса.

Задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в разработке технологии проведения пикелевания с использованием кисломолочных композиций при сокращенном расходе хлорида натрия и исключения из рабочей ванны агрессивных кислот, в частности серной.

Техническим результатом изобретения является повышение качества меховых овчин за счет снижения заката волосяного покрова и улучшения их упругопластических свойств.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе пикелевания овчинно-мехового сырья, заключающемся в его обработке пикельным раствором, согласно изобретению в качестве пикельного раствора используют кисломолочную композицию, обладающую величиной титруемой кислотности не менее 300°Т, концентрацией молочной кислоты не менее 25 г/дм³ или рН не менее 3,5; при этом обработку проводят при температуре 30±2°С, продолжительности 16 ч, переменном механическом воздействии, ЖК=7, расходе хлорида натрия 20 г/дм³.

Отличительной особенностью предлагаемого способа пикелевания овчинно-мехового сырья является его биотехнологическая обработка в кисломолочной композиции, обладающей высокой величиной титруемой кислотности, позволяющей уменьшить расход хлорида натрия до 50%, без дополнительного введения минеральной и/или органической кислот. Эффект пикелевания обусловлен наличием молочной кислоты в композиции, накапливающейся в процессе вовлечения в метаболизм лактозы. В результате симбиотического воздействия культур микроорганизмов и молочной кислоты, содержащихся в кисломолочной композиции, происходит воздействие на коллагеновые волокна с последующим их разрыхлением и понижением величины рН водной вытяжки.

Наличие в композиции кисломолочных бактерий обеспечивает удаление жировых веществ с поверхности волосяного покрова без повторного их осаждения на поверхности волосяного покрова и кожевой ткани. Обработку проводят при температуре 30±2°С, продолжительности 16 ч, переменном механическом воздействии, величине ЖК=7 и расходе хлорида натрия 20 г/дм³.

Выбор параметров проведения биотехнологического пикелевания обусловлен техническим результатом, положенным в основу разрабатываемого способа, а именно: оптимальное разрыхление коллагеновых волокон дермы без образования кислотного нажора и ослабления связи волоса с кожевой тканью. Оптимальное разрыхление коллагеновых волокон достигается в случае, если кисломолочная композиция обладает величиной титруемой кислотности не менее 300°Т. Снижение величины титруемой кислотности до 200°Т и более требует увеличения продолжительности обработки до 48-72 ч, что может явиться причиной возникновения гнилостных процессов, неприятного запаха и ослабления связи волоса с кожевой тканью. Уменьшение расхода хлорида натрия более чем на 50% вызывает кислотный нажор и снижение упругопластических свойств готовой овчины. Температура обработки должна быть в пределах 30±2°С, так как понижение или повышение ее может вызвать снижение метаболитических процессов микроорганизмов. Продолжительность обработки овчины кисломолочной композицией в течение 16 ч обеспечивает оптимальное разрыхление коллагеновых волокон и подготовку полуфабриката к дублению. Снижение продолжительности обработки может явиться причиной недостаточного разрыхления коллагеновых волокон, а это может вызвать при проведении процесса дубления связывание соединений хрома в верхних слоях дермы и возникновение такого дефекта, как непродуб. Тогда как увеличение времени обработки более 16 ч может явиться причиной начала гнилостных процессов и возникновения дефекта - теклость волоса.

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 пикелевания 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 выполнения предлагаемого изобретения - способа пикелевания овчинно-мехового сырья - были проведены полупроизводственные исследования, в ходе которых были определены режимы культивирования молочнокислых композиций, оптимальная величина титруемой кислотности, концентрация хлорида натрия в пикельном растворе, продолжительность пикелевания, количество вводимой композиции.

Кисломолочную композицию готовят на основе вторичных продуктов молочной промышленности, а именно пастеризованной творожной сыворотки, и/или обезжиренном молоке с жирностью до 0,1% и 0,05%, соответственно. Культивирование проводят с использованием пастеризованного обезжиренного молока при температуре 22±2°С в течение 5 суток с периодическим механическим воздействием (два раза в сутки по 15 мин). При достижении величины титруемой кислотности КМК 280-300°Т добавляют сыворотку творожную пастеризованную и обезжиренное молоко пастеризованное в суммарном количестве 100 см³ в течение 13 суток, постепенно увеличивая объем сыворотки творожной пастеризованной до полного исключения обезжиренного молока пастеризованного. По окончании культивирования проводят оценку величины титруемой кислотности, которая должна быть не менее 300°Т или активной реакции среды (рН) не более 3,5. Параметры готовой кисломолочной композиции представлены в таблице 1.

Таблица 1Наименование параметраКоличественное выражение1. Титруемая кислотность, °Тне менее 3002. Концентрация молочной кислоты, г/дм³не менее 253. Активная реакция среды, рНне менее 3,54. Соотношение микроорганизмов в кисломолочных композициях (КМК) (мезофильные молочнокислые стрептококки: термофильные молочнокислые бактерии:лактосбраживающие дрожжи:уксуснокислые бактерии): - КМК, полученная путем культивирования кефирных грибков в пастеризованном обезжиренном молоке1:2:0,25:0- КМК, полученная путем культивирования кефирных грибков в пастеризованной творожной сыворотке1:1:0,25:0- КМК, полученная путем культивирования курунговой закваски в пастеризованном обезжиренном молоке2:1:1:1- КМК, полученная путем культивирования курунговой закваски в пастеризованной творожной сыворотке2:0,5:0,5:0,5

Как видно из таблицы 1, кисломолочная композиция характеризуется высокой титруемой кислотностью (не менее 300°Т), низкой активной реакцией среды (рН не более 3,5). Столь высокая величина титруемой кислотности, указывает о значительном содержании молочной кислоты в композиции (25-30 г/дм³), что должно обеспечить оптимальное разрыхление коллагеновых волокон меховой овчины.

Полученные кисломолочные композиции предлагается хранить при температуре 4-7°С в течение 40-60 дней. Титруемая кислотность в период хранения составляет 280-300°Т. Реактивацию кисломолочных композиций следует проводить при температуре 22±2°С в течение 8 часов и двухкратном аэрировании. Доза добавляемого субстрата (пастеризованное обезжиренное молоко) составляет 30-40% от объема кисломолочной композиции.

После проведенного анализа в баркас наливают расчетное количество кисломолочной композиции, добавляют хлорид натрия из расчета 20 г/дм³. Затем в баркас помещают овчину меховую в расправленном виде после процесса обезжиривания и промывок. Процесс проводят при температуре (30±2)°С с переменным механическим воздействием в течение 16 ч, при величине ЖК=7. После биотехнологического пикелевания овчину выгружают, расправляют и отбирают пробу для определения температуры сваривания кожевой ткани, которая должна быть не более 46°С.

Полученный готовый полуфабрикат характеризуется белой кожевой тканью, равномерно наполненный, с хорошей подтяжкой (в среднем прирост площади должен быть не менее 14%). Данный эффект достигают за счет симбиотического воздействия кисломолочных микроорганизмов и продуцируемых ими метаболитов, присутствующих в кисломолочной композиции, что обеспечивает дополнительное мягчение кожевой ткани, чем и обуславливается улучшение качества полуфабриката.

Предлагаемый способ пикелевания овчинно-мехового сырья осуществляют следующим образом. При подготовке сырья к обработке предварительно подбирают партию шкур овчины меховой одного способа консервирования, взвешивают. Сырье подвергают отмочке, обезжириванию и механическим операциям согласно "Технологии обработки меховых овчин" (1988 г.). Затем сырье отжимают и подвергают его биотехнологическому пикелеванию. Наливают кисломолочную композицию, подогретую до 33°С, добавляют расчетное количество поваренной соли. Характеристика кисломолочной композиции представлена в таблице 1. Приготовленный таким образом рабочий раствор перемешивают и загружают сырье в расправленном виде. Продолжительность пикелевания 16 ч при переменном механическом воздействии. Окончание пикелевания оценивают по снижению температуры сваривания до 42-46°С и появлению "сушинки", образующейся от нажима пальцами на сложенную вдвое кожевую ткань. После чего проводят сток, овчину выгружают. Дальнейшую обработку проводят согласно "Технологии обработки меховых овчин" (1988 г.). В контрольном варианте (см. Технология обработки меховых овчин, 1988 г.) используют состав, включающий: ЖК=7; температура раствора (37±0,5)°С; продолжительность процесса 16 ч; соль поваренная 40 г/дм³; уксусная кислота 3,0 г/дм³; серная кислота 1,5 г/дм³.

После процесса пикелевания отбирают пробы для оценки физико-механических свойств овчины. Результаты представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2Наименование показателяНаправление испытательного участкаХарактеристика сырья до пикелеванияДля кожевой тканиТемпература сваривания, °С-65,67Нагрузка, соответствующая заданному напряжению 4,9 МПаПродольный17 Поперечный20Удлинение при напряжении 4,9 МПа: ПолноеПродольное21 мм/42% Поперечное11мм/22%ОстаточноеПродольное10 мм/20% Поперечное5 мм/10%УпругоеПродольное11 мм/22% Поперечное6 мм/12%Нагрузка при разрыве, НПродольное100,0 Поперечное30,8Предел прочности приПродольное31,0Растяжении, МПаПоперечное7,7Удлинение при разрывеПродольное44 мм/88% Поперечное28 мм/56%Потяжка образцов, %Продольное10 Поперечное10Таблица 3Наименование показателяНаправление испытательного участкаКонтрольный вариантОпытный вариантДля кожевой тканиТемпература сваривания, °С-4442,5Нагрузка, соответствующая заданному напряжению 4,9 МПаПродольный2724 Поперечный2425Удлинение при напряжении 4,9 МПа:ПолноеПродольное17 мм/34%16 мм/32% Поперечное7 мм/14%7 мм/14%ОстаточноеПродольное10 мм/20%10 мм/20% Поперечное5 мм/10%5 мм/10%УпругоеПродольное7 мм/14%6 мм/12% Поперечное2 мм/14%2 мм/4%Нагрузка при разрыве, НПродольное77,091,0 Поперечное37,024,5Предел прочности при растяжении, МПаПродольное14,619,2 Поперечное7,44,9Удлинение при разрывеПродольное37 мм/74%40 мм/80% Поперечное20 мм/40%25 мм/50%Потяжка образцов, %Продольное2030 Поперечное1020

Как видно из полученных результатов, физико-механические свойства меховой овчины, выделанной по заявленной технологии, практически не отличаются от овчины, прошедшей типовое пикелевание. В процессе пикелевания, как опытного, так и типового, происходит уменьшение температуры сваривания для образцов с 65-67 до 42,5 и 44°С, соответственно. Это происходит вследствие разрыхления волокнистой структуры дермы, разрыва межмолекулярных поперечных связей и вымывания углеводных компонентов. Пропикелеванность образцов определяли также органолептически. Кожевая ткань образцов приобретает сухость и высокую пластичность, мездряная сторона светлеет, при складывании и натяжении образуется белая полоска ("сушинка"). Одинаковое изменение физико-химических параметров исследуемых вариантов указывает на оптимальное разделение микроструктуры дермы и разрушение части водородных и электровалентных связей.

Примеры реализации предлагаемого способа пикелевания овчинно-мехового сырья

Пример 1. Партию меховой овчины пресно-сухого способа консервирования после отмочки, отжима, обезжиривания, выполненных согласно Технологии обработки меховой овчины (1988 г.), подвергают биотехнологическому пикелеванию при ЖК-7, температуре 30°С в течение 16 ч, при переменном механическом воздействии.

Состав пикельного раствора: кисломолочную композицию получают путем культивирования кефирных грибков в пастеризованном обезжиренном молоке (1:2:0,25:0); титруемая кислотность 315°Т; концентрация молочной кислоты 28,3 г/дм³; активная реакция среды (рН) 3,5; расход хлорида натрия 20 г/дм³.

В пикельную ванну вносят 100% кисломолочной композиции, считая на массу партии, температурой 32°С. Затем помещают овчину меховую после процесса обезжиривания в развернутом виде в баркас, содержащий кисломолочную композицию. Продолжительность обработки 16 ч, при переменном механическом воздействии ЖК-7, температуре раствора 30°С. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания, которая должна быть не более 46°С и наличии эффекта "сушинки".

Физико-химические показатели меховой овчины после процесса биотехнологического пикелевания представлены в таблице 4.

Пример 2. Партию меховой овчины пресно-сухого способа консервирования после отмочки, отжима, обезжиривания, выполненных согласно Технологии обработки меховой овчины (1988 г.), подвергают биотехнологическому пикелеванию при ЖК-7, температуре 30°С в течение 16 ч, при переменном механическом воздействии.

Состав пикельного раствора: кисломолочную композицию получают путем культивирования кефирных грибков в пастеризованной творожной сыворотке (1:1:0,25:0), при этом титруемая кислотность 355°Т; концентрация молочной кислоты 31,9 г/дм³; активная реакция среды (рН) 3,4; расход хлорида натрия 20 г/дм³.

В пикельную ванну вносят 100% кисломолочной композиции, считая на массу партии, температурой 32°С. Затем помещают овчину меховую после процесса обезжиривания в развернутом виде в баркас, содержащий кисломолочную композицию. Продолжительность обработки 16 ч, при переменном механическом воздействии ЖК-7, температуре раствора 32°С. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания, которая должна быть не более 46°С и наличии эффекта "сушинки".

Физико-химические показатели меховой овчины после процесса биотехнологического пикелевания представлены в таблице 4.

Пример 3. Партию меховой овчины пресно-сухого способа консервирования после отмочки, отжима, обезжиривания, выполненных согласно Технологии обработки меховой овчины (1988 г.), подвергают биотехнологическому пикелеванию при ЖК-7, температуре 30°С в течение 16 ч, при переменном механическом воздействии.

Состав пикельного раствора: кисломолочную композицию получают путем культивирования курунговой закваски в пастеризованном обезжиренном молоке (2:1:1:1), титруемая кислотность 335°Т; концентрация молочной кислоты 30,1 г/дм³; активная реакция среды (рН) 3,5; расход хлорида натрия 20 г/дм³.

В пикельную ванну вносят 100% кисломолочной композиции, считая на массу партии, температурой 32°С. Затем помещают овчину меховую после процесса обезжиривания в развернутом виде в баркас, содержащий кисломолочную композицию. Продолжительность обработки 16 ч, при переменном механическом воздействии ЖК-7, температуре раствора 28°С. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания, которая должна быть не более 46°С, и наличию эффекта "сушинки".

Физико-химические показатели меховой овчины после процесса биотехнологического пикелевания представлены в таблице 4.

Пример 4. Партию меховой овчины пресно-сухого способа консервирования после отмочки, отжима, обезжиривания, выполненных согласно Технологии обработки меховой овчины (1988 г.), подвергают биотехнологическому пикелеванию при ЖК-7, температуре 30°С в течение 16 ч, при переменном механическом воздействии.

Состав пикельного раствора: кисломолочную композицию получают путем культивирования курунговой закваски в пастеризованной творожной сыворотке (2:0,5:0,5:0,5), титруемая кислотность 360°Т; концентрация молочной кислоты 32,4 г/дм³; активная реакция среды (рН) 3,2; расход хлорида натрия 20 г/дм³.

В пикельную ванну вносят 100% кисломолочной композиции, считая на массу партии, температурой 32°С. Затем помещают овчину меховую после процесса обезжиривания в развернутом виде в баркас, содержащий кисломолочную композицию. Продолжительность обработки 16 ч, при переменном механическом воздействии ЖК-7, температуре раствора 30°С. Окончание пикелевания оценивают по величине температуры сваривания, которая должна быть не более 46°С, и наличию эффекта "сушинки".

Физико-химические показатели меховой овчины после контрольного (типового) и опытного пикелевания приведены в таблице 4.

Таблица 4ПримерСредняя толщина кожевой ткани, ммУдлинение при напряжении 4,9 МПаНагрузка при разрыве, НУдлинение при разрыве, ммПредел прочности при растяжении, МПаПрочность связи волоса с кожевой тканью, МПаКонтроль0,9617 мм/34%58,82711,30,95Пример 11,119 мм/38%63,73612,60,98Пример 21,1819 мм/38%98,04216,60,91Пример 31,1627 мм/54%68,64212,80,93Пример 41,0821 мм/42%88,23616,30,99

Результаты, представленные в таблице 4, показывают, что все способы биотехнологического пикелевания обеспечивают оптимальное разрыхление коллагеновых волокон кожевой ткани меховой овчины. После проведения указанных операций овчины выгружают и подвергают дублению-жированию с расходом необходимых ингредиентов согласно Технологии обработки меховой овчины (1988 г.). Как видно из примеров, предложенный способ пикелевания овчинно-мехового сырья позволяет проводить оптимальное разрыхление коллагеновых волокон кожевой ткани меховой овчины. При этом оптимальное разрыхление достигается без дополнительного введения в пикельную ванну органических и/или минеральных кислот, а также снижения на 50% расхода хлорида натрия. Физико-химические показатели овчины после процесса биотехнологического пикелевания показывают улучшение ее упругопластических свойств, что подтверждается более высокими величинами нагрузки и удлинением при разрыве, а также пределом прочности при растяжении. Овчина характеризовалась белым рассыпчатым волосом, без заката, что связано с отсутствием в пикельном растворе, полученного на основе кисломолочной композиции, сильных кислот, в частности серной.

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

Способ касается пикелевания овчинно-шубного и мехового сырья и может быть использован в меховом производстве. Меховые овчины подвергают пикелеванию в растворе, в качестве которого используют кисломолочную композицию, обладающую величиной титруемой кислотности не менее 300°Т, концентрацией молочной кислоты не менее 25 г/дм³ и активной реакцией среды не более 3,5. Процесс проводят при температуре 30±2°С, продолжительности 16 ч, переменном механическом воздействии, ЖК=7, расходе хлорида натрия 20 г/дм³. Техническим результатом является повышение качества меховых овчин за счет снижения заката волосяного покрова и улучшения их упругопластических свойств. 4 табл.

Способ пикелевания овчинно-мехового сырья, заключающийся в его обработке пикельным раствором, отличающийся тем, что в качестве пикельного раствора используют кисломолочную композицию, обладающую величиной титруемой кислотности не менее 300°Т, концентрацией молочной кислоты не менее 25 г/дм³ или рН не более 3,5, при этом обработку проводят при температуре 30±2°С, продолжительности 16 ч, переменном механическом воздействии, жидкостном коэффициенте, равном 7, расходе хлорида натрия 20 г/дм³.