Разработка была выполнена в рамках задания:
«Разработать состав, технологию получения и применения антисептического средства для обработки кожевенного дубленого полуфабриката»
Государственная научно-техническая программа «Перспективные химические и биологические технологии», 2021-2025 годы подпрограмма «Малотоннажная химия»
Головная организация-исполнитель: РУП «Институт мясо-молочной промышленности» НАН РБ.Научный руководитель: зав. отделом санитарной обработки оборудования и помещений Ховзун Т.В., тел.: 235-10-42.
Организация-соисполнитель: Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем» (НИИ ФХП БГУ)
Научный руководитель: зав. лабораторией НСАП Шабловский В.О. тел.: 374-95-45.
Ответственный исполнитель : вед.н.с. НИИ ФХП Тучковская А.В. тел.: 374-95-45.
Актуальность работы
Кожевенное сырье широко используется в нашей стране и за ее пределами при изготовлении обуви, одежды, мебели, галантерейных изделий и других изделий, пользующихся повышенным спросом у населения. Сырье отечественных производителей имеет более низкую стоимость, чем импортируемое, что позволяет выпускать качественный продукт по приемлемой цене. Качество кожевенного сырья непосредственно влияет на эффективность производства готовых изделий, что является важным резервом для выработки товаров народного потребления и улучшения их потребительских свойств.
Изделия из натуральной кожи имеют значительное преимущество перед изделиями из синтетических и искусственных материалов. Это объясняется комплексом ценных свойств, обусловленных биологическим происхождением, химическим составом и гистологическим строением. Наличие в парной шкуре большого количества белков и влаги является одним из факторов, делающих шкуру чувствительной к разрушительному воздействию гнилостных микроорганизмов. Поэтому современные технологии переработки кожевенного сырья должны предусматривать тщательную защиту сырья на всех стадиях переработки в готовую кожу, обеспечивая ее соответствие техническим требованиям.
Технология производства кожи - это длительный и многостадийный процесс, состоящий из нескольких этапов. Одним из наиболее важных этапов производства кожи является дубление. Существует множество видов дубления кожи, в зависимости от применения веществ для обработки материала. Усовершенствование этого процесса продолжается до сих пор.
На сегодняшний день для кожевенной промышленности весьма актуальным является сохранение качества дубленого полуфабриката путем предотвращения биоповреждений, вызываемых плесневыми грибами. Чем качественнее выполнены операции на данном этапе производства, тем более высококачественный конечный продукт можно получить.
Одной из причин, влияющих на качественные характеристики дубленого полуфабриката, являются производственные дефекты, полученные в результате осуществления технологического процесса съемки шкур с туши животного, при консервировании кожевенного сырья, а также при хранении самого дубленого полуфабриката.
Доказано, что выдубленные кожи подвержены воздействию главным образом микроскопических грибов, так как развитие бактерий затруднено. Установлено, что кожи хромового дубления обладают сопротивляемостью воздействию плесени, но слабыми бактерицидными свойствами и, кроме того, препараты дубления на основе солей хрома весьма токсичны. Агентами биоповреждения, выделенными из дубильных растворов и с поверхности полуфабриката являются: Bacillus mesentericus и некоторые грибы: Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium.
Для улучшения качества кожевенных дубленых полуфабрикатов, необходимо определить основные мероприятия по предупреждению и устранению возникающих в процессе производства факторов, снижающих ценность готовой продукции. На стадии дубления обосновано применение биоцидов и антисептиков для обработки готовых дубленых полуфабрикатов. Выполнение данных мероприятий позволит снизить потери ценного сырья, повысить эффективность дальнейшей переработки кожевенными заводами и обеспечить легкую промышленность сырьем требуемого качества.
Шкуры крупного рогатого скота являются ценным сырьем для производства изделий из кож широкого ассортимента. Натуральная кожа, являясь природным белковым материалом, приобретает товарные качества в результате многостадийной обработки различными химическими реагентами и представляет собой питательную среду, на которой могут развиваться бактерии и плесневые грибы. Огромное значение в порче шкуры имеет специфическая микрофлора кожсырьевых складов, состоящая из микробов, размножающихся в большом количестве как на разлагающихся отбросах производства, так и на хранящемся сырье и хозяйственном инвентаре. Воздух этих помещений обычно в значительной степени загрязнен этой специфической микрофлорой, спорами плесеней, микрофлорой соли и др.
Заселение поверхности шкур микроорганизмами во многом зависит от чистоты содержания соответствующих помещений и от обращения со шкурой. Если к кожсырью относятся небрежно, то количество микробов на нем сильно возрастает, что может в дальнейшем нанести значительный ущерб сырью.
С целью повышения биостойкости кожевенных шкур и готовых полуфабрикатов следует защищать сырье сразу после съемки и на всех стадиях переработки. Для повышения качественных характеристик производимой продукции и экологической безопасности производства для обработки дубленых полуфабрикатов могут применяться антисептические и дезинфицирующие средства, многие из которых обезвоживают ткани шкур, многие угнетают жизнедеятельность микробной клетки.
Замена токсичных и канцерогенных химических соединений на новые биоцидные препараты, приемлемые в экономическом, технологическом и экологическом отношении, представляет собой актуальную проблему для современного кожевенного производства. В настоящее время на предприятиях Республики Беларусь используются импортные антисептические средства для обработки дубленых полуфабрикатов.
Перед кожевенной промышленностью остро стоит проблема замены применяемых канцерогенных антисептиков, в сильной степени загрязнявших окружающую среду, на принципиально новые биоцидные средства, не наносящих вреда ни экологии, ни здоровью человека и животных.
В настоящее время многие европейские и американские фирмы выпускают значительное количество биоцидов, предназначенных для предохранения кожевенного сырья и полуфабриката от порчи и плесневения. Биоциды и фунгициды в кожевенной промышленности – не только средства для защиты сырья и дорогостоящей продукции от разрушающего действия микроорганизмов, но и необходимые химикаты, способствующие повышению износостойкости кож.
Следует отметить, что рынок химических средств для защиты кожевенного сырья и материалов от микробиологического повреждения крайне широк. Однако не все предлагаемые могут быть с успехом использованы по тем или иным причинам, поскольку список требований, предъявляемый к средствам для обработки шкур, достаточно обширный. При этом важным фактором, влияющим на выбор средства, является его стоимость.
В рамках выполняемого задания с целью улучшения качества дубленых полуфабрикатов и предупреждения дефектов, возникающих на технологических этапах, планировалось разработать отечественное антисептическое средство для обработки кожевенных дубленых полуфабрикатов и освоена технология его производства и применения.
Внедрение нового отечественного антисептического средства для обработки кожевенных дубленых полуфабрикатов, а также освоение технологии его производства и применения позволит сохранить высокое качество кожевенного сырья и повысить выход шкур высшего сорта, исключить затраты на закупку дорогостоящих зарубежных препаратов, повысить эффективность переработки кожевенного сырья, повысить качество выпускаемой продукции.
Задачей НИИФХП БГУ явилась разработка состава нового антисептического средства, применяемого в процессах выделки кожевенного дубленого полуфабриката, а также технологических режимов его получения.
В результате выполнения НИОТР получены следуюшие результаты:
На основании анализа литературных и патентных исследований были разработаны перспективные составы антисептического средства для обработки кожевенного дубленого полуфабриката. Лабораторные образцы в количественном суспензионном методе проявили высокую бактерицидную и фунгицидную активность. Последующая модификация новых составов привела к моделированию оптимальной рецептуры антисептического средства, обладающего не только высокими бактерицидными свойствами, но и способностью сохранять свою защитную функцию на поверхности обработанного сырья в течение 90 дней. Состав средства подлежит патентованию. Разработаны рекомендации по приготовлению рабочих растворов нового средства «СейфГат», а также методов их корректировки и анализа. Новое средство под торговой маркой «СейфГат» обладает низкой коррозионной активностью и не способно наносить вред применяемому технологическому оборудованию.
Отработка технологических режимов получения средства «СейфГат» проводилась на производственных площадях предприятия-изготовителя ООО «ПроффХим» в соответствии с разработанным опытно-технологическим регламентом. Проведено научное сопровождение выпуска опытной партии антисептического средства. Опытная партия успешно прошла производственные испытания на предприятии ОАО «Минское производственное кожевенное объединение» в процессах обработки кожевенного дубленого полуфабриката с дальнейшим мониторингом качества продукции при хранении в течение трех месяцев. Контроль образцов кожевенных дубленых полуфабрикатов после трех месяцев хранения показал высокую степень сохранности (отсутствие роста плесеней и дрожжеподобных грибов). Таким образом была подтверждена эффективность воздействия антисептического средства «СейфГат» на микроорганизмы порчи на поверхности кожевенных дубленых полуфабрикатов, что позволит получить пригодное для производства кожевенное сырье, а значит в дальнейшем и качественную продукцию.
Использование антисептического средства «СейфГат» для обработки кожевенных дубленых полуфабрикатов в рекомендуемых дозировках в соответствии с технологической схемой применения обеспечивает гарантированную защиту полуфабрикатов от микробного заражения. Средство «СейфГат» не оказывает отрицательного воздействия на сырье, обладает одновременно бактерицидным, противоплесневым и противогрибковым эффектом. Его применение четко вписывается в технологический процесс обработки кожевенного дубленого полуфабриката. Препарат «СейфГат» малотаксичен, безопасен в работе, экологически безвреден, рабочие растворы характеризуются 4 классом опасности. Применение данного средства в технологии кожевенных предприятий позволит получить на выходе качественную продукцию, обладающую бактерицидной и фунгицидной защитой, а потребители – кожаные изделия, гарантировано не причиняющие вреда здоровью человека.