3. Методы обезжиривания

На предприятиях меховой и овчинно-шубной промышленности применяются следующие методы обезжиривания: эмульсионный и органическими растворителями.

Эмульсионный метод обезжиривания. Этот метод обезжиривания получил наибольшее распространение. Он основан на использовании моющей способности поверхностно-активных веществ, к которым предъявляются следующие требования: они не должны отрицательно влиять на изменение свойств волосяного покрова и кожевой ткани; должны обладать моющей способностью в жесткой воде, т. е. в такой воде, где содержатся в большом количестве соли магния и кальция; обладать хорошей растворимостью в воде при комнатной температуре.

Моющая способность поверхностно-активных веществ зависит от строения молекул. На рис. 13 изображена схема удаления загрязнений с волосяного покрова шкур. Частицы жира и загрязнений плотно покрывают волос (рис. 13, а). Моющее вещество ослабляет силы сцепления между частицами загрязнений и волосом (рис. 13, б), в результате чего происходит постепенное обводнение поверхности загрязнения или жира пленкой моющего вещества. Таким образом, моющее вещество, обладая высокой смачивающей способностью, оказывает расклинивающее воздействие, и частицы жира и загрязнений отрываются от поверхности волоса (рис. 13, в).

Рис. 13. Схема удаления загрязнений с волосяного покрова: 1 - волос; 2 - жир; 3 - грязь; 4 - поверхностно-активное вещество

Факторы, влияющие на проведение обезжиривания. К факторам, влияющим на проведение процесса обезжиривания, относятся: природа применяемых моющих веществ, температура, продолжительность обработки и механические воздействия.

В настоящее время на предприятиях меховой промышленности используется большое количество разнообразных синтетических моющих веществ, которые полностью вытеснили мыла, ранее применяемые для проведения обезжиривания.

Мыла представляют собой натриевые и калиевые соли высших жирных кислот. Для приготовления мыла используют животные и растительные жиры. Натриевые соли жирных кислот представляют собой твердые мыла, а калиевые - жидкие. Особенно хорошей моющей способностью обладают мыла в щелочной среде, поэтому при обезжиривании в раствор добавляют небольшое количество карбоната натрия.

В меховой промышленности широко используются синтетические моющие вещества, которые имеют следующие преимущества перед мылами: обладают хорошей моющей способностью не только в щелочной среде, но и в нейтральной, что имеет очень важное значение, так как применение щелочной среды для обработки шкурок нежелательно; легче отмываются от волосяного покрова и кожевой ткани; устойчивы в жесткой воде.

Все выпускаемые в настоящее время моющие вещества могут быть разделены в зависимости от их биологической разлагаемости на три группы: биологически хорошо разлагаемые вещества (количество биологически разлагаемого вещества 85% и более); биологически среднеразлагаемые вещества (70-85%); биологически трудноразлагаемые вещества (менее 75%).

При выборе моющих веществ необходимо помнить, что отработанные рабочие растворы в ряде случаев засоряют сточные воды, очистка которых сопряжена с большими трудностями. В связи с этим, например, не рекомендуется применение такого моющего вещества, как препарат ОП-10, который биологически трудно разлагается.

Из большого количества синтетических моющих веществ в меховой и овчинно-шубной промышленности применяются следующие: стиральная паста "Новость", синтанол ДС, синтанол ДТ-308. сульфонол "Прогресс" и др. Поверхностно-активные вещества, которые применяются при обработке меха, должны легко удаляться с волосяного покрова и кожевой ткани при промывке водой, не оказывать отрицательного влияния на последующие процессы, не должны сильно обезжиривать кожевую ткань. Кроме того, они должны хорошо растворяться в воде и не иметь неприятного запаха.

Стиральная паста "Новость" представляет собой продукт переработки жирных спиртов, полученных при комплексной переработке кашалотового жира. Паста кремового цвета, хорошо растворяется в воде. Структурная формула СН₃-(СН₂)_n-OSO₃Na, n колеблется в пределах 9-17.

Синтанол ДС представляет собой полиэтиленгликолевый эфир, полученный из синтетических спиртов фракции С₁₀-С₁₈, обработанных оксидом этилена. Структурная формула R-О(СН₂-СН₂О)n Н, n в среднем равно 10-12, R - алкильный остаток, содержащий 10-18 атомов углерода. Синтанол ДС - прозрачная глицеринообразная жидкость светло-желтого цвета. Препарат обладает хорошими смачивающими свойствами.

Синтанол ДТ-308 получают на базе синтетических жирных спиртов фракции С₁₀-C₁₃. В общем виде формула следующая: C_nH_2n+1(СН₂СН₂О)_mН, где n равно 10-13, m равно 8. Препарат обладает хорошим моющим и смачивающим действием. Внешне представляет собой прозрачную слабоокрашенную жидкость без механических примесей. Биологическая разлагаемость препарата 87%, его относят к группе 1 биологически разлагаемых веществ. Нетоксичен, обладает корродирующими свойствами.

Сульфонолы (НП-3, НП-1, Б) - смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот

Кроме указанных моющих веществ химическая промышленность выпускает много других. В последнее время начали применять импортные моющие вещества: пельцвашмиттель - универсальное моющее средство, пельцвашмиттель ВНЛ - моющее средство, содержащее растворитель и рекомендуемое для особо зажиренных овчин, синтапон СР - средство, устойчивое в жесткой воде и применяемое при мойке и обезжиривании меховых овчин.

Применение того или иного продукта зависит от зажиренности меховой шкуры и ее особенностей. Часто для проведения обезжиривания используют одновременно несколько моющих веществ. Количество и выбор моющего вещества устанавливаются на основе практического опыта и научных исследований.

Повышение температуры усиливает образование пены и тем самым увеличивает моющую способность применяемых реагентов. Жировые вещества, содержащиеся в волосе, плавятся при температуре 35-40°С, проведение процесса при температуре 40°С обеспечивает хороший обезжиривающий эффект. Более высокая температура, особенно при использовании щелочных растворов, может привести к ослаблению связи волоса с кожевой тканью. Таким образом, сильно зажиренное сырье обычно обезжиривают при температуре 40°С, а менее зажиренное - при температуре 30°С.

Продолжительность обработки устанавливается равной 40-60 мин при оптимальных значениях температуры и концентрации моющих веществ. Более длительное пребывание шкур в растворе может привести к прекращению пенообразования, при этом частицы жира могут оторваться от частиц моющих веществ и вновь прилипнуть к волосу.

При энергичном перемешивании жир быстрее удаляется с поверхности волоса. Кроме того, уменьшается опасность обратного оседания загрязнений. В связи с этим для обезжиривания целесообразно применять вращающуюся аппаратуру.

Большое влияние на проведение процесса оказывает отжим шкур на мездрильной машине с тупыми ножами. Как показали исследования, чередование обработки шкур в растворе моющих веществ с последующим механическим отжимом на машинах дает очень хорошие результаты.

Практическое выполнение обезжиривания. Обезжиривание сырья проводится в зависимости от его зажиренности. Малозажиренные шкуры достаточно обработать в течение 40 мин в растворе моющего вещества при температуре 30-35°С и постоянном перемешивании. После обезжиривания шкуры отжимают и направляют на следующие процессы. При выделке меховой овчины моечно-обезжиривающий процесс складывается из ряда операций: мойка первая, отжим по волосу, стрижка волоса, мездрение, обезжиривание, промывка первая, мойка вторая, отжим.

Мойку первую и вторую проводят при ж. к. = 10 в течение 20 мин при температуре 42°С с применением стиральной пасты "Новость". Иногда в раствор добавляют формалин.

Очень часто для мойки меховых овчин используют отработанные вещества. Отжим по волосу после моек проводят на мездрильной машине ММ2-47 с тупыми ножами. Обезжиривание выполняется в баркасах при температуре 40°С в течение 60 мин. По составу обезжиривающий раствор отличается от моющего тем, что в нем содержится больше реагирующих веществ. В зависимости от зажиренности и загрязненности волоса проводятся два или три цикла обработок, при этом удаляется 70% жиров.

После обезжиривания волосяной покров шкур становится рассыпчатым, легко и равномерно окрашивается. Однако такое обезжиривание имеет существенный недостаток: оно слишком продолжительно, что объясняется необходимостью проведения большого числа загрузок и выгрузок сырья. Это значительно удлиняет производственный цикл.

Дело в том, что при мойке и обезжиривании шкуры загружают в баркасы небольшими партиями, а извлекают их только поштучно. Объясняется это тем, что механическое удаление жира на машине ММ2-47 производится лучше, если шкура еще не остыла и имеет температуру около 40°С. При такой обработке рабочие вынуждены перебрасывать большие тяжести (одна шкура, вынутая из баркаса, весит около 15 кг). Поэтому для облегчения труда рабочих и интенсификации отмочно-обезжиривающих процессов необходимо организовать поштучную обработку сырья. Для этого разрабатываются новые конструкции моечно-обезжиривающих аппаратов, в которых последовательно проводятся мойка, обезжиривание и отжим шкур.

Для уменьшения количества воды, необходимой для проведения процессов, и более экономного использования поверхностно-активных веществ рекомендуется использовать отработанные моющие растворы, особенно при переработке меховой и шубной овчины.

Обезжиривание органическими растворителями. Обезжиривание органическими растворителями заключается в обработке полуфабриката различными растворителями, извлекающими жир. К числу таких растворителей относятся бензин, скипидар, уайт-спирит, дихлорэтан, хлорид углерода и др. При использовании растворителей нужно иметь в виду, что они, как правило, полностью удаляют защитную жировую оболочку с волосяного покрова, что при несоблюдении условий работы может привести к ухудшению его внешнего вида, потере прочности и упругости. Кроме того, многие органические растворители токсичны и взрывоопасны. Вместе с тем при использовании их исключается теклость волоса и обеспечивается хорошее обезжиривание кожевой ткани.

Обезжиривание органическими растворителями широко применяется при выработке шубной овчины. В зависимости от имеющейся аппаратуры обезжиривание проводят по-разному. Если для обезжиривания применяется бензин, шкуры обрабатывают в течение 2 ч, затем их подсушивают для удаления бензина, а смесь бензина и жира перегоняют в дистилляционное отделение. Применение бензина огнеопасно, поэтому установки следует размещать вне основного производственного корпуса, что затрудняет организацию поточной линии.

Обработку шкур хлоридом углерода проводят в специальных аппаратах, в которых отжим и сушка осуществляются без выгрузки полуфабриката. Этот метод неудобен тем, что рабочим приходится работать непосредственно с токсичным растворителем.

В последнее время для обезжиривания меховой и шубной овчины используют тетрахлорэтилен СН₂Cl₂=СН₂Cl₂, трихлорэтилен и фреон-113. Эти растворители нетоксичны, поэтому сырье можно обрабатывать ими непосредственно в производственном помещении.

Хорошие результаты дает обезжиривание меховой овчины в специальном аппарате (рис. 14). Аппарат состоит из корпуса и барабана, в который загружают шкуры и подают растворитель. Кроме того, в аппарате имеются бак для хранения растворителя, грязеуловитель и фильтр для повторного использования растворителя. Аппарат снабжен системой автоматического и ручного управления. Барабан герметически закрывается плотно прилегающим люком. Однако при использовании аппарата для обезжиривания меховой овчины следует увеличить его производительность и организовать механизированную загрузку и выгрузку сырья. В настоящее время в аппарат одновременно можно загружать всего лишь 150 кг меховых овчин.

Рис. 14. Общий вид аппарата для обезжиривания

Рекомендуемая для внедрения технология обезжиривания шкур предусматривает проведение процесса при температуре 20°С в течение 8-12 мин после отмоки и промывки. Затем проводятся отжим, сушка при температуре 50°С и проветривание. Общая продолжительность всех процессов около 50 мин. Качество полуфабриката при этом получается лучше, чем качество полуфабриката, обезжиренного с применением эмульсионного метода. Применение органических растворителей позволяет значительно сократить производственный цикл, увеличить съем продукции и уменьшить загрязнение сточных вод. На основе органических растворителей (тетрахлорэтилена, трихлорэтилена) разработан также метод обезжиривания и крашеной шубной овчины.

Контроль обезжиривания. При проведении обезжиривания контролируют ж. к., температуру, продолжительность и концентрацию моющих веществ. Степень обезжиривания волосяного покрова меховой овчины определяют по отсутствию зеленого окрашивания волоса при действии на него подкисленного серной кислотой уксусного ангидрида (к 2 мл уксусного ангидрида добавляют 5 мл концентрированной химически чистой серной кислоты). Эта реакция называется холестериновой или реакцией Либермана.

Вопросы для повторения

1. Для чего применяется обезжиривание?

2. Что такое жиропот?

3. Какие методы обезжиривания применяются в меховой промышленности?

4. Какова сущность эмульсионного метода обезжиривания?

5. Какие требования предъявляются к моющим веществам и какие из них используются для обезжиривания овчин?

6. Из каких операций складывается моечно-обезжиривающий цикл для меховой овчины?

7. Каковы преимущества и недостатки эмульсионного метода обезжиривания?

8. Какие факторы влияют на проведение обезжиривания?

9. Каковы пути интенсификации и усовершенствования эмульсионного метода обезжиривания?

10. В чем заключается преимущество обезжиривания органическими растворителями перед эмульсионным методом?

11. Какие трудности возникают при использовании бензина для обезжиривания?

12. Как проводится обезжиривание органическими растворителями?

13. Какая аппаратура применяется для обезжиривания органическими растворителями?

14. Как осуществляется контроль процесса обезжиривания меховой овчины?