CC BY
10DOI: 10.24412/2181-144X-2022-2-39-45 Темирова М.И.
ЧАРМ BA МУЙНА ЧЩИНДИЛАРИНИ ИШЛАБ ЧИ^АРИШНИНГ ЗАМОНАВИЙ ЙУНАЛИШЛАРИ
Темирова Матлаб Ибодовна - Бухоро мухдндислик технология институти доценти, E-mail: tkm_tmi@,mail.ru, тел:+998907187326
Аннотация. Атроф мух,ит мухофазасини х,имоя килиш максадида чарм ва муйна ишлаб чикаришда х,осил булдаиган чикиндилар турлари ва уларни кайта ишлаш, хом ашёдан унумли фойдаланиш, чарм ва муйна ишлаб чикариш чикиндиларидан унумли фойдаланган х,олда саноатнинг турли сохдлари учун мах,сулот ишлаб чикаришнинг замонавий йуналишлари кузда тутилган.
Таянч сузлар: чщиндилар, хом ашё, чарм, муйна, коллаген, жун, мездра, цирцимлар, цийцимлар, иккиланган тери туцимаси, елим.
СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННОГО И МЕХОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Темирова Матлаб Ибодовна - доцент Бухарского инженерно-технологического институтаE-mail: tkm tmi@mail.ru, тел:+998907187326
Аннотация. В статье представлены в целях охраны окружающей среды рассмотрены виды отходов, образующихся при кожевенно-меховом производстве и их переработке, рациональное использование сырья, современные направления производства продукции для различных отраслей промышленности с эффективным использованием отходов кожевенно-мехового производства. Ключевые слова: отходы, сырьё, кожа, мех, коллаген, шерсть, мездра, обрези, лоскуты спилка клей.
MODERN DIRECTIONS OF PROCESSING LEATHER AND FUR
WASTE PRODUCTION
Temirova Matlab Ibodovna - Associate Professor of the Bukhara Institute of Engineering and Technology E-mail: tkm tmi@mail.ru Tel.+998907187326
Abstract. In order to protect the environment, the article presents the types of waste generated during leather and fur production and their processing, the rational use of raw materials, modern directions for the production of products for various industries with the effective use of waste from leather and fur production.
Key words: Waste, raw materials, leather, fur, collagen, wool, skin, trimmings, patches of split glue.
Сегодня производство кожи и меха в Республике Узбекистан стремительно растет. В частности, это нашло отражение в ряде решений, принятых нашим правительством в последние годы. Известно, что кожевенно-меховая промышленность входит в состав вредных предприятий, и в связи с этим особого внимания вопросам охраны окружающей среды является одним из самых актуальных вопросов современности.
Программу развития сферы животноводства и ее отраслей в Республике Узбекистан на 2022 — 2026 годы определено приоритетные направления по реализации, где говорится о стабильное обеспечение населения животноводческой продукцией, расширение
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol. 3(2) 2022 SJ IF=3.943
t i-АГчнА* уцтюнши)
► «номочхл
* LIBRARY.RU
возможностей производства в животноводстве и ее отраслях, обеспечение эффективной реализации государственной политики по обеспечению продовольственной безопасности в данной сфере, а также принятие мер, предусматривающих налаживание эффективной эксплуатации природных ресурсов и охраны окружающей среды на системной основе, рациональное использование земельных и водных ресурсов; совершенствование системы науки, образования, информационных и консультационных услуг за счет внедрения эффективных форм распространения знаний и информации, интегрированных с расширением научно-исследовательских, образовательных и консультационных услуг в сфере животноводства и ее отраслях, внедрение современных информационных технологий в данную сферу.
Проблема переработки и рационального использования отходов кожевенного и мехового производства в последние годы становится особенно актуальной во всем мире. Это обусловлено тем, что в процессе производства натуральных кож и пушно-меховых полуфабрикатов образуется значительное количество (30 - 50% от массы сырья) отходов, содержащих до 50% белковых веществ, а также многих других побочных продуктов. Актуальность решения указанной проблемы также диктуется ухудшением экологической обстановки [1].
Значительная часть органических отходов кожевенного и мехового производства еще не нашла применения и вывозится на свалки, что, помимо материальных потерь, ведет к загрязнению окружающей среды.
Так, ненереработанные коллагенсодержащие отходы обладают способностью сорбировать клетки микроорганизмов и могут стать источником образования различных вирусов. Кроме того, складирование отходов на территории предприятий приводит к массированному загрязнению почвы и миграции загрязняющих веществ, в грунтовые воды, а также к смыву их поверхностным стоком в открытые водоемы. Аккумулируя значительное количество загрязнений, почва на долгое время становится источником миграции химических веществ в смежные среды: грунтовые воды, атмосферный воздух, в растения -продукты питания. Если использование химических веществ (макро- и микроудобрений), например, в сельскохозяйственной практике регламентировано нормативно-техническими документами, то попадание в почву макро и микроэлементов, а также азотосодержащих соединений, содержащихся в кожевенных и меховых отходах, - процесс совершенно нерегулируемый и потому наиболее опасный для здоровья людей. При имеющейся тенденции резкого увеличения объемов образования указанных отходов вопрос их утилизации, с точки зрения экологической ситуации, становится особенно острым.
Неизбежно образующиеся отходы содержат: весьма ценные природные органические материалы, которые могут быть использованы в качестве сырья в производстве полезных продуктов. Например, ценный природный белок - коллаген, который может быть извлечен и широко использован в виде коллагеновых препаратов в различных отраслях промышленности.
В этой связи экономически выгодным является разработка высокоэффективных технологий переработки кожевенных и меховых отходов. Наиболее ценными из коллагенсодержащих отходов являются те из них, исходная природа которых в процессах производства не подвергалась изменению (отходы кожевенного и мехового сырья) или изменена незначительно (гольевые отходы). Такие отходы легче перерабатывать, а сами продукты переработки могут найти широкое применение, так как экологически безопасны.
Проблема использования отходов имеет особое значение для меховой и кожевенной промышленности, поскольку в процессе выделки кожи и меха значительная часть побочного продукта переходит в отходы.
Например, баланс кожевенного сырья в производстве кож хромового дубления, показывает, что половина массы сырья попадает в отходы (таблица 1.1) [2].
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol. 3(2) 2022 SJ IF=3.943
t I-АГЧНА* утпюнши) ► «номотел
* LIBRARV.RU
Таблица 1.
Коллагенсодержащие отходы кожевенного производства
Отходы Содержание влаги в отходах, % Количество отходов, % от массы
мокросоленого сырья (влажность38 %) абсолютно сухого вещества
Недубленые гольевая мездра 80,0 13,9 4,5
спилковая обрезь 75,0 4,8 2,0
Белки, перешедшие в отработанные жидкости 70,0 20,0 10,0
Дубленые стружка 40,0 6,5 7,0
обрезь с готовой кожи 18,0 4,7 6,0
пыль после шлифования 15,0 1,0 1,5
Итого - 52,4 31,0
Из данных таблицы 1.1 видно, что основную массу среди недубленых отходов составляет гольевая мездра, среди дубленых - кожевенная стружка.
Нам известна, что для производства обуви используется только 29,9 - 45,0 % кожевенного сырья, остальная его часть переходит в отходы и используется в виде побочных продуктов. При этом лучшим образом используется сырье в производстве кож для низа обуви, по сравнению с производством кож для верха обуви, где процент образования отходов от массы сырья весьма значительный.
Одной из причин образования большого количества отходов является то, что на кожевенные и меховые предприятия поступает сырье со сложным извилистым контуром, длинными лапами, хвостами, лобашами, прирезями мяса и жира, а также с различными толщинами дермы по топографическим участкам.
Под твердыми отходами кожевенного и мехового производства понимают остатки сырья и полуфабрикатов, образующиеся в процессе превращения исходного материала в готовую продукцию, утратившие полностью или частично потребительские качества исходного материала.
Отходы, возникающие при переработке кожевенного и мехового сырья и при изготовлении изделий из кожи и меха, можно разделить на три группы:
1. Отходы, получаемые при первичной переработке сырья на мясокомбинатах, кожсырьевых заводах, сырьевых меховых базах:
- отходы шкур - обрезь, щеки, губы, лобаши, сухожилия, хрящи и т.д.;
- костные отходы - остатки нижних конечностей, лобные кости, хвосты;
- кератиновые отходы - рога, копыта.
2. Отходы, возникающие в процессе кожевенного и мехового производства:
- отходы при переработке шкур и голья - мездра, обрезь, подкожный жир, шерсть;
- отходы после дубления - стружка кожевенная, обрезь, кожевенная пыль;
3. Отходы, возникающие при изготовлении изделий из кожи и меха, в скорняжном производстве, при вырубании деталей изделий из кожи в обувном, кожгалантерейном и других производствах [3].
Также, к отходам относится нестандартное сырье - шкуры, которые не могут быть переработаны на предприятиях вследствие большого числа пороков.
Содержащийся в отходах коллаген обладает уникальными свойствами, которые обусловлены его химической природой и структурой, поэтому использование коллагенсодержащих твердых отходов должно базироваться на двух принципах:
-применять деструкцию лишь в том случае, когда исчерпаны все возможности использования волокнистой структуры;
-для каждой ступени деструкции предусмотреть максимально возможную степень модификации [4].
Исходя из выше сказанного, наиболее ценными из коллагенсодержащих отходов являются недубленые отходы (образованные на подготовительных стадиях производства), так как их исходная природа в процессах производства не подвергается изменению (отходы кожевенного и мехового сырья) или изменяется незначительно (гольевые отходы). Такие отходы легче перерабатывать, а сами продукты переработки находят широкое применение, потому что экологически безопасны.
Более сложной задачей является переработка дубленых отходов (образующихся на последующих стадиях производства), так как они содержат токсичные химические материалы и имеют структурные образования.
Недубленые отходы и направления их переработки
Недубленые отходы - это краевые участки шкур, образующиеся при контурировании, сырьевая и гольевая мездра, гольевой спилок и обрезь.
Особенностью этих отходов является содержание большого количества белка, а также примесей, не требующих специальной очистки при дальнейшей переработке отходов (таблица 1.2).
Таблица 1.2
Химический состав недубленых отходов_
Химический Отходы
состав, % Обрезь от конкурирования голья Гольевая мездра Гольевой спилок Гольевая обрезь
Влажность 62,0 80,0 75,0 75,0
Белки 23,5 10,0 22,5 21,0
Жировые вещества 13,5 7,0 0,3 1,0
Минеральные вещества 1,0 3,0 2,2 3,0
Сухой
остаток в
пересчете на абсолютно сухое 100,0 100,0 100,0 100,0
вещество
Белки 61,6 50,0 90,0 84,0
Жировые вещества 36,0 35,0 1,2 4,0
Минеральные вещества 2,4 15,0 8,8 12,0
Из таблицы 1.2 видно, что состав недубленых отходов делает их ценным сырьем для производства белковых продуктов.
Среди недубленых отходов на долю мездры приходится в среднем от 15 до 30%. В ней содержится от 5 до 15% белка. Мировые кожевенная и меховая промышленности являются источником 600-800 миллионов тонн этого продукта, из которого можно получить 50000 тонн белков.
Технологии переработки недубленых отходов отличаются глубиной интеграции в структуру:
- по первому направлению недубленые отходы можно перерабатывать с сохранением волокнистой структуры коллагена - отходы подвергают разволокнению. Степень разволокнения и способность волокон к набуханию способствует их использованию в виде пучков, суспензии или пасты из волокон. Таким образом получают оболочки для пищевых продуктов, трансплантанты для медицины;
- по второму направлению недубленые отходы можно перерабатывать с сохранением молекул коллагена - его переводят в раствор.
Известны способы переведения коллагена в раствор в молекулярной форме или в форме пачек молекул, при этом у них сохраняется способность к реконструкции, т.е. вновь образовывать фибриллы и микроволокна, что позволяет получить коллагеновые препараты для медицины (коллагеновая нетканная основа, коллагеновые пленки для трансплантантов) и косметики;
- по третьему направлению часть коллагенсодержащих отходов повергают гидролизу, а продукты гидролиза (гидролизаты) - различным модификациям. Примером частичного гидролиза коллагенсодержащих отходов является получение из них клея и желатина. При полном гидролизе при повышенной температуре, с разложением коллагена до состава аминокислот, можно получить кормовые продукты.
Использование мездры, получаемой при мездрении после золения, представляет определенные трудности из-за содержания в ней щелочи, сульфидов и жира. Так, анализ использования гольевой мездры показывают, что клей, получаемый из одной мездры, соответствует III сорту, а выход клея составляет всего 2 - 4 %.
На тех предприятиях, где при варке клея используется смесь отходов (гольевая спилковая обрезь, спилок, непригодный для производства кожи, и, частично, мездра), выход клея составляет 17 %. Из-за низкого выхода клея, большого расхода энергии и воды получение клея, как правило, является нерентабельным. Поэтому кожевенные предприятия вынуждены вывозить мездру на свалки, которые все чаще отказываются ее принимать, тогда некоторые предприятия разваривают ее и сливают в общие стоки. При несовершенной системе очистки стоков кожевенных и меховых предприятий нетрудно представить, какую опасность таит в себе для окружающей среды такой способ утилизации отходов.
В связи с этим наиболее приемлемым способом переработки мездры является получение из нее кормовых добавок, тем более, что этот метод переработки недубленых отходов давно и успешно вошел в практику многих стран. Например, в Польше кормовую муку производят в промышленном масштабе. Недубленые отходы подвергают термической обработке под давлением 0,25-0,50 МПа без предварительного измельчения. В результате гидролиза получают кормовую муку с содержанием 50 % белка и 15 % жиров. При термической обработке происходит, наряду с гидролизом белка, разложение токсичных сульфидов, а также вытапливание жира с последующим его отделением. Кормовую муку, получаемую из отходов, используют в рационе домашних животных в количестве 6 - 10 % от общей массы кормовой порции.
Сырье, полученное на мясокомбинате, отличается большей чистотой и отсутствием консервирующих веществ, в связи с чем потери в составе аминокислот будут незначительными, но производство кормовой муки связано с большими капиталовложениями (мездрильные машины, утилизационные устройства, затраты электроэнергии и др.), поэтому данная технология не реализована на практике. В настоящее время в мире ведется научная работа по разработке технологии переработки недубленых отходов (спилок, обрезь) и стружки бесхромового дубления с целью получения металлсодержащих полипремиксов, обладающих широким спектром применения в качестве полноценных кормовых добавок. Получение коллагеновых полипремиксов основано на хорошо известной способности коллагена образовывать устойчивые комплексы с ионами переходных металлов. Это позволяет получать премиксы, содержащие различные
минеральные компоненты, необходимые для питания животных. По сравнению с обычной формой минеральных премиксов, премиксы на основе коллагена обладают рядом существенных, с точки зрения усвояемости, достоинств, что делает их использование для кормления сельскохозяйственных животных и птицы весьма перспективными [5].
Нижний спилок (от шкур крупного рогатого скота) при двоении в голье используют следующим образом: его чепрачная часть идет на производство кож, а из других частей вырабатывают белковую колбасную оболочку.
Одной из последних разработок в этой области является получение белковой колбасной оболочки с использованием в качестве добавки нижнего гольевого спилка от шкур свиней.
Ранее спилок от шкур свиней (площадь средних крупонов в сырье не превышает 70 дм2, поэтому выработать кожу из бахтармяного спилка не представляется возможным) практически не использовали, или использовали, частично, для производства клея или желатина. Поэтому данная технология позволит перерабатывать невостребованное сырье, а также сократит на 40 % поставки спилка от шкур крупного рогатого скота на производство белкозина. Из «освободившегося» сырья можно будет получать кожи высокого качества для верха обуви и одежды [6]. Применение коллагена в пищевой промышленности в настоящее время не ограничивается изготовлением колбасной оболочки. Волокнистая структура коллагена позволяет его использовать для текстурирования различных систем пищевых продуктов благодаря его способности связывать воду. Кроме того, 2 % коллагена добавляют в сосиски, а также в напитки в качестве вспомогательного средства для флоакуляции. Главная проблема применения коллагена в пищевой промышленности связана с его высокой ценой, так как сухой твердый коллаген в 12 раз дороже текстурированных растительных белков и в 3 раза дороже казеина.
Разработки по применению коллагена в медицине и косметологии начались в 30-х годах прошлого столетия, поскольку он обладает тремя важными свойствами: биосовместимостью и биоразлагаемостью, активизирующим действием на коагуляцию крови, влияет на рост клетки. Коллаген образует в организмах самый низкий иммунологический барьер и постепенно рассасывается. Период его полураспада составляет 100 - 300 дней [7]. Для применения в области косметики важную роль играет также способность коллагена удерживать влагу в коже.
Медицинская промышленность ряда стран выпускает коллагеновые препараты разного назначения. В частности, препарат из коллагена, предназначенный для послеоперационного лечения рубцов и шрамов, особенно в области лица. К таким препаратам предъявляются очень высокие требования. Сейчас в мире известны два препарата этого типа: продукт «Byderm» (США) и продукт «KokenAtelocollagen» (Япония). Выпускается также кровеостанавливающий холст, для проведения различных операций, а для лечения ожогов и язв на ногах, так называемые, губки. Они используются также в качестве носителей лекарств замедленного выделения с эффектом резервуара. Исследования выявили быстрое растворение (переваривание) коллагена. Поэтому его нужно так «структурировать» (образовывать поперечные связи), чтобы замедлить это растворение. В течение длительного времени ученые многих стран работают над получением протезов сосудов из коллагена. Свойства коллагена, позволяющие его широко использовать в медицине, дали основание для его применения и в косметике. Он входит в состав средств, для ухода за кожей лица, волосами и защиты от солнца, так как поддерживает или повышает влажность кожи, увеличивает ее эластичность и делает поверхность гладкой за счет проникания в кожу.
Для этих целей, прежде всего, используют кислоторастворимый коллаген. Одна из новых разработок в этой области заключается в измельчении золеного бахтармяного спилка, который подвергают интенсивному кислотному набуханию с последующей гомогенизацией и получением раствора с сухим остатком 1,8%. Затем этот прозрачный квазираствор выливают в чаши глубиной 10см и сушат замораживанием. Получаемая при этом белая пена разрезается на несколько слоев и применяется в качестве маски при косметической обработке.
В целом разработка и создание ресурсосберегающих технологий в кожевенной и меховой промышленности решит аспекты экономических проблем переработки вторичных материальных ресурсов.
Список использованные литературы:
1. Temirova M.I. "Tarmoq kimyosi va texnologiyasi" oliy o'quv yurtlari uchun darslik.Toshkent, Dizayn-Press MCHJ nashriyoti, 2013 y. 320 b.
2. Temirova M.I., Musayev S.S., Qodirov T.J. "Charm va mo'yna texnologiyasi" oliy o'quv yurtlari uchun o'quv qo'llanma Toshkent, "Paradigma", 2018 y. 339 b.
3. Садирова, Саодат Насреддиновна, Матлаб Ибодовна Темирова, and Насиба Ибрагимовна Алиева. Исследование проквашенности каракуля с применением вторичных продуктов молочного производства/ International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences, 1.1 (2020): 39-44.
4. Темирова, Матлаб Ибодовна, and Элбек Улугбекович Файзиев. Чармни ошлашда махдллий сувда эрувчан фаол синтетик полимерларни куллаш / International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences, 2.1 (2021): 33-38.
5. Темирова М.И. and А. А. Хайитов. Исследование гидролиза дубленых кожевенных отходов и условия получения реакционноактивных белковых гидролизатов и их свойств / International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences, 2.2 (2021): 50-54.
6. Темирова, Г.И., et al. Перспективные направления использования коллагенсодержащих материалов при изготовлении изделий различного ассортимента / Научно-технический журнал Наманганского инженерно-технологического института, №1 (2020): 63-67.
7. Темирова Г.И., Субхонова И.И., Кудратов Ш. Способы использования материалов на основе коллагена в производстве меховых изделий / Международный междисциплинарный исследовательский журнал Galaxy, 10, 1 (январь 2022 г.), 426-430.
