CC BY
23
УДК 675.15
Г. Р. Рахматуллина, И. Ш. Абдуллин, Р. Ф. Ахвердиев, В. П.Тихонова, Д. К. Низамова, О. В. Матвеева
ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ КОЖИ ИЗ ШКУР РЫБ
С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ СВОЙСТВ НА СТАДИИ ОТМОКИ
Ключевые слова: шкуры горбуши, отмока, неравновесная плазма, температура сваривания, обводненность.
В статье представлена математическая обработка экспериментальных результатов модификации шкур лососевых рыб, на примере горбуши, и определены зависимости обводненности и температуры сваривания от мощности разряда плазменной модификации. Установлена корреляционная связь между показателем температуры сваривания до процесса отмоки и показателем обводненности после данного процесса, позволяющая качественно провести технологический процесс.
Keywords: skin pink, soaking, non-equilibrium plasma, the temperature of the welding, cut.
The article presents a mathematical treatment of the experimental results modifying the skins of salmon for example of salmon, and the dependence of water content and temperature welding power discharge plasma modification. A correlation was established between the indicator of the welding temperature until the process of soaking and rate of water content after this process, allowing you to spend quality technological process.
Введение
К сожалению, отечественные перерабатывающие предприятия нацелены на производство обезшку-ренного филе рыб, а шкуры рыб, представляющие 5% от ее массы, перерабатываются в лучшем случае на кормовую муку. Однако проведенный литературный обзор мировых и отечественных изданий свидетельствует о целесообразности производства из шкур рыб экзотической натуральной кожи, обладающей неповторимой фактурой и комплексом хороших физико-механических показателей. Из рыбьей кожи можно производить кожгалантерею, обувь, одежду отличающейся неповторимой фактурой и элегантным внешним видом.
Методика эксперимента
В качестве объекта исследования в работе рассматривали шкуру горбуши мокро-соленого способа консервирования, которая является самым мелким представителем семейства лососевых.
Модификацию шкур горбуши осуществляли в высокочастотной плазменной установке, описанной в литературе [1]. Режим плазменной модификации варьировали в следующих диапазонах мощности разряда (Wp) 0,1-1,55 кВт; остальные параметры постоянные на основании ранее проведенных работ [2]: расход плазмообразующего газа- аргона 0,04г/с, давление 26,6 Па, время модификации 3 минут, частота генератора (^ 13,56МГц.
Для определения степени воздействия плазменной модификации на свойства шкур горбуши измеряли показатели обводенности и температуры сваривания шкур [3].
В соответствии с ГОСТ 13104-77 обводненность (содержание влаги) в кожевенном материале определяли высушиванием пробы при постоянной температуре.
Содержание влаги (%) вычисляли по формуле:
где т -масса навески до сушки, г; т1 - масса навески после сушки, г.
Температуру сваривания образцов определяли по температуре необратимой деструкции кожевенного материала в соответствии с ГОСТ 938.25-73.
Результаты и их обсуждение
Одним из первых процессов при производстве натуральной кожи является отмока, цель которой заключается в доведении шкуры в состояние близкое к парному, как по микроструктуре, так и по степени обводнения. В процессе отмоки из шкуры удаляются грязь, кровь, консервирующие вещества, растворимые белки. Этот процесс очень важен, т.к. неправильно проведенная отмока или проведенная не до конца проводит к получению кожи с множественными пороками, одним из которых является жесткость кожи.
В работе с целью определения влияния потока неравновесной низкотемпературной плазмы на прохождение процесса отмоки шкур горбуши определяли показатели обводненность и температуру сваривания шкур до и после процесса отмоки в разных режимах плазменной модификации (таб. 1).
Таблица 1 - Показатели свойств шкур горбуши до и после процесса отмоки
W =
(m - m1 )• 100
m
Показатели
Мощность разряда, Wp,КВт
до процесса отмоки после процесса
отмоки
обводнен- температура обводнен- температура
ность, % сваривания,^ ность, % сваривания, 0С
0,1 24,4 34 63,7 34
0,35 30,6 39 67,4 36
0,77 27,9 33 64,6 33
1,08 30,1 35 65,9 33
1,55 23,2 41 69,8 33
В работе представлена статистическая обработка данных, полученных при исследовании шкур горбуши, а также определены зависимости обводненности и температуры сваривания от мощности разряда плазменной модификации.
При прямолинейной парной зависимости теснота связи определяется по парному коэффициенту корреляции, полученной по следующей формуле:
п Е ху — Е х Е у
Е X2 - (Е х)2 -Vп Е у2 — (Е у)2 Результаты расчетов коэффициентов парной корреляции показателей свойств шкур горбуши представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициенты парной корреляции показателей свойств шкур горбуши
Переменная Мощность разряда, Wp, КВт Показатели
до процесса отмоки после процесса отмоки
Обводненность, % Температура сваривания, 0С Обводненность, % Температура сваривания, 0С
Мощ-ность раз-ря-да, Wp, КВт 1,00 -0,23 0,35 0,70 -0,44
Обводнен-ность до отмоки, % -0,23 1,00 -0,30 -0,17 0,75
Температура сваривания до отмо- ки, 0С 0,35 -0,30 1,00 0,89 0,05
Обводненность после отмоки, % 0,70 -0,17 0,89 1,00 0,00
Температура сваривания после отмоки, 0С -0,44 0,75 0,05 0,00 1,00
Данные представленные в таблице 2 позволяют выявить тесную корреляционную связь между показателем температуры сваривания до процесса отмо-ки и показателем обводненности после процесса отмоки. При этом полученный коэффициент парной корреляции равен 0,89, что является значимым и очень близким к 1. Следовательно,чем выше показатель температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки, тем выше обводненность шкуры после проведения данного процесса, при этом остальные коэффициенты статистически не значимы.
Кроме того, из таблицы 2 видна зависимость показателя обводненности шкуры после процесса от-моки от мощности плазменной модификации, а именно, чем больше мощность разряда, тем выше обводенность шкуры горбуши после процесса отмо-ки (коэффициент равен 0,7). Далее найдены зависимости между показателями свойств шкур горбуши до и после процесса отмоки на основании метода наименьших квадратов.
На рис. 1 представлена зависимость показателя температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки от мощности разряда плазменной модификации и показателя обводненности до процесса отмоки. Получено уравнение вышеуказанной зависимости, рассчитанное по методу наименьших квадратов:
Показатель температуры сваривания до процесса отмоки = 41,605+1,9459-х-0,2608-у
Из зависимости, приведенной на рисунке 1, можно заключить, что чем выше мощность разряда плазменной модификации, тем больше показатель температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки, кроме того, чем ниже обводненность до процесса отмоки, тем больше показатель температу-
ры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки.
Следовательно, можно отметить, что с ростом мощности разряда плазменной модификации существенно растет показатель температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки, а содержание влаги в них падает.
0.0 0.3 0.Л 0.6 0.8 1,0 1.2 М 1 .в 1,8 Мощность рэзрнцэ
Рис. 1 - Зависимость температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки от мощности разряда плазменной модификации (х) и обводненности до процесса отмоки (у)
На рис. 2 изображена зависимость показателя обводненности после процесса отмоки от мощности разряда плазменной модификации и температуры сваривания до процесса отмоки. Получено уравнение вышеуказанной зависимости, рассчитанное по методу наименьших квадратов:
Показатель обводненности после процесса отмо-ки = 47,6919+1,8276х+0,4772у
ОН 0.3 1.0 1,2 Mouimcib разряда
вие этого обводненность такой шкуры увеличивается на 15 % относительно контрольного варианта.
Выводы
Статистическая обработка полученных результатов по исследованию шкур лососевых рыб после плазменной модификации позволяет регулировать прохождение процесса отмоки кожевенного сырья.
Таким образом, зная исходную температуру сваривания шкуры горбуши, перед началом технологического цикла производства, можно подобрать режим плазменной модификации, позволяющий получить шкуру горбуши с заданной обводненностью после процесса отмоки, что обеспечит качественное прохождение данного процесса и, как следствие, создаст хороший фундамент для прохождения последующих технологических процессов производства кожи из шкур горбуши.
1
3
Рис. 2 - Зависимость показателя обводненности шкур горбуши после процесса отмоки от мощности разряда плазменной модификации (х) и температуры сваривания до процесса отмоки (у)
Из рисунка 2 можно заключить, что чем выше мощность разряда плазменной модификации, тем больше показатель обводненности шкур горбуши после процесса отмоки. И чем выше показатель температуры сваривания до процесса отмоки, тем больше обводненность шкур горбуши после процесса отмоки. Таким образом, установлено, что с ростом мощности разряда плазменной модификации увеличивается показатель температуры сваривания шкур горбуши до процесса отмоки, и показатель обводненности шкуры горбуши после процесса от-моки возрастает. Вероятно, что при плазменной модификации сырье из шкур горбуши частично высушивается и структурные элементы сближаются, в результате чего активные центры взаимодействуют друг с другом, что и является причиной повышения показателя температуры сваривания шкуры до процесса отмоки. Попадая в отмочную ванну, более высушенная шкура горбуши существенно быстрее поглощает влагу, стремясь к равновесию. Вследст-
© Г. Р. Рахматуллина - д.т.н., проф. кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, Gulnaz-f@yandex.ru; И. Ш.Абдуллин - д.т.н.,проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdulin_i@kstu.ru; Р. Ф. Ахвердиев - к.т.н.,доц. каф. высшей математики КНИТУ, rust123@rambler.ru; В. П. Тихонова - к.т.н., доцент кафедры, плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, Gulnaz-f@yandex.ru; Д. К. Низамова - магист. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ ;nizamova.darya.93@mail.ru; О. В. Матвеева - магистр каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, nizamova.darya.93@mail.ru.
© G. R. Rakhmatiillina - doctor of Sciences, Professor of the Department of plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, Gulnaz-f@yandex.ru; 1 Sh. Abdullin -doctor of technical Sciences, Professor, head. DEP. plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, abdulin_i@kstu.ru; R. F. haqverdiyev - Ph. D., Assoc. DEP. Mathematics of KNRTU, rust123@rambler.ru; V. P. Tikhonova - Ph. D., associate Professor, plasma nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, Gulnaz-f@yandex.ru; D. K. Nizamova - trunk. DEP. plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU ;nizamova.darya.93@mail.ru; O. V. Matveeva - trunk.DEP. plasma and nanotechnology of high molecular weight materials, KNRTU, nizamova.darya.93@mail.ru.
Литература
Абдуллин И.Ш., Абуталипова Л.Н., Желтухин В.С., Красина И.В. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярно-пористых материалов. Теория и практика применения. Казань Издательство Казанского Университета, 2004 г- 428с. Абдуллин И.Ш., Тихонова В.П., Рахматуллиа Г.Р., Ах-ведиев Р.Ф., Резванов Р.Н. Исследование влияния неравновесной низкотемпературной плазмы на изменение температуры сваривания разных видов и способов консервирования кожевенного сырья, Вестник Казанского Технологического университета, 2012, №20, С.21-23. Абдуллин И.Ш., Тихонова В.П., Рахматуллиа Г.Р., Ах-ведиев Р.Ф., Артемьева О.В., Фадеев А.О. Выбор режима плазменной обработки шкур речных рыб перед подготовительными процессами производства кожи, Вестник Казанского Технологического университета, 2013, №8, С.56-58.
