LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи технологічних процесів виробництва шкіри та похідних колагену з позиції термодинаміки

ферменту, необхідна для інтенсифікації процесу виплавлення. При цьому температура виплавлення, яка забезпечує теплову денатурацію ферменту, знижується до 70-750С.

Лужно-ферментативний спосіб виробництва клею із золених відходів, що передбачає поділ обробки на дві стадії за аналогією з ферментативним способом. Особливістю способу є використання комбінованої інактивації ферменту.

Для одержання високоякісних похідних колагену розроблений спосіб підвищення в'язкості при сушінні з використанням радикалактивних реагентів, які перед сушінням дозують за виведеною залежністю:

(32)

де А – витрата реагенту, що підвищує в'язкість, % від маси білка;

Рп – відношення планової в'язкості до вихідної;

n – кількість вільних аміногруп, моль/100 г білка;

g – масова частка активної речовини;

m – маса моля активної речовини, г/ моль.

Екологічний аналіз розроблених способів одержання похідних колагену показав, що вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони не перевищує нормативні показники. Виконані дослідження дають можливість розробляти технології одержання похідних колагену із запланованими властивостями.

У розділі 6 описана методологія створення технологій, що забезпечують заплановані властивості шкір.

Як раніше встановлено у роботі, величина m (маса жирувального матеріалу, що припадає на один заряд, який виникає при обробці й зумовлює електрокінетичний потенціал шкіри) відображає явище солюбілізації і залежить від виду жирувального матеріалу, умов проведення хромового дублення, послідовності виконання жирування та додублювання. Довжина термостійкого містка в шкірі, що виник під час хромового дублення, залежить від об'єму неупорядкованої зони в структурі колагену. Цей об'єм, у свою чергу, залежить від ступеня солюбілізації застосованих при хромемульсійному дубленні вуглеводнів. Проте, якщо емульгатор у цьому способі дублення певним чином входить у хромовий комплекс, то солюбілізація вуглеводнів на граничній поверхні ускладнена, що призводить до жорсткості шкір.

Таким чином, існують вимоги до матеріалів, що сорбуються в неупорядкованій та упорядкованій зонах структури колагену. Однією з основних вимог, що пред'являють до матеріалів, є їхня повна сорбція з розчину, індиферентність один щодо одного в розчині і окрема взаємодія з функціональними групами колагену. При виконанні цих умов стає можливою багатоваріантність обробок і, отже, створення різноманітних властивостей готової шкіри. Такі умови можна створити, оскільки природа взаємодії вуглеводнів з колагеном дерми при солюбілізації пов'язана з взаємодією диполів, а природа взаємодії танідів – головним чином, з утворенням p-комплексів з пептидними групами поліпептидного ланцюга колагену. Конкуренція між відкладенням танідів та вуглеводнів у структурі колагену практично відсутня. Але якщо спочатку провзаємодіють таніди з пептидними групами білка, то виникнуть стеричні ускладнення у взаємодії вуглеводнів зі структурними елементами дерми. У цьому випадку для забезпечення пластифікації колагену дерми виникає необхідність збільшення витрат жирів і, як наслідок, додатковий розклинювальний ефект при сушінні.

З метою застосування встановлених у роботі закономірностей при створенні технологій виробництва шкір із запланованими властивостями наведено приклад розрахунку потреби хімічних матеріалів та коригування технологічних процесів. До показників, що впливають на витрату сировини, належать показники, які входять у рівняння (14), а до показників, що впливають на витрати матеріалів – показники, які входять у рівняння (16). При цьому встановлено, що запланувавши певні фізико-механічні властивості й об'ємний вихід шкір, можна розрахувати вихід по площі, а потім – необхідні та достатні витрати жирувальних матеріалів для одержання визначеного асортименту шкір. Далі, користуючись встановленими теоретичними та експериментально підтвердженими положеннями цієї роботи, визначили витрати інших матеріалів для фарбувально-жирувальних процесів.

Розрахунок показав, які матеріали й у якій кількості необхідні для створення технології. Метод їхньої доставки в певну ділянку структури дерми повинен гарантувати необхідну взаємодію матеріалів із структурними елементами колагену. Проблема доставки хімічних речовин до місця взаємодії вступає в суперечність з реакційною здатністю використаних матеріалів. Висока активність речовин перешкоджає їхній дифузії в товщу дерми. Низька активність матеріалів ставить під сумнів доцільність їх використання. Тому введення матеріалів у структуру дерми повинно провадитися таким чином, щоб не допустити взаємодію з білком доти, доки матеріали не досягнуть структурного рівня колагену дерми, де розміщені функціональні групи, взаємодія з якими забезпечує необхідний ефект. Наприклад, при додаванні в розчин альдегідів вони миттєво реагують з поверхнею дерми, не проникаючи в її товщу. Таким чином, при доборі хімічних матеріалів варто враховувати незмінність їх властивостей безпосередньо до взаємодії та здатність активно зв'язувати поліпептидні ланцюги колагену на граничній поверхні. Зазначеним вимогам відповідає гексаметилентетрамін.

З урахуванням впливу стадії введення досліджуваного матеріалу на ступінь фіксації граничної поверхні, був проведений експеримент відповідно до блок-схеми (рис. 8). Експеримент здійснили методом відхилення параметрів створеної технології від базової для вибору оптимальних показників планованого асортименту шкір.

Уявлення про взаємодію різних речовин, визначених у даній роботі на граничній поверхні, дають можливість не змінювати спрямованість тієї чи іншої технології, а корегувати витрати матеріалів в оптимальній кількості для надання необхідних властивостей шкірам певного асортименту. Наприклад, попередити появу пухлинуватості шкір значно легше, ніж усунути цей дефект. Закріплення спіралей колагену на граничній поверхні, наприклад, похідними гексаметилентетраміну, створює передумову протидії розклинювальному ефекту триспіральних спіралей у процесах жирування, наповнювання та додублювання. Це призводить до різкого скорочення витрат матеріалів у післядубильних процесах. Таким чином, починаючи з вибору шкіряної сировини і закінчуючи оздобленням, технологія повинна передбачити такі зміни структури колагену, які могли б визначити задані властивості шкіри відповідно до встановлених закономірностей даної роботи.

Автор визначив нові принципи створення технологій шкіряного виробництва: 1) триспіральні спіралі на границі упорядкованої та неупорядкованої зон структури колагену необхідно зв'язати таким чином, щоб отримані зв'язки перешкоджали розклинювальній дії застосованих матеріалів; 2) процес жирування повинен передувати процесам додублювання та наповнювання; 3) як жирувальні матеріали варто застосовувати такі хімічні сполуки, що здатні брати участь у гідрофобній взаємодії, а також утворювати донорно-акцепторні зв'язки; 4) з метою забезпечення м'якості шкір витрати матеріалів повинні