LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка колагензберігаючої технології дехромування продуктів переробки шкіри і одержання білоквмісного клею

хромової обрізі лугами КОН, NaOH, NH4OH при температурі 30-35оС та РК=4 протягом 1-2 діб. Показано, що розглянуті луги не можуть виступати у даних умовах самостійними дехромуючими агентами (коефіцієнти дехромування для КОН і NaOH не перевищують відповідно 1,8 і 1,3%; для NH4OH- 6,5% (рис.1)). Для створення лужного середовища, яке сприятиме дехромуванню за рахунок порушення зв'язків між колагеном і фіксованими в його структурі сполуками хрому, недоцільно використовувати розчини КОН, NaOH навіть у малих концентраціях (0,25 М), тому що вони є сильними електролітами та мають високий вміст ОН--груп (0,25М розчин має рН=13,4), що призводить до лужного гідролізу пептидних зв'язків колагену дерми, чим пояснюються високі (18-54%) втрати білків. При подальшому підвищенні концентрацій цих лугів спостерігається підсилення гідролізу з утворенням гідролізатів колагену. Для створення лужного середовища добре підходить гідроксид амонію, при його застосуванні втрати білків не перевищують 4% (рис.2). Це пояснюється тим, що NH4OH є слабкою


Рис. 1. Коефіцієнти дехромування хромо- Рис. 2. Втрати білків при дехромуванні

вої обрізі при обробці розчином NH4OH хромової обрізі розчином NH4OH


основою, його розчини високих концентрацій (2-3,5М) мають невисокий вміст ОН--груп (5,9*10-2-7,8*10-2М, рН не перевищує 12), тому він викликає незначний гідроліз пептидних зв'язків колагену. Завдяки низькій сорбційній активності гідроксиду амонію до колагену він не призводить до скловидної незворотньої бубняви дерми; дерма зберігає м'якість, що сприяє швидкій промивці відходів; в присутності багатьох солей утворюються стабілізуючі буферні системи, і, головне, він пригнічує дезамінування бокових ланцюгів колагену, що запобігає деструкції білку.

Встановлено, що при додаванні до розчину гідроксиду амонію (2,8М-3,5М) солей (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4, NH4H2PO4, NaH2PO4, Na3PO4, Na2CO3, NaHCO3, (NH4)2CO3, NH4HCO3, NH4Cl дехромуючий ефект різко підсилюється, тоді як вказані солі без підлужування або з підлужуванням розчином NaOH до рН=11 мають незначний дехромуючий ефект, який не перевищує 40%. За дехромуючою здатністю в присутності гідроксиду амонію досліджувані солі можна розташувати в ряд:

NH4HCO3 > NaHCO3 > (NH4)2SO4 > (NH4)2CO3 > NH4H2PO4 > (NH4)2HPO4 > > NaH2PO4 > Na2CO3 > NH4Cl > Na3PO4 .

Таке положення солей в ряду пояснюється тим, що координаційна спорідненість до Cr3+ карбонат-іонів вища, ніж сульфат-іонів, а сульфат-іонів вища, ніж хлорид-іонів. Крім того, сульфати та карбонати мають слабку адсорбцію білком та високий ступінь гідратованості (знаходяться на початку ліотропного ряду), що призводить до відсутності їх диспергуючої дії на білок та до зневоднення білку, підвищення проникності дерми, що полегшує дехромування та промивання. Фосфат-іони мають найбільш високу координаційну спорідненість до Cr3+, але при концентраціях вище 0,06М в присутності 2,8М-3,5М NH4OH утворюються білі осади солей амідо-фосфорних кислот, які не мають дехромуючих властивостей. З ряду видно, що амонійні солі дехромують краще, ніж відповідні натрієві; це пояснюється тим, що амонійні солі у розчинах гідролізують з утворенням аміаку, який має найбільш високу координаційну спорідненість до Cr3+ і тим підсилює дехромування, а також тим, що катіон амонію має більш високу гідратованість та низьку сорбцію білком, ніж катіон натрію, що сприяє зниженню втрат білків та полегшенню промивки продуктів дехромування. Кислі карбонати натрію та амонію в аміачному середовищі дехромують краще, ніж відповідні середні карбонати (при 1-2М концентраціях солей). Це пов'язане з тим, що на повну нейтралізацію всіх гідрокарбонат-іонів недостатньо ОН--груп, які утворилися внаслідок дисоціації гідроксиду амонію: NH4OH NH4+ + OH-. Для 3,5M концентрації NH4OH, виходячи з розрахунків, концентрація ОН- складає лише 7,85*10-3 M. Крім того, гідрокарбонати мають менш лужну реакцію, ніж відповідні карбонати (рН 1М розчинів для NaHCO3 дорівнює 10,2, для Na2CO3 – 12,2), тому гідрокарбонати сприяють утворенню солей хрому (ІІІ), а не хромітів (які починають утворюватись при рН~12), що в свою чергу, сприяє кращому зв'язуванню вилученого хрому (ІІІ) в комплексні сполуки з центральним іоном Cr3+. Крім того, кислі солі в суміші з гідроксидом амонію утворюють основні буферні розчини, які стабілізують нейтральні комплекси вилученого хрому (ІІІ), зокрема, в товщі дерми, яка після дублення має кислу реакцію. Це запобігає протіканню процесу, зворотньому дехромуванню (дубленню). Тому кислі солі, а також (NH4)2SO4, які утворюють з NH4OH буферні суміші, висту-пають кращими дехромуючими агентами, ніж середні (NH4)2CO3, Na2CO3, Na3PO4.

При зменшенні концентрації NH4OH ефект дехромування зменшується; вилучення солей хрому максимальне при 2,8-3,5М розчинах NH4OH. Практичний інтерес має використання NH4HCO3, NaHCO3, (NH4)2SO4 з концентраціями 1-2М; коефіцієнти дехромування якими в присутності NH4OH складають 99% та вище при загальних втратах білків, не перевищуючих 8,3-10,3%. Мінімальний залишковий вміст хрому (ІІІ) у відходах, згідно з даними табл.1, після дехро-

мування складає 0,01% (в перерахунку на Cr2O3) і спостерігається при мінімальному часі пролежування відходів, тому що з часом відбувається подальше зв'язування хромового дубителя колагеном шкіри, що ускладнює їх дехромування. З табл.1 видно також, що при збільшенні часу пролежування відходів втрати білків зменшуються. Це пов'язане з тим, що хромовий дубитель у відходах з часом утворює додаткове зкріплення суміжних білкових ланцюгів колагену.

Таблиця 1

Залишковий вміст Cr2O3 у відходах (З) та втрати білків (В) при дехромуванні відходів різного часу пролежування деякими солями в присутності 3,5М NH4OH

Сіль дехромуючого розчину

Час пролежування відходів, місяці


1

3

6

12

18

24

30

36

42

сульфат амонію, 2М


З,%

0,01

0,03

0,06

0,13

0,20

0,22

0,25

0,26

0,29


В,%

8,3

8,1

8,1

7,7

7,1

7,0

6,4

6,0

5,8

гідрокарбонат амонію,