Кератинсодержащие твердые отходы и направления их переработки

Кератинсодержащими твердыми отходами являются шерсть, щетина, возникающие при переботки кожевенного и мехового полуфабриката (на подготовительных стадиях производства), основным структурным и химическим компонентом которых является уникальный по своим свойствам фибриллярный белок кератин.

Шерсть и щетина представляют собой ценный побочный продукт кожевенного и овчинно-шубного производства и являются исходным сырьем для валяльно-войлочной, щетино-щеточной и некоторых отраслей текстильной промышленности.

Качество и количество шерсти и щетины зависят от климатических условий, условий содержания, состояния, породы, пола, массы животного и от времени убоя.

Шкуры, имеющие ценную шерсть, например овчину, козлину или свиные, а также меховое сырье обезволашивают намазным, ферментативным или механическим способом (стрижкой волоса, выдергиванием щетины).

В кожевенном производстве шерсть получают после ослабления связи волоса с дермой и механического удаления его на шерстосгонных машинах.

В случае безнамазного обезволашивания шерсть улавливается из отработанной жидкости специальными устройствами.

Основную массу заводской шерсти, получаемой на кожевенных заводах, составляет коровья шерсть. Она отличается хорошей валкоспособностью и используется в валяльно-войлочной промышленности. Однако наиболее ценной является овечья шерсть. Она прядома и валкоспособна. Шерсть, снятая намазным методом, имеет недостаточно хорошую валкоспособность. Часть ее повреждена действием сульфида натрия. Заводская козья шерсть состоит из длинной ости и нижнего тонкого пуха. В отдельности ость и пух представляют очень ценное вторичное сырье (ость-для щеточной промышленности, пух-для фетровой); неразделенная заводская козья шерсть имеет значительно меньшую ценность и используется в основном в валяльно-войлочной промышленности.

В меховом производстве высококачественную шерсть получают при стрижке овчин после отмоки и мойки, а также с овчины-сгонки.

Шерсть (особенно овечья) является ценным отходом мехового производства. Ее получают на различных стадиях обработки мехового полуфабриката: после мойки и обезжиривания овчины (шерсть брильная и рубка), после колочения и чесания (очес), после стрижки выделанных и крашенных овчин (подстрига), после откатки (шерсть подпилочная и сметка). Кроме того, различают кислотную шерсть, получаемую после варки мездры, и канализационную, которую собирают в отстойниках после отжима, удаления репья и т.д.

В овчинно-шубном и меховом производстве используется термин «заводская шерсть». В отличие от натуральной шерсти, состригаемой или собираемой в период линьки с животного, заводская шерсть получается со снятой шкуры во время подготовительных процессов. Находившаяся довольно продолжительное время на шкуре без необходимого питания заводская шерсть обычно несколько слабее и жестче натуральной, более матовая и неравномерно окрашивается.

На меховых фабриках полученную шерсть сортируют

- по тонине - на тонкую, полугрубую и грубую;

- по длине - на три группы:

1-я-35мм и более (брильная, которую собирают непосредственно у брильных машин);

2-я-25-35мм (рубка, которую собирают непосредственно у рубильных машин);

3-я-10-25мм;

- по цвету-на белую, светло-серую и цветную. Важным показателем качества шерсти является содержание в ней жиропота, минеральных примесей, кожевой ткани и мездры.

В соответствии с государственным стандартом шерсть рассортировывают по цвету и классу, сушат, разрыхляют, прессуют и упаковывают в кипы.

Щетина шкур свиней также является ценным видом побочной продукции. Основное отличие щетины от волоса - это расщепление наружного конца стержня на несколько отросков. Расщепленная часть носит название флажка. Наличие флажка указывает на ценность щетины. Такую щетину применяют для изготовления кистей малярных и художественных. Благодаря мягкости и гибкости отросков исключаются царапины на окрашиваемой поверхности.

Щетина шкур взрослых свиней и зимняя наиболее длинная, жесткая и упругая, имеет хороший блеск. Лучшей является щетина с шеи и хребтовой части. Подшерсток - низкосортное сырье. В зависимости от этого различают щетину, полученную при золении сульфидом натрия, ферментативным способом, стрижкой и выдергиванием [5]. На рисунке 1.9 представлены основные направления кератинсодержащих отходов кожевенной и меховой промышленности.

Многотонажные кератинсодержащие отходы мехового и кожевенного производства в настоящее время используются крайне нерационально. Чаще всего их вывозят в отвалы или, в лучшем случае, используют в небольших количествах в виде продуктов кислотного, щелочного, водного или ферментативного гидролиза в производстве кормовых добавок, органоминеральных удобрений, пеногасителей, строительных материалов.

Прогресс в данном направлении может стать возможным благодаря разработке научно обоснованных методов выделения нативного кератина, позволяющих сохранить молекулярную структуру и биологическую активность этого белка. В нативном состоянии этот белок представляет собой ценное сырье для предприятий, занимающихся изготовлением различных средств фармацевтического и косметического назначения.

Весьма перспективным следует считать использование молекулярнодиспергированного кератина для защиты меховых шкур от неблагоприятного воздействия агрессивных сред в ходе отдельных жидкостных процессов производственного цикла.

Такой подход является вполне правомочным ввиду использования белкового продукта, практически не отличающегося по своей химической природе от кератина волоса. Его реализация будет способствовать значительному улучшению эстетических и эксплуатационных свойств получаемого мехового полуфабриката за счет использования в ходе жидкостных обработок композиций, содержащих кератин, и, что не менее существенно, позволит включать в хозяйственный оборот белоксодержащие отходы мехового производства, давая перерабатывающим предприятиям дополнительный доход, открывает новые возможности на пути к созданию экологически чистых технологий.

В основу схем получения дисперсий кератина положен метод постадийного воздействия на волос кислотных и щелочных композиций, содержащих окислители с учетом индивидуальных особенностей строения кератинсодержащих отходов. В ходе исследований подобраны оптимальные условия обработки отдельных видов отходов, включая концентрации реагентов, температурные и временные режимы, жидкостные коэффициенты.

Получаемые при этом из волоса взрослого северного оленя, мехового очеса овчино-шубного производства продукты раствореия фибриллярного кератина на 97-98% состояли из белковых веществ, сдержание низкомолекулярных примесей было минимальным. В дальнейшем планируется апробация полученных препаратов в качестве добавок на стадии крашения мехового полуфабриката [7].

Таким образом, переработка кератинсодержащих отходов представляет большой интерес, как с точки зрения рационального использования отходов, так и с повышением экономической эффективности производства, что видно из представленной схемы (рисунок 1.9).