Garverier förknippas ofta med den karakteristiska och obehagliga "sulfidlukten", som faktiskt orsakas av låga koncentrationer av svavelhaltig gas, även känd som svavelväte. Nivåer så låga som 0,2 ppm av H2S är redan obehagliga för människor och en koncentration på 20 ppm är outhärdlig. Som ett resultat kan garverier tvingas lägga ner bjälkhusverksamheten eller tvingas flytta bort från befolkade områden.
Eftersom beamhouse och garvning ofta görs i samma anläggning, är lukt faktiskt det mindre problemet. Genom mänskliga misstag innebär detta alltid risken att blanda sura flottörer med det sulfidhaltiga strålhusflottan och frigöra högre mängder H2S. Vid en nivå av 500 ppm blockeras alla luktreceptorer och gasen blir därför omärkbar och en exponering i 30 minuter resulterar i ett livshotande rus. Vid en koncentration på 5 000 ppm (0,5 %) är toxiciteten så uttalad att ett enda andetag är tillräckligt för att orsaka omedelbar död inom några sekunder.
Trots alla dessa problem och risker har sulfid varit den föredragna kemikalien för avhårning i mer än ett sekel. Detta kan tillskrivas otillgängliga fungerande alternativ: användningen av organiska sulfider har visat sig vara genomförbar men inte riktigt accepterad på grund av de extra kostnaderna. Avhårning enbart med proteolytiska och keratolytiska enzymer har försökts om och om igen men på grund av bristen på selektivitet var det i praktiken svårt att kontrollera. Mycket arbete har också investerats i oxidativ avhårning, men fram till idag är den mycket begränsad i sin användning då det är svårt att få konsekventa resultat.
Den hårlösa processen
Covington har beräknat den teoretiskt nödvändiga mängden natriumsulfid av industriell kvalitet (60-70 %) för en hårbränningsprocess till bara 0,6 %, i förhållande till hudvikten. I praktiken är de typiska mängderna som används för en tillförlitlig process mycket högre, nämligen 2-3%. Den främsta anledningen till detta är det faktum att graden av avhårning beror på koncentrationen av sulfidjoner (S2-) i flottören. Korta flottörer används vanligtvis för att få en hög koncentration av sulfid. Att minska sulfidnivåerna påverkar dock fullständigt hårborttagning negativt inom en acceptabel tidsram.
Om man tittar närmare på hur graden av håravfall beror på koncentrationen av de använda kemikalierna, är det ganska uppenbart att en hög koncentration behövs speciellt direkt vid attackpunkten för en viss process. I en hårbränningsprocess är denna attackpunkt hårbarkens keratin, som bryts ned av sulfid på grund av nedbrytningen av cystinbryggor.
I en hårsäker process, där keratinet skyddas av immuniseringssteget, är attackpunkten huvudsakligen hårlökens protein som hydrolyseras antingen enbart på grund av de alkaliska förhållandena eller av proteolytiska enzymer, om sådana finns. En andra och lika viktig attackpunkt är pre-keratinet som finns ovanför hårlöken; det kan brytas ned genom proteolytisk hydrolys i kombination med den keratolytiska effekten av sulfid.
Oavsett vilken process som används för avhårning är det av yttersta vikt att dessa attackpunkter är lättillgängliga för processkemikalierna, vilket möjliggör en hög lokal koncentration av sulfid vilket i sin tur kommer att resultera i en hög grad av avhårning. Detta innebär också att om enkel tillgång för aktiva processkemikalier (t.ex. kalk, sulfid, enzym etc) till de avgörande platserna kan tillhandahållas, kommer det att vara möjligt att använda betydligt lägre mängder av dessa kemikalier.
Blötläggning är en nyckelfaktor för effektiv avhårning
Alla kemikalier som används i avhåringsprocessen är vattenlösliga och vatten är processmediet. Fett är därför en naturlig barriär som minskar effektiviteten hos alla hårlösa kemikalier. Borttagning av fett kan avsevärt förbättra prestandan för den efterföljande avhåringsprocessen. Följaktligen måste grunden för en effektiv avhårning med ett avsevärt reducerat utbud av kemikalier läggas i blötläggningssteget.
Målet är en effektiv avfettning av håret och hudytan samt avlägsnande av talgfett. Å andra sidan måste man undvika att ta bort för mycket fett i allmänhet, speciellt från köttet, eftersom det ofta inte är möjligt att hålla det i emulsion och fettsmettning blir resultatet. Detta leder till en fet yta snarare än den önskade "torra", vilket försämrar effektiviteten av avhåringsprocessen.
Medan det selektiva avlägsnandet av fett från vissa strukturella delar av huden utsätter dem för efterföljande angrepp av de avhårande kemikalierna, kan andra delar av huden samtidigt skyddas från det. Erfarenhet visar att blötläggning under alkaliska förhållanden som tillhandahålls av jordalkaliföreningar slutligen resulterar i läder med förbättrad fyllighet av flanker och magar och en högre användbar yta. Än så länge finns det ingen helt avgörande förklaring till detta välbeprövade faktum, men analytiska siffror visar att blötläggning med jordalkalier faktiskt ger en helt annan fördelning av fettämnen i huden jämfört med blötläggning med soda.
Medan avfettningseffekten med soda är ganska jämn, ger användning av jordalkalier en högre halt av fettämnen i löst strukturerade områden av pälsen, dvs i flankerna. Om detta beror på ett selektivt avlägsnande av fett från andra delar eller på en återavsättning av fettämnen kan inte sägas i nuläget. Oavsett den exakta orsaken är den gynnsamma effekten på skärutbytet obestridlig.
Ett nytt selektivt blötläggningsmedel utnyttjar de beskrivna effekterna; det ger de optimala förutsättningarna för bra hårrots- och hårborttagning med minskat sulfidutbud, och samtidigt bevarar det integriteten hos magar och flanker.
Enzymatisk assisterad avhårning med låg sulfidhalt
Efter att huden har förberetts ordentligt i blötläggning, uppnås avhårning mest effektivt med en process som använder en kombination av en enzymatisk proteolytisk formulering och den keratolytiska effekten av sulfid. Men i en hårsäker process kan sulfidutbudet nu drastiskt minskas till nivåer på endast 1 % i förhållande till hudvikten på större nötkreaturshudar. Detta kan göras utan att kompromissa med hastigheten och effektiviteten av avhårning eller pälsens renhet. Det lägre utbudet resulterar också i avsevärt minskade halter av sulfid i kalkningsflottan såväl som i huden (det kommer att släppa ut mindre H2S vid senare avkalkning och betning!). Även en traditionell hårbränningsprocess kan utföras med samma låga sulfiderbjudande.
Förutom den keratolytiska effekten av sulfid krävs alltid proteolytisk hydrolys för avhårning. Hårlöken, som består av protein, och pre-keratinet som ligger ovanför behöver angripas. Detta åstadkommes genom alkalinitet och eventuellt även genom proteolytiska enzymer.
Kollagen är mer benäget att hydrolyseras än keratin, och efter kalktillsats modifieras det naturliga kollagenet kemiskt och blir därför känsligare. Dessutom gör den alkaliska svullnaden även skinnet mottagligt för fysisk skada. Det är därför mycket säkrare att utföra den proteolytiska attacken på hårlökar och pre-keratin vid ett lägre pH före tillsats av kalk.
Detta kan uppnås med en ny proteolytisk enzymatisk avhåringsformulering som har sin högsta aktivitet runt pH 10,5. Vid det typiska pH-värdet för en kalkningsprocess på cirka 13 är aktiviteten betydligt lägre. Detta gör att skinnet är mindre utsatt för hydrolytisk nedbrytning när det är i sitt känsligaste tillstånd.
En hårsäker process med låg sulfidhalt och låg limehalt
Ett blötläggningsmedel som skyddar de lösa strukturerade områdena av huden och en enzymatisk avhårningsformulering som deaktiveras vid högt pH garanterar optimala förhållanden för att erhålla bästa kvalitet och maximalt möjliga användningsområde av läder. Samtidigt tillåter det nya avhårningssystemet en betydande minskning av sulfidutbudet, även i en hårbränningsprocess. Men de högsta fördelarna erhålls om det används i en hårsäker process. De kombinerade effekterna av en mycket effektiv blötläggning och den selektiva proteolytiska effekten av en speciell enzymformulering resulterar i en extremt tillförlitlig avhårning utan problem med fint hår och hårrötter och med förbättrad renhet av skinnet.
Systemet förbättrar öppningen av huden vilket leder till mjukare läder om det inte kompenseras av en minskning av kalkutbudet. Detta, i kombination med en sållning av håret med ett filter, leder till en avsevärd slamminskning.
Slutsats
En process med låg sulfidhalt och låg kalkhalt med bra avlägsnande av epidermis, hårrot och fint hår är möjlig med rätt förberedelse av huden i blötläggning. Ett selektivt enzymhjälpmedel kan användas vid avhårning utan att påverka integriteten hos spannmål, magar och flanker.
Genom att kombinera båda produkterna ger tekniken följande fördelar jämfört med ett traditionellt arbetssätt:
- förbättrad säkerhet
- mycket mindre vidriga lukter
- avsevärt minskad belastning på miljön – sulfid, kväve, COD, slam
- optimerad och mer konsekvent avkastning i layout, skärning och läderkvalitet
- lägre kemikalie-, process- och avfallskostnader
Posttid: 2022-aug-25
