浸水清洁生产技术

二、浸水清洁生产技术

制裘原料皮经过干燥或防腐保存,往往会不同程度地失水,导致胶原纤维相互黏结,皮板僵硬,直接操作易导致纤维断裂、化学试剂渗透困难。浸水的目的就是使干燥或防腐处理过的原料皮重新充水,并尽可能恢复到鲜皮状态。浸水过程中还可以除去毛被及皮板上的污物和防腐剂,初步溶解生皮中的可溶性蛋白质。现代毛皮对浸水过程的要求是不影响毛被质量、快速、均匀、节水、清洁化。原料皮在浸水的过程中,原本受到抑制的微生物重新开始繁殖,若浸水控制不当,轻则溜针、掉毛,重则烂皮。

为了控制微生物的生长,常在浸水过程中加入防腐剂与杀菌剂。早期常采用漂白粉进行防腐,其主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2],要求有效氯浓度不低于0.1g/L,但它对毛的鳞片层有特别强的破坏作用,因而已较少使用。氟硅酸钠比漂白粉防腐效果好,浓度0.5~1.0g/L时即有效。它的半数致死量(大鼠,经口)为125mg/kg,中等毒性,有刺激性。甲醛是以前应用最广的防腐剂,目前已限制使用。五氯苯酚(PCP)是一种重要的防腐剂,它能阻止真菌的生长、抑制细菌的腐蚀作用,长期以来被用作皮革品的防霉剂。它对鱼类等水生物动物敏感,水中含量达0.1~0.5mg/kg即致死。可通过皮肤吸收,对肝、肾有损害。误食会中毒,严重时导致死亡。欧盟委员会指令2002/234/EC规定和我国生态皮革要求,五氯苯酚含量应不大于5.0mg/kg。三博生化科技(上海)公司的百杀得48L和百杀得49L,可应用于浸水工序。短时间的浸水(4~8h)百杀得49L用0.1%~0.2%,主浸水或浸水过夜则百杀得49L用0.1~0.3%。

在浸水过程中,为了加速原料皮充水,缩短浸水时间,减少皮质的损失,常添加一些浸水助剂。常用的浸水助剂有酸、碱、盐、表面活性剂和酶制剂等。酸和碱能改变水的pH,促进可溶性蛋白质的去除,同时增加生皮的充水度。但各种碱都会使毛的光泽和强度降低,故毛皮尽量不使用碱性物质。毛松弛或不易浸软的原料皮,常采用酸性助剂浸水。酸性助剂(如甲酸、乳酸、酸性硫酸盐等)可分解皮蛋白质,增加充水度,抑制细菌生长,不损伤毛被,用量1g/L左右。食盐能够促进可溶性蛋白溶解,浓度较高时可抑制细菌繁殖。防腐中的食盐在浸水时会溶解到水中,促进浸水。低浓度的氯化钠并不能抑制细胞生长,而高浓度的氯化钠却会造成环境污染。废液中含氯化钠浓度较低,蒸发回收能耗大,成本高,蒸发过程中易结垢,传热系数低,且溶液对设备有极强的腐蚀性,需要用特殊材料,增加了回收成本。采用反渗透等技术,去除盐的效果好,但需要配套设备,渗透膜需要定期更换,能耗较大,成本较高。在原料皮防腐时不使用食盐,在浸水时不使用食盐,就可以防止浸水时食盐的污染。

表面活性剂可以降低水的表面张力,从而使水迅速渗入皮内,乳化皮内的脂肪,促进可溶性蛋白质的溶解,从而加速生皮回水。它性质温和,不会导致生皮膨胀,不损伤皮质和毛被,是常用的浸水助剂。阴离子型表面活性剂有:脂肪醇硫酸酯钠、硫酸化烯烃、丁二酸酯磺酸钠等;非离子型表面活性剂有:聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯烷基醚等;阳离子表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵等。

酶浸水可以打断生皮在干燥过程中形成的交联键,破坏生皮中的蛋白多糖,溶解和除去纤维间质,从而促进生皮的浸水。常见的制革浸水酶常为碱性酶,不适合毛皮的浸水。酸性酶A是法国ATC公司生产的一种弱酸性水解类蛋白酶,最适pH 3.5左右,最适温度35~40℃。李敏等将酸性酶A应用于家兔皮的浸水中,在主浸水中用量为0.5g/L,降低了中性盐的用量,对胶原纤维具有一定的松散作用,有利于揭里,成品力学性能良好,毛被有光泽,皮板柔软度略有提高。北京泛博科技责任有限公司的威斯浸水酶NM,活力300U/g,为低浓度的酶浸泡剂,在中性或弱酸性介质中使用,用量1~1.5g/L,可以快速溶解干血,并能够溶解部分纤维蛋白,可大大提高皮板充水速度,易于去肉。

制革中常采取碱性体系浸水,而毛皮中为了保护毛被,宜采用酸性体系或中性体系浸水。用酸调节pH至弱酸性,可以提高毛皮充水度,保证酸性酶的pH;加入酸性酶,松散胶原纤维,清洁毛皮;辅以可降解的非离子或阳离子表面活性剂,加强材料渗透。若选用阳离子表面活性剂,还兼具杀菌的功效。该体系使用时注意保证材料不相互干扰,可以避免大量使用食盐和碱性物质,还能起到预软化的功效,有望达到理想的浸水效果。

多功能性的浸水助剂兼具酸、盐、表面活性剂、防腐剂中两种或多种材料的功效,可用于毛皮的浸水。如北京泛博科技有限责任公司的威勒润湿Q-39,它是一种非离子润湿及浸水助剂,含有特选的杀菌防霉剂。可快速使皮板充水回鲜。除去毛被和皮板上的油脂、干血和污物,可使浸水在较高温度下进行,防止细菌和各种微生物引起的掉毛和烂板,可完全替代五氯苯酚和甲醛。旱獭皮浸水:液比20,温度25~30℃,威勒®润湿剂Q-39 0.5mL/L,纯碱1g/L,pH 8~9,时间4~5h。