Изучение свойств бактериальной суспензии и ее применение в подготовительных процессах переработки мехового сырья

Аннотация
Изучениесвойств бактериальной суспензии и ее применение в подготовительных процессахпереработки мехового сырья
Выпускнаяквалификационная работа (дипломная работа). ФСТД, 2006.
Объектомисследования являются природные жиры — нерпичий, свиной, шерстный;синтетический — Tanning oil G; модифицированный- сульфированный рыбий жир имикроорганизмы, выделенные из жира нерпы и шерстного жира, а также из сточныхвод после проведения процесса обезжиривания, образцы меховой овчины, шкуркибелки.
Цель работы —изучение морфолого-культуральных свойств микроорганизмов и исследование ихдеструктирующей способности.
В результатеисследования изучены морфолого-культуральные свойства микроорганизмов ивозможность применения микроорганизмов, способных деструктировать жировыевещества для биотехнологического процесса обезжиривания меховой овчины, шкурокбелки.
Установлено,что предложенный биотехнологический способ обезжиривания обеспечиваетоптимальное удаление жировых веществ с поверхности волосяного покрова и изкожевой ткани.
Разработаныматочные растворы для обезжиривания, позволяющие проводить процесс с меньшимрасходом синтетических поверхностно-активных веществ, исключение из рабочегосостава формальдегида и карбоната натрия.
Основныетехнологические показатели: исключение из сточных вод формальдегида, сокращениясодержания в сточных водах синтетических поверхностно-активных веществ,сокращение расхода химматериалов.
Областьприменения – для дальнейшего внедрения в производство.
Экономическийэффект достигается за счет сокращения расхода химматериалов и сточных вод.

Введение
В настоящеевремя экономическое состояние страны ставит перед легкой промышленностью многопроблем, среди которых важнейшими являются процессы интенсификации производстваи рост его эффективности. Основным источником повышения эффективности меховогопроизводства является проведение исследовательских работ с целью совершенствованиятехнологии с применением новых способов обработки и химических материалов.Интенсификация производства предполагает повышение степени механизации иавтоматизации трудоемких работ. Рыночные отношения предъявляют новые требованияк предприятиям легкой промышленности. Предприятия должны обеспечитьэкологическую безопасность окружающей среды от возможных отрицательныхпоследствий, оставаясь кредитоспособными и иметь высокие показатели экономическойэффективности производства. Все это ведет к тому, что руководители стремятсявнедрять те технологии, которые дают полуфабрикат с высокими показателямикачества и параметрами, соответствующими ГОСТам, выработанными с минимальнымизатратами труда, химматериалов и времени.
Характернойособенностью предприятий кожевенной и меховой промышленности является большоепотребление воды и, следовательно, большой объем отработанных жидкостей, такназываемых сточных вод, которые относятся к числу наиболее опасных дляводоемов.
Содержаниезагрязнений в сточных водах кожевенно-меховой промышленности столь велико, чтов случае поступления последних в водный объект, может вызвать необратимыепроцессы, включая полное разрушение сложившейся экосистемы. Поэтому проблемаэкономного использования воды, снижения количества сточных вод, уменьшения ихзагрязнения в настоящее время является одной из важных проблем.
В связи с этим целью работы являлось изучениедеструкции жировых веществ микроорганизмами, выделенных из природных жиров источных вод, после процесса обезжиривания и разработка параметров дляпроведения биотехнологического обезжиривания меховых шкур.
1. Литературный обзор.Применение ферментов в кожевенной и меховой промышленности
Ферментативнаяобработка сырья одно из наиболее перспективных направлений совершенствованиябиотехнологических процессов в производстве кожи и меха. Известны работы поиспользованию ферментов в отмоке, золении, обезволашивании, позволяющиеинтенсифицировать жидкостные процессы и существенно снизить загрязненностьсточных вод.
Основаниемдля применения ферментов при обработке шкур явились развитие ферментнойпромышленности и расширение выпуска различных ферментных препаратов, в томчисле для меховой промышленности.
Обработка шкурс применением ферментов является более рациональной по сравнению с другимиспособами, обеспечивает высокое качество кожи — мягкость, легкость,пластичность, кроме того, способствует повышению производительности труда иувеличению выхода площади полуфабриката, что в целом дает значительныйэкономический эффект [1].
1.1Применение ферментов в производстве кожи
В кожевенномпроизводстве процессы с применением ферментов протекают на коллагеновыхструктурах уже подвергшихся изменениям в той или иной степени в результатеконсервирования, золения и др. процессов.
Отмока сырья сприменением ферментов позволяет значительно ускорить и усовершенствоватьобводнение кожевенного сырья, особенно законсервированного высушиванием. Далее,ферментативные процессы при обезволашивании кожевенного сырья, процесс мягченияцеликом основан на воздействии протеолитических ферментов на дерму – коллаген.Главным вопросом в механизме ферментативного воздействия является выявлениероли протеолитических ферментов на коллагеновые структуры кожного покроваразличных видов животных и разных их возрастов. Исследования в этой областиочень разноречивы. Например, коллаген молодых животных менее устойчив квоздействию протеолитических ферментов, чем коллаген взрослых животных. Такжеизвестно, что нативный коллаген и другие белки устойчивы к действию ферментов,а денатурированный коллаген, подвергшийся термической, механической, кислотной,щелочной, солевой обработке, гидролизуется под воздействием протеолитическихферментов [2].
Обработкасвиного голья в растворах ферментов способствует освобождению его от остатковкорней волоса, эпидермиса, пигмента и кожного жира, смесь которых в кожевенномпроизводстве называется гнейстом. После мягчения гнейст легко удаляется изткани опавшего голья при легком нажиме. Очистка голья от гнейста необходима,так как при дальнейших обработках он вызывает пятнистость и грубость лицевойповерхности кожи [3].
Былипроведены многочисленные исследования, в которых предпринимались попыткииспользовать протеолитические ферменты. Известно, что в технологии кожиразрыхление структуры достигается сначала обработкой шкур в щелочных растворах(золение), а затем мягчением измененного коллагена протеолитическимиферментами. Мягчению подвергают уже обезволошенные шкуры, поэтому выборферментов не лимитируется их действием на волос или на прочность связи волоса скожевой тканью.
Рядисследователей считают, что свежий, незолоеный и необработанный нейтральнымисолями коллаген разрушается панкреатином. Так, кусок шкуры был обработан панкреатиномпри температуре 400С (панкреатин менялся в течение обработки многораз). Потери азота составили 27 %. Исследования проведенные на изолированныхколлагеновых волокнах под контролем микроскопа в камере с подогревом, показали,что 5% раствор панкреатина при 400С в течение 5 часов вызываетрастворение коллагеновых волокон. Нативные волокна коллагена сначалараспадаются на элементарные волокна, вследствие растворения промежуточноговещества, а затем на отдельные отрезки, которые переходят в раствор [4].
В кожевенномпроизводстве ферментные препараты применяются как мягчения голья, так и дляобезволашивания овчины. Наибольшее преимущество ферментов проявляется прииспользовании их для обезволашивания. При этом устраняется широко применяемый впроизводстве хромовых кож намазной известково-сульфидный способобезволашивания. Это позволяет исключить применение вредных химическихматериалов, повысить культуру производства и производительность труда,упростить очистку сточных вод. Кроме того, ферментная обработка повышаеткачество снимаемой шерсти. Основной причиной недостаточного примененияферментного метода обезволашивания является высокая стоимость выпускаемыхферментных препаратов [5].
Введениеферментной обработки для свиного сырья способствует:
— более легкомуудалению щетины;
— раскрытиюколлагеновых пучков и разрыхлению плотной структуры;
— дополнительному обезжириванию сырья.
Указанныефакторы обуславливают получение съема щетины стандартного голья, что имеетнемаловажное значение для выполнения последующих процессов и операций, особеннозоления, придают мягкость и эластичность готовой коже, повышают качество ивыход щетины.
Принципыпостроения методики обезволашивания свиного сырья ферментами такие же, как идля других видов сырья. После промывки, отмоки и обезжиривания следует ферментнаяобработка при повышенной температуре в присутствии антисептиков ванным,намазным или комбинированным способами [6].
Шкуры овецявляются основным видом кожевенного сырья, обезволашивание которого с помощьюферментов находит все большее применение. Одна из главных причин этогосохранение высокого качества шерсти – ценного сырья для текстильнойпромышленности. Шерсть, снятая бактериологическим (швицеванием или послеобработки ферментами) способом, равноценна стриженной шерсти. Для полученияшерсти высокого качества за рубежом взамен электростирижки широко применяетсяферментный метод обезволашивания для шкур овец тонкорунных, полутонкорунных идругих пород. При этом выход шерсти увеличивается на 10-20 % в сравнении свыходом при электростирижке. Повышенный выход шерсти объясняется большей еедлиной из-зи отсутствия разрушения корня и нижней части волоса, которыепроисходят при известково-сульфидном обезволашивании или остатков волоса приэлектрострижке. Длина шерсти, снятой ферментным способом, примерно на 10-30 %больше, чем длина шерсти, снятой указанными выше методами.
Преимуществапо качеству и общему выходу шерсти сохраняются и при ферментном обезволашиванииовчины в кожевенном производстве.
Ферментнаяобработка овчины с целью последующего удаления шерсти способствует получениювысококачественных с большей мягкостью и эластичностью перчаточных и одежныхкож, а так же кож для анилиновой отделки вследствие большей чистоты и гладкостилицевой поверхности [7].
Кроме того, впоследние годы повысились санитарно-гигиенические требования к очистке сточныхвод на кожевенных заводах.
В настоящеевремя в большинстве стран для обезжиривания кожевенного сырья преимущественноиспользуются бактериальные протезы с разной степенью очистки. Большой интересдля кожевенной промышленности представляют препараты протеолитическихферментов, полученные методом распылительного высушивания. Перспективнымявляется получение препаратов методом многоступенчатого вымораживания.
Испытанияпроводили на кожевенном заводе при центральном научно-исследовательскоминституте Кожобувной промышленности. Результаты исследования показали, чтопрепараты обладают хорошей обезволашивающей способностью при обработкеразличных видов кожевенного сырья. При обработке свиного сырья наблюдалосьсильное ослабление связи щетины с дермой за 18-20 часов. В этом случае так жеотмечалось хорошее обезжиривание сырья. При ферментативной обработке свиногосырья содержание жира уменьшилось более чем в 4 раза. Для сравнительной оценке обезжиривающейспособности препарата были поставлены контрольные опыты, где вместо ферменногопрепарата использовали специальные обезжиривающие вещества, применяемые вкожевенной промышленности. Исследования показали что, применение ферментныхпрепаратов из культуры Bac. Mesentericus шт. 11-11 позволяет для этого видасырья исключить последующий процесс обезжиривания полуфабриката [8].
В работеЧурсина В.И., Шапкарина Н.П. исследовано влияние различных ферментов и ихкомбинаций на свойства дермы. Эксперименты проводили на образцах сырья изяловки легкой развесом 18-24 кг мокросоленого консервирования. В данной работеиспользованы следующие ферментные препараты: щелочная протеаза с активностью51300 ед/г(ТУ 64-13-19-89), коллагеназа с активностью 118 ед/г (по даннымпроизводителя – ЗАО«Биопрогресс»), протосубтилин Г-Зх с активностью 70 ед/г(ГОСТ 23636-90).
Обработкуферментами проводили при ж.к. 1,5, температуре 30ºС в присутствии 3%карбамида и при рН =9,5. Расход ферментных препаратов устанавливали исходя изих активности, а именно, для коллагеназы-0,1%, для щелочной протеазы-0,5%, дляпротосубтилина-1% от массы сырья. Обработку проводили в течение 4 ч.Некотороеослабление волоса было отмечено для образцов, обрабатывавшихся в присутствииколлагеназы. После промывки образцы направляли на золение, которое осуществлялипри расходе гидроксида натрия 2% и сульфида натрия 0,6%. Полное удаление шерстинаблюдалось при ферментативной обработке коллагеназой и протосубтилиномГ-Зх.Для обезволашивания образцов, которые подвергались обработке щелочнойпротеазой, расход сульфида натрия увеличивали до1,2%от массы сырья.

Таблица 1-Кинетика процессов и состояния голья на отдельных стадиях обработки Расход фермента Состояни е голья после золения
Степень пропикеле
ванности через 4ч,%
Прокрас соединениями
хрома,% Температура сваривания, С /> 1ч 3ч 5ч /> Коллагеназа -0,1% Сильный нажор, повреждение лицевой мембраны 100 50 60 90 79 /> />
Протосубтилин
Г-Зх-1% Сильный нажор, повреждение лицевой мембраны 80 20 60 80 91 /> /> Щелочная протеаза-0,5% Незначительный нажор, остатки шерсти 100 80 100 /> 86 /> />
Как следуетиз таблицы 1, представленные результаты не позволяют дать однозначнуюинтерпретацию действия ферментов на ослабление связи волоса с дермой ипротекание последующих процессов, но объясняют многие важные моментыферментативного обезволашивания. В то же время использование коллагеназы вданной концентрации приводит к повреждению лицевой поверхности и, принимая вовнимание незначительную температуру сваривания, вызывает существеннуюдеструкцию коллагеновых фибрилл.
Протосубтилин,относящийся к протеазам общего действия, в большей степени разрушает эпидермис,в состав которого входят глобулярные гликопротеиды, протеогликаны и «мягкие» коллагеновыебелки. Это, в свою очередь, вызывает повреждение лицевого слоя голья.
Щелочнаяпротеаза активно гидролизует неколлагеновые белки, способствуя полномуосвобождению от них волокнистой структуры дермы. Как результат для этихобразцов отмечаются высокие значения пропикелеванности и продубленности.
Следуетподчеркнуть, что степень поврежденности лицевой поверхности голья в результатеферментной обработки находится в тесной зависимости с содержанием общих белковв отработанных растворах после золения.
Представлялосьинтересным по той же схеме оценить действие бинарных смесей ферментныхпрепаратов, которое может быть более интенсивным за счет синергетическогоэффекта и расширения спектра гидролизуемых связей.
На основанииполученных результатов выяснилось, что комбинация ферментных препаратовпозволяет улучшить как процесс обезволашивания- золения, так и процессдубления. Хороший эффект обезволашивания достигается при совместной обработкеколлагеназой и протосубтилином Г-Зх. Это объясняется более высокой способностьюпротосубтилина Г-Зх разрушать эпидермальные слои шкуры, облегчая тем самымдоступ коллагеназы к коллагеновым белкам, выстилающих волосяные сумки. Однако,отсутствие эффективного воздействия на глобулярные белки неколлагеновогохарактера не позволяет добиться полного извлечения их из структуры дермы, чтонесколько снижает скорость проникания дубящих солей к активным центрамколлагеновой молекулы.
Наиболееэффективен с этой точки зрения состав, включающий протосубтилин Г-Зх и щелочнуюпротеазу, позволяющий практически полностью очистить дерму от неколлагеновыхбелков и обеспечить хорошую степень обезволашивания в процессе золения.
Сравнительнаяоценка действия ферментов показала различия в их влияния на те или иныехарактеристики голья и полуфабриката. Более эффективными в целяхобезволашивания являются диады соответствующих ферментных препаратов,обеспечивающих к тому же более высокие технологические преимущества припроведении преддубильно-дубильных процессов [9].
Шкуры угря посравнению со шкурами других видов рыб имеют наиболее сложное гистологическоестроение, что определяет необходимость специфической их обработки с цельюполучения кож [10].
В работеХарчуткиной Е.М., Болдовской Е.П., Дормидонтовой О.В. и др. для разработкиметодики отмоки-обезжиривания шкур угря были выбраны препараты липаза флюозимГЗх, обеспечивающая достижение хорошего обезжиривающего и отмачивающегоэффекта, и протеаза Прок, способствующая обводнению шкур.
При изысканииэффективного способа отмоки обезжиривания шкур угря, позволяющего сохранить рисуноклицевой поверхности, было сделано предположение о возможности совместногоиспользования липазы и протеазы. В связи с этим изучалось влияние последовательностивведения ферментных препаратов в обрабатывающую жидкость на активность системы.
Таблица 2-Влияние последовательности введения ферментных препаратов в обрабатывающуюжидкость на активность системы Вариант Ферментный препарат рН Протеолитическая активность по методу Ансона, ед/г Липолитическая активность по методу Ота-Ямада, ед/г 1 Протеаза 7 75,4 10000 2 Протеаза 10 36,9 5000 3 Липаза 7 55,4 100000 4 Липаза 10 33,8 95000 5 Протеаза + субстрат; липаза 7 73,8 80000 6 Протеаза + субстрат; липаза 10 50,8 70000 7 Липаза + субстрат; протеаза 7 29,2 140000 8 Липаза + субстрат; протеаза 10 9,2 133000 9 Протеаза + липаза 7 23,1 35000 10 Протеаза + липаза 10 10,8 30000
Из данныхтаблицы 2 видно, что при одновременном дозировании ферментных препаратовактивность системы меньше суммарной активности отдельно взятых препаратов.
Рассматриваяданное явление, можно предположить, что снижение протеолитической илиполитической активности является результатом изменения структурныхособенностей обоих ферментных препаратов (гидролиз связей в цепях молекулферментов, блокировка функциональных групп активного центра и т.д.), и, какследствие этого, их инактивированием.
Анализируяварианты введения ферментных препаратов в раствор, можно сделать вывод о том,что совместное использование липазы флюозим ГЗх и протеазы Прок возможно лишьпри условии их поочередного введения. Данные таблицы 2 показывают также, чтовведение в субстрат липазы флюозим ГЗх, а затем протеазы Прок приводит кзначительному снижению протеолитической активности полиферментной системы, чтоможет объяснятся особенностями механизма каталитической реакции, при которойфлюозим ГЗх, воздействуя на субстрат, затрудняет каталитическое действиепротеазы Прок.
Результатыэксперимента показали, что применение композиции ферментных препаратов приодновременном их дозировании приводит к снижению протеолитической илиполитической активностей; в случае предварительного введения в обрабатывающуюжидкость липазы увеличивается липолитическая активность системы и уменьшаетсяпротеолитическая, а в случае предварительного введения в обрабатывающую жидкостьпротеазы увеличивается протелитическая активность системы и уменьшаетсялиполитическая.
Такимобразом, для получения кож из шкур угря рекомендуется технология,предусматривающая отмоку-обезжиривание в водном растворе липазы флюозим ГЗх ипротеазы Прок при их последовательном введении. Это позволит получить кожевенныйполуфабрикат с сохранением специфического рисунка лицевой поверхности, хорошимипрочностными и упруго-пластическими свойствами [11].
В работе С.П.Кочетовой и других использован фермент протакрин, представляющий собойкомплексную щелочную протеазу. Для работы использовалось сырье КРС массой 25-30кг.
Воздействиеферментов на сосочковый и сетчатый слои дермы зависит от глубины и скоростипроникания в толщу дермы, поэтому представляют интерес методы, дающиевозможность проследить за движением и локализацией ферментов в дерме.
Дляисследования изменений, происходящих в дерме под действием ферментов былиспользован метод количественного анализа структуры по РЭМ- изображению.
Образцы КРСисследовали после отмоки, щелочной подготовки и ферментативногообезволашивания. Для каждого образца проводили послойный анализ изменений,происходящий в сосочковом, пограничном и в сетчатом слое.
На сосочковомслое дермы после отмоки были видны отдельные пучки волокон в плотной упаковке,после щелочной подготовки наблюдалось разделение отдельных пучков на волокна,после ферментативной обработки достигалось разделение отдельных пучков наволокна, становились видны отдельные тонкие волоконца, связующие пучки волокон.В пограничной области дермы между сетчатым и сосочковыми слоями после отмокибыли видны плотно упакованные пучки волокон, после щелочной подготовкиотдельные пучки в большей степени разделены на волокна, после ферментативнойобработки видна система тонких волоконец, связывающих между собой отдельныепучки и более крупные волокна. Разделение же самих пучков на волокна в сетчатомслое практически не наблюдается, но следует отметить, что после ферментативнойобработки образуется система тонких волоконец, связующих отдельные пучки.
Анализируяполученные результаты, можно сделать следующие предположения: в сосочковом слоепосле щелочной подготовки происходит разделение структуры, дополнительноеосвобождение от глобулярных белков и жировых образований. Впограничномслое(между сосочковым и сетчатым) в сырье после отмоки и после щелочнойобработки наблюдается тенденция к увеличению количества мелких пор. Этопроисходит, видимо, за счет удаления неколлагеновых белков.
Сетчатый слойпосле щелочной подготовки сырья также характеризуется увеличением мелкихпор, в то время как после ферментативной обработки возрастает число крупныхпор. Это может быть связано с разделением структуры, образованием большихмежпучковых пространств
На основании этогоможно сделать вывод, что ферментный препарат проникает в толщу дермы испособствует частичному разделению структуры, выводу глобулярных белков.Изменений самой макроструктуры не происходит [12].
Г.А.Нестеровой и Л.П. Истрановым были проведены исследования закономерностей обезволашиваниякожевенного, сырья. Обезволашивающего эффекта можно достигнуть, разрушаякорень; волоса путем разрыва в щелочной среде прочных дисульфидных связей, атакже разрушением веществ, выстилающих волосяную сумку, что способствуетсвободному выходу из нее волоса. Одной из составных частей ферментативногообезволашивания является воздействие ферментов на компоненты сложных белков,выстилающих волосяную сумку и белково-углеводистые комплексы.
Более поздниеисследования подтвердили важную роль протеаз в разрушении белково-углеводистыхкомплексов. Для достижения эффекта обезволашивания целесообразно применениеферментов, действующих на различные классы соединений, присутствующих в дерме,белки, углеводы, жировые вещества, причем ведущее место принадлежит протеазам.
Все данные поизучению ферментативного обезволашивания показывают, что длительность процессаопределяется скоростью проникания фермента к месту реакции — волосяной сумке.
Основнойфактор ускорения процесса — изменение структуры, дермы, способствующееувеличению ее проницаемости и пористости.
Подготовкасырья к действию ферментных препаратов, включающая удаление консервирующихвеществ, механические операции удаления подкожно-жировой клетчатки способствуютнаилучшему доступу ферментов к структурным элементам дермы и повышениюпроницаемости ее для больших молекул ферментов. Рекомендуется также обработкащелочами, кислотами, солями. В связи с этим ферментативному обезволашиванию,как правило, предшествует щелочная или ферментативная отмока [13].
Работа С.П.Кочетовой и других посвящена исследованию протеолитической активностисобственных ферментов шкур крупного рогатого скота (КРС).
Активностьпротеолитических ферментов в процессе автолиза в шкуре КРС исследовалинезависимыми методами: по воздействию экстрактов из шкуры на гидролизсывороточного альбумина человека и по увеличению аминного азота при расщеплениибелков шкуры в процессе естественного автолиза.
Протеолитическиеферменты катализируют расщепление белковых веществ до пептидов и дальнейшийгидролиз этих пептидов до аминокислот. В связи с этим определение активностипротеолитических ферментов шкуры КРС в процессе автолиза можно учитывать поколичеству освобождающихся аминных или карбоксильных групп в пробе материала заопределенный отрезок времени. Исходя из этого активность определяется понакоплению аминного азота.
Установлено,что в экстрактах при рН 3,6 и 5,6 содержатся ионы магния и цинка в значительномколичестве. Ионы кобальта, марганца и меди присутствуют в виде следов.Полученные данные позволяют предположить, что экстракты шкур КРС содержатпротеолитические металло-ферменты.
Полученныерезультаты позволяют предположить, что экстрагируемые из шкуры КРС ферментыможно отнести к классу металлосодержащих тиоловых и карбоксиамидгидролаз [14,15].
Целью работы Г.В. Плешанова, С.В. Янушевской,В.С. Мальцева и В.С. Духанина являлось изучение влияния ферментативнойобработки на свойства связующих и пигментных концентратов в качестве связующегоиспользуют казеин низших сортов, который по данным, имеет повышеннуюкислотность, содержит посторонние примеси белкового происхождения, ухудшающиеоптические характеристики казеиновых клеев [ 16].
Фигуриным Ю.В. предложен метод обезжиривания свиных шкур с помощью действия комплексалиполитических и протеолитических ферментных препаратов. Установлено, что приферментативном воздействии комплекса липолитических и протеолитическихферментных препаратов на шкуру происходит ее обезжиривание, уменьшениесодержания в ней углеводных компонентов и как следствие этого – хорошееразделение структуры дермы, удаление значительной части неколлагеновых белков.Все это способствует получению кож высокого качества из свиного сырья.
Высокоесодержание природного жира в свиных шкурах затрудняет выработку из нихвысококачественных кож, поэтому при производстве свиных кож необходимомаксимальное удаление природного жира, а также хорошее разделение структурыдермы. Для выполнения данных условий наиболее целесообразным являетсяиспользование комплекса липолитических и протеолитических ферментныхпрепаратов.
Предварительноеисследование, проведенные автором, показали, что при совместном использованиикомплекса этих ферментных препаратов в подготовительных процессах производствасвиных кож в первую очередь необходимо использование щелочной липазы.
В ходеэксперимента ферментные препараты использовались в процессах отмоки и мягчения.Концентрацию щелочных липаз в рабочих жидкостях при исследовании действиякомплекса липолитических и протеолитических ферментных препаратов на природныйжир свиных шкур определяли количество жира в сырье, сырье после отмоки, голье,полуфабрикате, отработанных жидкостях и в щетине. Полученные результаты,показывают, что используемые ферментные препараты хорошо обезжиривают свиныешкуры и щетину. Хорошее обезжиривающее действие щелочных липаз подтверждаетсявысоким содержанием липидов в отработанных жидкостях в процессе отмоки имягчения.
В результатепроведенной работы установлено, что при ферментативном воздействии комплексалиполитических и протеолитических ферментых препаратов на шкуру происходит ее обезжиривание,уменьшение содержания в ней углеводных компонентов и, как следствие этого,хорошее разделение структуры дермы, удаление значительной части неколлагеновыхбелков. Все это способствует получению высокого кож качества из свиного сырья[17].
Применениеферментных препаратов при обработке кожевенного сырья является одним изперспективных методов совершенствования технологических процессов.
Целью работыЕ.А. Пуртова, Т.Ф. Миронова и Л.М.Лупова являлось изучение возможностиприменения нейтральной протеазы протосубтилина Г10Х (штамм Bac. Subtilis) впроизводстве кожи для верха обуви из шкур крупного рогатого скота.
Оптимумдействия нейтральной протеазы протосубтилина Г10Х находится в пределах рН7-7,5, протеолитическая активность по казеину составляет 40 ед./г.
Исследованияпроводили на полукожнике средней (12 кг) массы мокросоленого способаконсервирования.
Для выясненияхарактера и степени воздействия нейтральной протеазы на структуру дермыполукожника эксперимент осуществляли не препаратах дермы полукожника,приготовленных из отмоченного сырья и голья щелочно-солевой обработки иподвергнутых спирто-эфирной сушке.
Изменениеструктуры коллагена дермы, происходящие в процессе ферментативной обработкидермы в зависимости от ее продолжительности, концентрации ферментногопрепарата, предварительной обработки дермы, изучали путем исследования влиянияпродуктов распада и продуктов выплавления на содержание оксипролина.
В ходеэксперимента было установлено, что действие фермента на структуру коллагенадермы усиливается в случае предварительной щелочной обработки. Незначительноесодержание оксипролина в продуктах распада при действие на препараты дермы (до2,3% в зависимости от характера предварительной обработки и интенсивностиферментативной обработки) свидетельствует о том, что обработка нейтральнойпротеазой не приводит к распаду коллагена дермы. В продуктах выплавленияпрепаратов дермы, подвергшихся ферментативному воздействию, наблюдаетсязначительное содержание оксипролина, что указывает на появление в структуредермы под действием ферментов фрагментов структурных элементов коллагена,которые могут перейти в раствор только при гидротермическом воздействии.
Таким образомисследуемая нейтральная протеаза способствует разделению структурных элементовдермы, не вызывая при этом распада коллагена.
Данныеразведывательного эксперимента позволяют сделать вывод о возможностииспользования нейтральной протеазы протосубтилина Г10Х в процессах кожевенногопроизводства.
Исходя изрезультатов разведывательного эксперимента, были разработаны варианты обработкиполукожника, предусматривающие применение нейтральной протеазы протосубтилинаГ10Х в процессе подготовки шкур к обезволашиванию и в процессе мягчения. Вкачестве контрольного варианта использовали типовую методику производствахромовых кож для верха обуви из опойка, выростка и полукожника,предусматирвающую применение в процессе мягчения панкреатина.
Припроведении эксперимента в лабораторных условиях исследовали изменение основныхструктурных элементов шкуры под действием ферментативных обработок посодержанию в отработанных жидкостях оксипролина и общего азота, котороевыражалось в процентах от содержания данных компонентов в абсолютно сухой,обезжиренной и обеззоленной шкуре.
Результатыпроведенного эксперимента показали, что применение нейтральной протеазыпротосубтилина Г10Х в процессе отмоки и мягчения способствует хорошемуразделению структурных элементов дермы. Введение обработок данным ферментнымпрепаратом позволяет сократить продолжительность отмоки, уменьшитьзагрязненность сточных вод благодаря снижению количества сульфида натрия,применяемого в процессе мягчение ферментного препарата животного происхожденияпанкреатина [18].
1.2 Применениеферментов в производстве меха
В технологиимеха ферменты могут применяться и в других процессах, например, приобезжиривании, крашении, отбеливании.
Процессобезжиривания необходим при обработке многих видов мехового сырья. Так, приобработке меховых и шубных овчин, шкур морского зверя, ондатры, сурка,обезжиривают как волосяной покров, так и кожевую ткань. Учитывая различие всоставе жира, находящегося на волосе или в кожевой ткани, используют различныеспособы обезжиривания. По существующей технологии волосяной покров обезжириваютв водно-щелочных растворах поверхностно-активных веществ, кожевую ткань – вжирорастворителях. Оба эти способа довольно продолжительны и трудоемки, требуютбольшого расхода воды (первый способ) или специального оборудования (второйспособ). Применение липолитических ферментов будет способствоватьрационализации процесса, снижению трудоемкости, уменьшению производственногоцикла и может быть экономически выгодно, особенно при повторном использованиирастворов [19].
Ферментымогут быть также использованы при оксидационном крашении и отбеливании. В обоихслучаях необходимо применение окислителей. Известно, что пергидроль – наиболееупотребляемый окислитель – резко снижает прочность волоса и кожевой ткани шкур.При использовании оксидаз, которые могут направленно действовать на требуемыйагент, прочность волоса не должна снижаться.
Использоватьферменты можно также и для предотвращения пожелтения волоса шкур морскихживотных. Шкуры морских животных быстро желтеют, что является следствиемокисления кислородом воздуха непредельных жиров морских животных. Для защитышкур от пожелтения их либо упаковывают в герметичные мешки, либо покрываютсмазкой, в которую добавлены антиокислители [ 20].
При выделкемеховых шкур нельзя применять сильные щелочные воздействия, так как это резкоснижает качество волоса. Использование же протеолитических ферментов безпредварительной щелоченной обработки малоэффективно, хотя и несколько улучшаеткачество кожевой ткани. Основным препятствием для использованияпротеолитических ферментов является их обезволашивающее действие [21].
Наиболеераспространен технический панкреатин из поджелудочной железы. В состав этойвытяжки входят следующие ферменты: протеиназа (трипсин), протаминаза(карбоксилпептидаза В), пролиназа, аминопептидаза, карбоксилпептидаза А идипептидаза, также липаза и амилаза. При обезволашивании и мягчении применяютпрепараты, получаемые путем выращивания микроорганизмов на питательной среде,например протосубтилин Г3х, липогаетрин Г3х и др., а так же их смеси. Длямягчения в меховом производстве используют препараты микробного происхождения –мальтававморин Г10х, оболадающий гликозидазной активностью. Квашение — сложныйпроцесс, где основную роль играют ферменты, как амилаза, расщепляющая крахмалмальтаза и протеолитические. Таким образом, в кожевенном и меховом производствеважной значение имеют гидролазы: протеазы, эстеразы и эфиразы [2].
Ферментативнаяобработка меховых шкур является более рациональным способом по сравнению сквашением, обеспечивает высокое качество кожевой ткани – мягкость, легкость,пластичность и, кроме того, способствует повышению производительности труда иувеличению выхода площади мехового полуфабриката. [22].
Казалось бы,не может быть и речи об использовании протеолитических ферментов для обработки меховыхшкур вследствие их обезволашивающего действия. Несмотря на это, во многих исследованияхпо технологии меха испытывали протеолитические препараты. Так, А. В. Раевский,Н. В. Сергеев, И. П. Стефанович показали, что мягчение меховых и шубных овчин трипсиномпри предварительной известковой обработке дает весьма высокий технологическийэффект: происходит разрыхление кожевой ткани, что придает ей мягкость ипластичность. Но при такой обработке уменьшается прочность волоса, нарушаетсяфиксация его в кожевой ткани. Поэтому данный метод не нашел практическогоприменения.
При обработкемеховых шкурок пепсином — ферментом, способным воздействовать на белки кожевойткани в кислой среде, происходит резкая потеря кожевого вещества в результате переходаего в растворимое состояние и снижается прочность шкуры. Пластические свойства кожевойткани при этом существенно не изменяются [23].
Постояннорастущий спрос на высококачественную шерсть, а также санитарные требования ксточным водам было стимулом того, что в последние годы многие кожевенные заводыФранции, а также предприятия, занимающееся съемкой шерсти с овчин не пригодныхдля кожевенного и мехового производства, стали применять ферментные препараты,изготовленные фирмой Рапидаз.
На фирмеРапидаз, находящейся в г. Секлен (Societe Rapidase, Seklin Nord France)ферментные препараты для кожевенного производства изготавливают на базебактериальной протезы, получаемой путем глубинного выращивания бактериальнойкультуры на жидкой питательной среде, в состав которой входит картофельныйкрахмал.
Препараты,изготовленные из бактериальной протезы, довольно стойки при хранении, толькопосле 10-12 месячного хранения заметно незначительное уменьшение активности[24].
Способывыполнения ферментной обработки зависит от имеющегося оборудования,производственных площадей и перерабатываемого сырья. Возможно какприспособление используемого оборудования, так и созданиевысокомеханизированных проходных линий ферментной обработки, особенно сырьяовчины [25].
Сынкова А.В.,Миронова Т.Ф., Талянского О.В. исследовали влияние температуры и рНобрабатывающей жидкости, а так же механических воздействий на каталитическуюспособность нейтральной протеазы в процессе обезволашивания овчины.
Отмоку овчиныпресно-сухого консервирования осуществляли по известной технологии в течение 24часов при температуре 18-200С в присутствие сульфита натрия (5 г/л),гексафторсиликата натрия (3 г/л) и ПАВ (1 г/л).
Последующееобезволашивание проводили при различных значениях температуры (18-20 0С;30-32 0С; 38-40 0С) и рН обрабатывающей жидкости (6; 7;8; 9) с использованием механических воздействий и в состоянии покоя.
Анализполученных результатов позволил сделать выводы: при всех вариантахтемпературного режима и режима механического воздействия эффект полного обезволашиваниянаиболее быстро достигается при рН 7, таким образом зависимость от рНобезволашивающей способности ферментного препарата коррелирует с даннымизависимостями протеолитической активности протеазы Прок.
Наибольшееколичество ионогенных групп в дерме наблюдается в случае обезволашивания при рН7, при данном рН среды протеаза Прок обеспечивает состояние дермы, близкое кизоэлектрическому, в котором набухание коллагена минимально, что облегчаетудаление волоса с волосяной сумки.
Притемпературе обезволашивающей жидкости 30-320С обезволашиваниеразличных топографических участков протекает более равномерно, в течение болеедлительного периода времени, чем мездреной, что указывает на диффузию протеазыпрок в дерму с бахтармяной стороны, наличие мездры на которой препятствуетпротеканию этого процесса и замедляет достижение обезволашивающего эффекта.
Увеличениетемпературы обрабатывающей жидкости от 30-320С до 38-400Сприводит лишь к незначительному сокращению продолжительности обезволашивания.
Процесс ферментативногообезволашивания протекает медленнее в случае отсутствия механических воздействий[26].
Привыполнении ферментативного обезволашивания необходимо строго соблюдатьтемпературный режим обработки не допуская снижения температуры, поскольку резкоеизменение температуры обрабатывающей жидкости в сторону уменьшения можетпривести к инактивации ферментного препарата, в результате требуемый эффектобезволашивания может быть так и недостигнут.
Такимобразом, полученные результаты будут способствовать разработке оптимальныхпараметров процесса ферментативного обезволашивания кожевенного сырья [27].
Цельюисследования Г.И Ярецкас, Н.М. Шибаковской, О.Н. Мацевичене, А.К. Струмскенеявились разработки технологии применения нового ферментного препарата мальтавоморинаГ10Х для обработки шкурок кролика, определение изменений основных структурныхэлементов кожевой ткани шкурок после обработки ферментом и определениекачественных, физико-механических и химических свойств готовых шкурок.
Исследованиепроводили на шкурках кролика пресно-сухого способа консервирования с толщинойкожевой ткани более 0,7 мм, одинаковых по площади, сортности (2), однородных поплотности. Ферментный препарат мальтавоморин Г10Х использовался для отмоки.
Результатыпроизводственных опытов показали, что применение данного ферментного препаратадля отмоки шкурок кролика сокращает процесс на 16-20., улучшает качествоготовых шкурок за счет их мягкости и пластичности, почти полностью исключаетполучение грубых шкурок, снижает количество порванных шкурок и увеличиваетвыход готовой продукции в среднем на 3,3% по сравнению с типовой методикойвыделки [28].
Такимобразом, на основании литературного обзора можно сделать вывод, что ферменты длякожевенного и мехового производства имеют огромное значение, так как ихприменение сокращает длительность процессов, способствует меньшему загрязнениюсточных вод, то есть вносит вклад в решение экологических проблем, такжеобеспечивает увеличение выхода площади готового полуфабриката, позволяетповысить качество готовой продукции, а значит, дает значительный экономическийэффект.

2.Объекты и методы исследования
Цельюдипломной работы являлось изучение свойств бактериальной суспензии, споследующим применением в подготовительных процессах переработки меховогосырья.
Длявыполнения эксперимента был составлен сетевой график, представленный на рисунке1.  Применение ферментов в кожевенной и меховой промышленности    /> /> /> /> /> /> /> />

Рисунок1 – Сетевой график дипломной работы

2.1Объекты исследования
Объектомисследования в дипломной работе являлись жировые вещества различной химическойприроды: синтетический – Tanning Oil G; модифицированный – сульфатированныйрыбий жир; природные – нерпичий, свиной и шерстный, а также микроорганизмы, выделенныеиз жира нерпы и шерстного жира (H, Нв, В) и из сточных вод после проведения процессаобезжиривания меховой овчины (3, 7).
TANNING OIL G– эмульгатор модифицированный, непротравляющий неокисляющий жир. Применение впроцессе жирования овчин после крашения, рекомендуемая концентрация – 2 г/дм3.Преимущество – очень богат питательными жирами.
СУЛЬФАТИРОВАННЫЙРЫБИЙ ЖИР – продукт сульфатирования жидкой фракции рыбьего жира, густаяжидкость от коричневого до темно- коричневого цвета. Получают обработкойворвани серной кислотой с последующей промывкой и нейтрализацией. Применяется вкачестве основных эмульгирующих жиров при составлении смесей для жирования кожвсех видов.
СВИНОЙ ЖИР –мазеобразная масса от белого до темно- коричневого цвета. Получаютвытапливанием, центрифугированием или прессованием. Применяют для производствамыла.
НЕРПИЧИЙ ЖИР– жидкость от светло- желтого до темно- коричневого цвета. Получаютвытапливанием, экстрагированием, прессованием и сепарированием.
ШЕРСТНЫЙ ЖИР– густая пастообразная масса бурого цвета. Внем содержатся кроме воскасвободные жирные кислоты, глицериды, белки, слизи, красящие вещества,минеральные примеси.

2.2Методы исследования
2.2.1Методика приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов
Мясопептонныйагар (МПА)
Прикультивировании микроорганизмов большое значение имеет обеспечение ихсоответствующим питанием. Белковой основой для всех сред является питательныйбульон. Основой для приготовления мясопептонного бульона (МПБ) является мяснаявода. Ее готовят следующим образом: 15 г сухого бульона растворяют в 1 дм3дистиллированной воды и кипятят 1-3 мин. Для приготовления плотной питательнойсреды МПА к 1 дм3 МПБ добавляют 2-2,5% агар-агара от объема среды ирасплавляют в автоклаве.
Синтетическаясреда Рана
В 1 дм3дистиллированной воды растворяют соли следующего состава (г/дм3): K2НPO4-5,0;CaCl2-1,0; (NH4)3PO4-5,0;NaCl-следы; FeCl3*7H2O-следы; MgSO4 *7H2O-1,0.В качестве источника углерода используют жир в количестве 1 г/дм3.Для приготовления плотной синтетической среды добавляют агар-агар в количестве2-2,5% от объема жидкой среды и расплавляют в автоклаве при давлении 1атм.
2.2.2Выделение чистой культуры методом разведений
Разведения делают в стерильной водопроводнойводе. Готовят определенный объем этого раствора и стерилизуют при 1 атм. В ходеодного опыта пользуются постоянным коэффициентом разведения, т.к. в этом случаеуменьшается вероятность ошибки. Чаще всего делают десятичные разведения. Дляэтого берут пробирку с 10 см3 стерильного раствора и переносятстерильной пипеткой 1 см3 исследуемого материала в данную пробирку.Суспензию этого разведения тщательно перемешивают с помощью новой стерильнойпипетки, вбирая в пипетку и выпуская из нее полученную смесь несколько раз. Этообеспечивает перемешивание суспензии и уменьшает адсорбцию клеток на стенкахпипетки. Затем этой же пипеткой берут 1 см3 полученного разведения ипереносят его во вторую пробирку. Таким образом, готовят и последующиеразведения. Степень разведения определяется предполагаемым количеством микроорганизмовв образце и соответственно число разведений тем больше, чем больше микроорганизмовв исходном субстрате.
Дляприготовления каждого разведения обязательно используют отдельную пипетку.Пренебрежение этим правилом может привести к получению ошибочного результата.Ошибка связана с адсорбцией микроорганизмов на стенках пипетки, в результатечего не все клетки удаляются из пипетки при приготовлении соответствующегоразведения. Часть клеток, оставшаяся на стенках пипетки, может затем попасть водно из последующих разведений, что и явится причиной получения завышенногорезультата.2.2.3Посев на агаризованные среды в чашки Петри
В стерильныечашки Петри наливают расплавленную на кипящей водяной бане агаризованную среду,по 20-30 см3 в каждую. Чашки оставляют на горизонтальнойповерхности, пока не остынет агар. Для посева отбирают чашки, среда в которыхосталась стерильной. Когда используют элективные среды или выделяют и учитываютмикроорганизмы, требующие повышенной влажности, посев проводят сразу же иливскоре после застывания агара.
Посевделают из определенных разведений в зависимости от предполагаемого количествамикроорганизмов в исследуемом субстрате. Стерильной пипеткой наносятопределенный объем (обычно 0,05; 0,1 или 0,2 см3) соответствующегоразведения, предварительно тщательно перемешанного, на поверхность агаровой пластинкив чашки Петри. Этот объем распределяют по поверхности среды стерильным шпателем.Затем этим же шпателем проводят по всей поверхности во второй чашке, кудапосевной материале вносили. При выявлении микроорганизмов, количество которых всубстрате относительно не велико, посевной материал распределяют по поверхностисреды только в одной чашке.
Из каждого исследуемого разведения делаюттаким образом 2 — 3 параллельных высева. Для параллельных высевов из одногоразведения можно пользоваться одной пипеткой и одним шпателем. Для посевов изразных разведений используют другую стерильную пипетку и другой шпатель. Чашкис засеянными средами помещают в термостат, отрегулированный на определеннуютемпературу, благоприятную для развития выявляемых микроорганизмов.
Подсчетвыросших колоний проводят через определенное время после посева, котороезависит от скорости роста выявляемых микроорганизмов на используемой в опытесреде и данной температуре.
Подсчитываютколичество колоний, выросших при высеве из определенного разведения на двух(одной) чашки Петри. Результаты параллельных высевов суммируют и определяют среднеечисло колоний, выросших при высеве из этого разведения. Колонии считают, как правило,не открывая чашки. Для удобства отмечают просчитанную колонию точкой нанаружной стороне дна чашки, пользуясь стеклографом или чернилами по стеклу. Прибольшом количестве колоний дно чашки делят на секторы, подсчитывают количествоколоний в каждом секторе и результаты суммируют или используютполуавтоматические счетчики.
2.2.4Изучение морфологии бактерий
Морфологическиесвойства изучают путем микроскопирования окрашенных мазков, приготовленных изисследуемой колонии. При этом отмечаются формы микробных клеток, характер ихрасположения, наличие спор, капсул, жгутиков тинкториальная способность (окрашиваниепо методу Грама), определяют чистоту культуры. Кроме просмотра окрашенныхмазков, устанавливают наличие жгутиков путем исследования культур наподвижность в препаратах «висячая» или «раздавленная» капля, а также путемпосева культуры на полужидкий мясопептонный агар (подвижные бактерии вызываютпомутнение агара, а неподвижные растут по уколу).
Изколоний готовят мазки, затем окрашивают по Граму, Трухильо, проводят окраскужгутиков по Леффлеру.
Техникаокраски по Граму заключается в следующем:
— Наобезжиренном стекле делают мазки микроорганизмов. Мазки высушивают на воздухе ификсируют под пламенем горелки;
— Мазкиокрашивают в течение 1 мин генцианвиолетом;
— Препаратпромывают в слабой струе водопроводной воды в течение 2 с.;
— Окрашиваютпрепарат раствором Люголя в течение 1 мин.;
— Промываютпрепарат слабой струей водопроводной воды;
— Погружаютпрепарат на 30 секунд в 96 %-ный спирт, взбалтывая последний, после чегопрепарат подсушивают промокательной бумагой;
— Окрашиваютмазки раствором фуксина Пфейффера в течение 30 с.;
— Промываютпрепарат в слабой струе водопроводной воды до исчезновения окраски в стоке,подсушивают промокательной бумагой и микроскопируют.Грамположительные бактерии окрашиваются в синий илифиолетовый цвет, а грамотрицательные — в красный.
Окраска по Трухильо заключается в следующем:
— Мазокфиксируют жаром;
— Наносятводный раствор малахитовой зелени (2 %) и в течение 3 мин подогревают наспиртовке до отхождения влаги;
— Промываютводой;
— Опускают на1 мин в 0,25 % — ный водный раствор основного фуксина;
— Промываютводой;
— Высушиваютфильтровальной бумагой и микроскопируют.
При такомметоде окраски споры окрашиваются в зеленый цвет.
Окраскажгутиков по Леффлеру:
— Мазокзаливают на 15-20 минут протравой Леффлера, необходимо следить, чтобы протраване подсыхала;
— Препаратпромывают дистиллированной водой;
— Окрашиваюткарболовым фуксином Циля в течении 3 минут;
— Высушиваютфильтровальной бумагой и микроскопируют.
Клетки ижгутики окрашиваются в красный цвет.
2.2.5Методика изучения культуральных свойств
Культуральныесвойства определяют по характеру роста микробной культуры на плотной и жидкойпитательных средах. Характер роста на плотной питательной среде изучают сподробным описанием формы, величины, цвета, поверхности, консистенции, краев иструктуры колоний, образованных на синтетической питательной среде.
Микроскопическоеизучение колоний проводят под микроскопом. Рассматривая колонии в проходящемсвете невооруженным взглядом, описывают следующее: форму колоний; диаметрколоний; цвет, который обуславливается пигментом; рельеф колоний; поверхность;ее блеск, прозрачность; характер краев колоний; структуру колоний, ееконсистенцию.
Дляопределения отношения микроорганизмов к кислороду делают посев уколом намясопептонный агар (МПА). Посев уколом проводят бактериологической иглой путем прокалываниястолбика агара в средней части, следя за тем, чтобы игла нигде не подходила кстенкам пробирки. Не доводя на сантиметр до дна пробирки иглу извлекают иобжигают над пламенем спиртовки.
2.2.6 Методраздавленной капли
Применяется при исследовании морфологии иподвижности микроорганизмов.
Каплю микробной суспензии помещают на поверхностьчистого обезжиренного предметного стекла. При работе с культурой, выросшей натвердой среде, на предметное стекло наносят каплю водопроводной воды, затемстерильной пипеткой берут небольшое количество культуры и перемешивают ее вкапле. Покрывное стекло помещают ребром на предметное и осторожно помещают егона суспензию, следя за тем, чтобы между стеклами не было пузырьков воздуха.Избыток жидкости удаляют полоской фильтровальной бумаги.
2.2.7Определение общего количества микроорганизмов (КОЕ)
Сущностьметода заключается в определении в 1 см3 воды общего содержания мезофильныхаэробов и факультативных анаэробов при культивировании на синтетическойпитательной среде при температуре 40 °С в течении 24 часов. Определениеначинают с приготовления разведений. Для этого в несколько пробирок наливают 10см3 стерильной воды. В первую пробирку стерильной пипеткой добавляют1 см3 исследуемой воды. Новой стерильной пипеткой вносят пробу впробирку со стерильной водой, после чего этой же пипеткой набирают 1 см3из приготовленного разведения и переносят во вторую, из второй в третью и т. д.Из каждой пробы делают посев не менее двух различных объемов, выбранных с такимрасчетом, чтобы на чашках выросло от 30 до 300 колоний. По истечении 24 часовпри температуре 40 °С подсчитывают число выросших колоний. Есливыросло большое количество колоний, то дно чашки делят на секторы и подсчетведут в каждом отдельном секторе. Результаты подсчета выражают в количествебактерий на 1 см3 анализируемой воды с учетом посеянного объема.
2.2.8Приготовление бактериальной суспензии
Стерильнуюжидкую синтетическую среду разливают в стерилизованные конические колбы по 100см3.
Для получениябиомассы исследуемой культуры микроорганизмов, делают посев на скошенный агар.
Подготовленныетаким образом культуры инкубируют в термостате 24 ч при температуре (38±5)°С, по окончании чего впробирки с микроорганизмами вводят 5 см3 соответствующей жидкойсинтетической среды, осуществляя процесс механического воздействия.Приготовленную таким образом бактериальную суспензию вносят в колбы, содержащиепо 100 см3 соответствующей жидкой синтетической среды.
Культивированиемикроорганизмов проводят в термостате при температуре 38±5°С, с переменныммеханическим воздействием, осуществляемом на Shaker Type, с частотой колебаний200 об/мин, амплитудой 6 по 2 ч в сутки.
2.2.9Определение протеолитических свойств микроорганизмов
Протеолитическиесвойства проявляются выделением во внешнюю среду протеолитических ферментов,которые расщепляют белки до промежуточных продуктов (пептоны, полипептиды,аминокислоты) или до продуктов конечного распада (индол, сероводород, аммиак идр.)
Для выявленияпротеолитических ферментов исследуемую культуру засевают в питательную среду,содержащую тот или иной белок (МПЖ, молоко и др.)
Посевы в МПЖкультивируют 5...7 суток при комнатной температуре, так как желатинрасплавляется в термостате. Микробы, обладающие протеолитическими свойствами,разжижают желатин. Многие протеолитические микроорганизмы дают разный характерразжижения: послойное (идущее ровно, сверху вниз), воронкообразное,кратерообразное, реповидное, в форме чулка и т. д.; микроорганизмы, не обладающиепротеолитической способностью, дают в МПЖ рост без разжижения желатина.

2.2.10Определение индолообразования
Определениеиндола проводят по методу Морелли, путем использования полосок фильтровальнойбумаги, смоченных горячим насыщенным раствором щавелевой кислоты (12 %-ным) ивысушенных термостате. Бумажки помещали под пробку в пробирку с бульонной культурой.Культуру выращивают в течении трех суток в термостате, после чего определяютрезуьлтаты взаимодействия продуктов жизнедеятельности микроорганизмов сщавелевой кислотой. Положительная реакция – порозовение нижней части бумажки.
2.2.11Обнаружение сероводорода
Дляобнаружения сероводорода делается посев уколом (внутрь столбика) по стенке вагар с ацетатом свинца (МПА с 5 % пептона и 0,25 % ацетата свинца) или впробирку с МПБ, в которую под пробку над средой помещается полоска стерильнойфильтровальной бумаги, пропитанной раствором ацетата свинца. Если исследуемаякультура при разложении белка выделяет сероводород, то появляется темно-буроеокрашивание (почернение) по месту укола в плотной среде или на фильтровальной бумажке(в МПБ).
2.2.12Определение аммиака
Определениеаммиака начинают с того, что под пробирку с бульонной культурой помещаютрозовую лакмусовую бумажку, культуру термостатируют при 370С втечение 1...3 суток. При наличии аммиака лакмусовая индикаторная бумажкаприобретает синюю окраску.
2.2.13Определение редуцирующей способности
Редуцирующуюспособность определяют посевом культуры на молоко с метиленовым синим. Кстерильному молоку добавляют по капле 1 %-ный водный раствор метиленовогосинего до голубого окрашивания. После культивирования засеянного материалабактерии, обладающие редуцирующей активностью, обесцвечивают лакмусовое молоко(под редукцией понимают химический процесс, заключающийся в отщеплении отвещества кислорода или присоединении к нему водорода).
2.2.14Определение каталазы
Дляопределения каталазы в 3...5 суточную бульонную культуру, выращенную впробирке, вносят 1 см3 3 %-ного раствора пероксида водорода. Приналичии фермента каталазы обнаруживают обильное выделение пузырьковотщепленного кислорода, т.е. образуется так называемая “пенистая шапка”.
2.2.15Определение сахаралитической способности («пестрый» ряд)
Микроорганизмыхарактеризуются неодинаковой способностью использовать различные соединенияуглерода для конструктивного и энергетического обмена. Для идентификациибольшинства гетеротрофных микроорганизмов необходимо определить, какиеуглеродсодержащие вещества обеспечивают рост данного организма и какимиизменениями среды сопровождается его рост.
Какправило, используют следующие углеводы: арабинозу, ксилозу, глюкозу, фруктозу,галактозу, сахарозу, лактозу, мальтозу и спирты – глицерин и маннит.
Готовятсреду основного состава на водопроводной воде (г/дм3): пептон – 5,0;гидрофосфат калия (К2НРО4) – 1,0 и индикатор Андреде:кислый фуксин – 0,5; вода – 100 см3; нормальный раствор гидроокисинатрия – 16,4 см3.
Средуразливают в пробирки по 9 мл в каждую и стерилизуют при 1 атм. Углеводы испирты рекомендуется стерилизовать отдельно при давлении 0,5 атм в виде 10%-ных водных растворов и добавлять после стерилизации к стерильной среде вколичестве 1 %. Растворы дисахаридов лучше стерилизовать фильтрованием, чтобыизбежать их гидролиза при высокой температуре.
Средыс углеводами и спиртами засевают одновременно 0,1-0,2 мл суспензии клетокизучаемого микроорганизма и ставят в термостат. Если микроорганизм развиваетсябыстро, то результаты можно регистрировать через 48-96 часов, а если медленно –через 7-10 суток.
Визуальнопо помутнению среды, образованию плёнки, осадка отмечают рост или егоотсутствие на всех использованных средах. Рост на средах с этими соединениямиможет приводить к накоплению органических кислот, нейтральных продуктов игазов. Образование кислот отмечают по изменению рН среды; образование газов –по появлению на поверхности среды пены или в толще среды “глазков”, или по“газовкам” (маленьким пробиркам – ампулам, опускаемым на дно пробирок с жидкойсредой и направленным закрытым концом вверх). При рН 6,0 индикатор Андредежёлтого, а при рН 7,0 синего цвета (соответственно при восстановлении цвет раствораменяется от соломенного до розового – малинового).
Результатысравнивают с контрольной средой, не содержащей ни углеводов, ни спиртов.
Наосновании полученных результатов делают заключение о том, какие углеводы испирты использует изучаемый организм.
Такжемогут использоваться среды Гисса с индикатором Андреде, полужидкие среды синдикатором “ВР” (водно-голубой краситель, обесцвеченный розоловой кислотой) иразличные индикаторы: нейтральный красный, лакмус, фуксин основной и т.д.
2.2.16Определение липолитической активности
Липолитическиесвойства культуры исследуются на среде определённого состава (бульон Штерна).Готовят бульон следующим образом: к 100 см3 МПБ добавляют 1 см3глицерина и приливают 2см3 свежеприготовленного 10 %-ного водногораствора сульфита натрия, затем по каплям 10 %-й спиртовой раствор основногофуксина (≈ 5 кап.).
Культурыкультивируют в термостате при 37 0С. Отмечают изменение цвета среды,рН (лакмусовой бумагой), помутнение, наличие хлопков.
2.2.17Определение активной реакции среды
Активная реакция среды, т.е. степень еекислотности или щелочности, характеризуется качественно концентрациейводородных ионов. Концентрацию ионов водорода выражают величиной рН.
Величину рН определяют потенциометрическимметодом при помощи потенциометра со стеклянными электродами.
Перед началом измерений прибор включают в сетьпри помощи тумблера и дают нагреваться в течение 20 минут.
Электроды перед погружением в раствор тщательнопромывают дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой.
Вначале измерение проводят по шкале от 0 до 14(грубое определение), а затем переключают прибор на более узкий интервал.
Перед измерением рН сточную воду хорошоперемешивают и измеряют температуру для введения необходимых поправок.
2.2.18Гидролиз (омыление) жира
В фарфоровую чашку или стакан помещают 3-4 гжира, 3-4 см3 спирта (образуя гомогенную массу с жиром и щелочью) и5-6 см3 30%- ного раствора гидроксида натрия. Смесь нагревают наплите или спиртовке с асбестовой сеткой, постоянно перемешивая стекляннойпалочкой до однородной массы. Перемешивание прекращают, нагревают еще 10 минут,без кипения смеси. Образование мыла судят по появлению пены на поверхностираствора. Омыление происходит по следующей реакции:

CH2−O −CO −R1CH2OH
|                                                              ‌|
CH− O −CO −R2‌  +3 NaOH → CHOH + 2 R1COONa + R2COONa
|                                                              |
CH2− O −CO −R1 CH2OH
2.2.19Определение содержания несвязанных жировых веществ (ГОСТ 26129-84 Шкуркимеховые и овчина шубная выделанные. Методы определения несвязанных жировыхвеществ)
Навескуизмельченной кожевой ткани или волоса массой 0,5-0,6 г взвешенною спогрешностью не более 0,0002 г, помещают в бумажную гильзу и закрывают тампоном.Гильзу закрепляют в предварительно доведенной до постоянной массы колбе исоединяют колбу с обратным холодильником. В колбу заливают 50 см3хлороформа или дихлорэтана. Колбу с растворителем нагревают на электрическойплитке с асбестовым покрытием. Продолжительность экстрагирования при анализекожевой ткани — 45 минут, при анализе волоса – 15-20 минут. Растворитель долженпостоянно кипеть и, охлаждаясь и стекая с холодильника, попадать в центргильзы. В дальнейшем растворитель отгоняют и колбу с жировыми веществамидоводят до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 128-130˚С.Продолжительность первой сушки 30 минут, последующих – по 15 минут.
Массовую долюжировых веществ вычисляют по формуле (7):
Х1= />×100,(7)
где Х1– массовая доля жировых веществ;
m – массаколбы с экстрагированными веществами, г;
m1– масса пустой колбы, г;
m2– масса навески кожевой ткани или волоса, г
2.2.20 Отборпроб методом асимметрической бахромы
Длясопоставимости результатов исследований различных факторов или технологическихпараметров необходимо исключить влияние топографии шкуры, полуфабриката иликожи. В этом случае для отбора средней пробы пользуются методом ассиметрическойбахромы (МАБ), который заключается в следующем. Намечают необходимое числовариантов исследования и задаются числом образцов (полосок), входящих в группу,предназначаемую для каждого варианта (обычно не менее 4). Чем больше числообразцов, тем более достоверным будет среднее значение, характеризующеевариант. Размер образца предопределяется набором физико-механических илифизических испытаний, которые предполагается провести, а все образцы должныуложиться в прямоугольник, вписанный в чепрачную часть рисунок 4.5 6 4 7 3 8 2 9 1 10 5 11 4 12 3 13 2 14 1 15 Рисунок 2 — Схема отборапроб методом асимметрической бахромы
2.2.21Определение колористических показателей волосяного покрова
Колористическиепоказатели волосяного покрова определяются на приборе «Пульсар». Образцытщательно расчесываются, накрывают стеклом и фотографируют. Далее работают приустановлении кнопки «режим» — 3.
Предварительно прибор прогревают в течение 30 минут, затемнажатием кнопки «сброс» очищают панели вывода.
Первоначальнопроизводят калибровку прибора, для этого устанавливают «режим» — 0 (калибровкаприбора); «вывод» — 0. Белую пластину помещают на место отражающего образца;черную – на место измеряемого образца, нажимают «пуск », после загорания «Б»извлекают черную пластину. Снова нажимают «пуск», загорается «I» извлекаютбелую пластину. Устанавливают на индикаторе «режим» — 1; «вывод» — 0 (измерениепрозрачных проб) на место прозрачного образца – дистиллированную воду, нажимаютпуск.
Для измерения рабочего образца устанавливаютпробу. Нажимают «пуск»,

3. Экспериментальная часть
При обработкепушно-мехового и овчинно- шубного сырья на предприятиях меховой промышленностиобразуется значительное количество сточных вод, характер которых определяется спецификойтехнологических процессов, осуществляемых в конкретном производстве. Сточныеводы образуются после проведения основных жидкостных процессов: отмока,обезжиривание, пикелевание, дубление, крашение и т.д.
В нихсодержатся химические материалы, как вносимые для проведения технологическогопроцесса, так и образующиеся в результате переработки мехового сырья. Так,после обезжиривания шкур овчины, сточные воды наряду с поверхностно-активнымивеществами, формальдегидом содержат значительное количество жировых веществ.
В настоящеевремя все большее применение находит биологическая очистка, основанная наспособности микроорганизмов использовать загрязнения в качестве источниковпитания в результате своей жизнедеятельности. В связи с этим, целью дипломнойработы являлось изучение свойств микроорганизмов, выделенных из жировыхматериалов и из сточных вод после процесса обезжиривания, исследованиедеструкции жиров на основе метода потенциометрического титрования, а такжевозможности применения бактериальной суспензии этих микроорганизмов в процессеобезжиривания меховой овчины.
3.1 Изучение морфолого-культуральныхсвойств микроорганизмов, деструктирующих жировые вещества
Для изученияморфологических и культуральных свойств микроорганизмов методом разведений намясопептонном агаре (МПА) и на синтетической среде Рана (п.2.2.1), в которой вкачестве источника углерода служил нерпичий жир, были выделены чистые культурымикроорганизмов в чашках Петри (п.2.2.2-2.2.3). Культивирование проводили втермостате при температуре (37±0,5)˚С в течение 24. Выделенные культурыбыли обозначены как: Нв – микроорганизмы, выделенные из жира нерпы; Н –микроорганизмы, выделенные из жира нерпы; В – выделенные из шерстного жира;3,7– культуры микроорганизмов, выделенные из сточных вод после проведенияпроцесса обезжиривания меховой овчины.
По методамГрама, Трухильо (наличие спор), Леффлера (количество жгутиков) (п.п. 2.2.4), былиизучены морфологические свойства путем окрашивания и микроскопирования мазковколоний.
Результатыизучения морфолого-культуральных признаков бактерий представлены в таблице 3.
Таблица 3 –Сравнительная таблица морфолого-культуральных признаков исследуемых культурХарактеристики В Нв Н 3 7 Место выделения Природные жиры: шерстный, нерпичий. Сточные воды после процесса обезжиривания Морфология Коккобактерии Палочки, сцепленные между собой Подвижность + + + + + Окраска по Граму - - - - - Окраска по Трухильо - - - - - Окраска по Леффлеру + + + + + Края колонии Ровные Профиль колоний Выпуклый Структура колонии Однородная Поверхность Гладкая Прозрачность Матовая Форма колоний Круглая
Микроскопированиемокрашенных мазков выявили, что все культуры грамотрицательные, расположениежгутиков перетрихиальное, спор не имеют. Культуры типа 3, 7 представляют собойпалочки, сцепленные между бактерий; культуры типа Н, Нв и В по форме былиотнесены к коккобактериям — мелким палочкам, близким к овальной форме.
Все культурыимеют точечные круглые колонии грязно–белого цвета, непрозрачные, матовые, сровными краями, структура колоний однородная, профиль выпуклый.
Для изученияподвижности микроорганизмов была рассмотрена раздавленная капля бактериальнойсуспензии (п.2.2.6), в результате чего отмечено хаотичное движение бактерий,обусловленное перетрихиальным расположением жгутиков.
Ферментативнаяспособность выделенных культур была определена на основе исследованийпротеолитической активности (п. 2.2.9), редуцирующей способности (п.2.2.13),анализа на индолообразование (п. 2.2.10), наличие сероводорода (п. 2.2.11),аммиака (п. 2.2.12), каталазы (п.2.2.14).
Результатыисследований, представленные в таблице 2, показали положительную реакцию длявсех культур на наличие аммиака, на сероводород и каталазу — отрицательные.Изучение протеолитической активности показало, что все культуры растут безразжижения желатина, не выделяют индол и не обладают редуцирующей способностью,что свидетельствует о низких протеолитических свойствах исследуемых микроорганизмов.
Для изучениябиохимической активности бактерий были проведены тесты на способность микробовк ферментативному расщеплению сахаров. В качестве субстратов, для определенияферментативной активности использовались такие сахара, как мальтоза, галактоза,глюкоза, сахароза. Расщепление может происходить на альдегиды, газообразныепродукты, кислоты для этого был произведен посев культур на специальные среды суглеводами (п.2.2.15).
На жидкиесреды, содержащие различные сахара, был произведен посев по 0,1 см3суспензии клеток и термостатирование в течение 48 ч при температуре (37±0,5)˚С. Наблюдения показали, чтоуже к 24 ч окраска сред изменилась от желтой до ярко малиновой и изменение рН.
Дляопределения липолитической активности был произведен посев на бульон Штерна(п.2.2.16), содержащего в качестве субстрата глицерин. Посев производилиследующим образом для получения биомассы исследуемой культуры микроорганизмов,производили посев на скошенную синтетическую среду и культивировали в течение24 часов при температуре, затем производили смыв полученной биомассы 10 см3бульона Штерна, и термостатировали при температуре (37±0,5)˚С в течение 96часов.
На протяженииот 24 до 96 часов культивирования наблюдалось изменение окраски среды,помутнение, наличие пузырьков у поверхности среды, образование осадка и пленки.Уже к 24 часам культивирования было отмечено розовение окраски для всех сред,зараженных культурами. К 48 ч характерно образование пристеночного кольца на поверхностижидкости интенсивной розовой окраски. К 72 ч наблюдалось полное обесцвечиваниерастворов.
На основаниипроведенных исследований следует отметить, что исследуемые культурымикроорганизмов обладают липолитической активностью, что связано с вовлечениемнерпичьего жира (в качестве источника углерода) в конструктивный иэнергетический обмен, что подтверждается переходом окраски бульона из оранжевойв красную и изменением активной реакции среды.
3.2 Изучение деструкциижиров методом потенциометрического титрования
Метод основанна исследовании взаимодействия веществ с протонами потенциометрическимтитрованием.
Кривые титрованияпозволяют:
— определитьприроду и число ионогенных групп в молекуле жира
— изучитьвлияние добавок щелочей на ионизацию эфирных групп жира
— оценитьглубину и специфичность реакций жиров с микроорганизмами
— количественноопределить деструкцию жиров.
Кривыетитрования показывают зависимость числа связанных протонов омыленными жирами отрН среды. Величина рН измеряется непосредственно на приборе, число связанныхпротонов вычисляется. Число связанных ионов определяется по разности междуобщим числом добавленных ионов и числом свободных ионов в растворе.
Для изучения деструкциибыли выбраны следующие жиры: нерпичий, сульфатированный рыбий, шерстный, свинойи Tanning oil. Навеску жира, около 1г, взвешенную на аналитических весах,помещали в коническую колбу, в которой проводили щелочной гидролиз (п. 2.2.23),количественно переносили в мерную колбу на 250 см3 и объем доводилидо метки дистиллированной водой. Затем отбирали пробу разбавленногогидролизованного жира 4 см3, переносили в стакан на 50 см3и добавляли 33 см3 дистиллированной воды, для того чтобы мембранастеклянного электрода была погружена в раствор. Измерение проводили на приборерН-метр «Анион 7051» путем фиксирования значений рН раствора при добавлении по0,1 см3 0,1 н. раствора соляной кислоты. Параллельно проводили титрованиераствора чистой щелочи (5 см3 30% раствора NaOH переносили в мернуюколбу на 250 см3, доводили до метки дистиллированной водой, дляанализа брали 4 см3 раствора) и воды. При титровании соли жирнойкислоты раствором кислоты происходит реакция обмена с образованием кислоты исоли:
RCOONa + HCl   →RCOOH + NaCl
При титрованиипроисходит помутнение раствора в момент образования жирной кислоты.
Дляпостроения кривой титрования проводили расчет параметров по следующим формулам:

B = (CН * V1)/(V1+V) * 1000, где (1)
B – объем HCl,который добавлен к 100 см3 воды
CН – нормальнаяконцентрация кислоты
V1 – добавленный объем, см3
V – начальныйобъем раствора, см3
C = (- lg B)           (2)
D –экспериментальное значение рН
Строим графикзависимости C от экспериментальных значений рН (находим формулу по линииТренда, для подстановки в W)
Для изучениядеструкции жира микроорганизмами предварительно были приготовлены бактериальныесуспензии в колбах Эрленмейера на основе жидкой синтетической среды (п.2.2.8),содержащей около 1 г жира, объемом 200 см3 каждая. Культивирование микроорганизмовпроводили в термостате марки (ТС-80М-2) при температуре (37±5)°С, осуществляя переменноемеханическое воздействие, на встряхивателе «Shaker Type-357», с частотойколебаний 200 об/мин, амплитудой 6 по 1 ч в сутки в течение 48 часов. После чегопроводили гидролиз содержимого колбы (п.2.2.23), переносили в мерную колбу на250 см3, доводили объем до метки дистиллированной водой и тщательноперемешивали. Затем отбирали объем пробы в количестве 4 см3 в стаканна 50 см3, добавляли 33 см3 дистиллированной воды. Титровали0,1 н раствором соляной кислоты по 0,1 см3 на приборе рН-метр «Анион7051» при температуре 20,6 ºС. При каждом объеме добавленной кислоты фиксировализначение рН и строили графики зависимости рН от объема и количество функциональныхгрупп (N) от значений рН.
Примеррасчета параметров для построения кривых титрования жира при добавлении 3 см3кислоты (сульфатированный рыбий жир):

B = (0,1 *3)/(3+33) * 1000 = 8,33
C = (- lg8,33) =0,9208
D = 12,33 (экспериментальноезначение рН)
F = 3мл (количествос известной концентрацией раствора реагента, добавленное к раствору жира, см3)
G =0,057(объем HCl, который добавлен к водному раствору жира, см3)
H = (-lg G) =1,243
Строим графикзависимости lg B от экспериментальных значений рН для воды (находим формулу полинии Тренда, для подстановки в W)
/>
Рисунок 3- Криваятитрования воды 0,1н раствором соляной кислоты

Находимзначение W приподстановки значений H в формулу, полученную по линии Тренда, вместо Х
-0,1233Х+3,6351=-0,1233*1,243+3,6351=3,658
W = 3,658
J = 12,33
K = W- J =3,658-12,33 = -8,061
L = 8,67
M = 1
N =(0,057*1*10)/0,139 =4,1109
Остальныерасчетные данные представлены в таблице 4
Дляопределения количества групп СООН строим графики в координатах количествофункциональных групп – рН.
/>
Рисунок 4-График зависимости количества карбоксильных групп от значений рН
Из рисунка 4видно, что в диапазоне Рн 4,37 до 11,56 кривая представляет собой вид прямойпри количестве функциональных групп равных 2. Поэтому данное значение принимаемравным 2.

/>
Рисунок 5 — Кривая титрования раствора сульфатированного рыбьего жира соляной кислотой
Кривая титрования омыленного жира характеризуетсянейтрализацией избытка щелочи, олеатов и пальмитинатов натрия. Первой вступаетв реакцию соль более слабой кислоты, так как полнее идет ее гидролиз. Послеполного гидролиза соли слабой кислоты в реакцию вступает натриевая соль болеесильной кислоты. В результате нейтрализации образуются жирные кислоты,нерастворимые в воде, что сопровождается помутнением раствора. Качественноесоотношение жирных кислот в жирах определялось по положению скачка на кривой потенциометрическоготитрования.
На основанииобработки кривых потенциометрического титрования было определено, чтоисследуемые жиры – нерпичий, свиной, сульфатированный рыбий, шерстный и Tanningoil G могут содержать преимущественно олеиновую пальмитиновую и изомерпальмитиновой кислот. Кроме того в них могут содержаться незначительныеколичества линолевых кислот, миристиновой, пальмитолеиновой, арахидоновой.
Соли жирныхкислот с одинаковым числом углеродных атомов титруются в один скачок — пальмитиноваяи пальмитолеиновая. На кривой титрования четко выражены скачки, соответствующиенейтрализации солей жирных кислот. Расчетные данные показали, что количествогрупп СООН может составлять от 1 до 3 в расчете ммоль на г жира.

/>
Рисунок 6 – Кривые титрования омыленногосульфатированного рыбьего жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч
/>
Рисунок 7 – Кривые титрования омыленногонерпичего жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч
/>
Рисунок 8 — Кривые титрования омыленного свиного жира, деструктированного микроорганизмамичерез 48ч

/>
Рисунок 9 — Кривые титрованияомыленного шерстного жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч
/> 
Рисунок 10 — Кривые титрования омыленного Tanningoil G, деструктированного микроорганизмами через 48ч
Деструкция жира под действием микроорганизмовприводит к изменению числа карбонильных групп, то есть происходит расщеплениемолекулы жирной кислоты, увеличение ее силы, уменьшение длины углеродной цепи,что сопровождается смещением кривой титрования в область меньших значений рН ипоявлением новых скачков.
Действие микроорганизмов на жир имеетдифференцированный характер. Так штамм 7 дает 3 группы СООН при действии наTanning oil G, 2- на шерстный жир. Культуры 3 и В полнее всего подвергаютдеструкции сульфатированный рыбий жир, Нв – свиной жир.
Положение кривой титрования гидролизованногожира, деструктированного микроорганизмами левее, относительно необработанногожира, свидетельствует о том, что деструкция жира проходит замедленно,образованные кислоты расщепляются частично. Количество солей жирных кислотправее кривой титрования необработанного жира свидетельствует об уменьшенииколичества жирных кислот вследствие их деструкции и превращении в большее числокислот с короткой углеродной цепочкой вплоть до образования альдегидов ивыделения углекислого газа.
Таким образом, на основании рисунков 6-10 можносделать вывод о том, что наиболее активна в отношении деструкции жиров культура3. Она не только обладает деструктивными свойствами, но и использует жирныекислоты в качестве источника питания в результате своей жизнедеятельности, очем свидетельствует смещение кривых титрования вправо, относительнонеобработанного жира и содержание кислот после действия микроорганизмов составило21,55%.
3.3Проведение процесса обезжиривания меховой овчины с применением бактериальнойсуспензии
На данномэтапе эксперимента изучалась возможность применения суспензии микроорганизмовдля проведения процесса обезжиривания шкурок белки. Основываясь на предыдущемисследовании – изучение деструктирующей способности микроорганизмов былавыбрана наиболее активная культура. В качестве продуцента биомассы использоваликультуру 3. Количество вводимой биомассы – 104 кл/см3,продолжительность культивирования бактериальной суспензии – 24 часа, количествожира, используемого в качестве источника углерода — 1 г/дм3.
Дляопределения свойств бактериальной суспензии готовили 1000 см3бактериальной суспензии, и в течение 120 часов увеличивали ее объем путем введениякаждые 24 часа по 200 см3 синтетической среды (п. 2.2.1). Передкаждым введением новой порции синтетической среды определяли показания: кислотность(п.2.2.11), мутность (2.2.10),, активная реакция среды (п. 2.2.16), определениеобщего количества микроорганизмов (КОЕ) (п.2.2.7). Полученные результатыпредставлены в таблице 4.
Таблица 4 –Влияние продолжительности культивирования на свойства бактериальной суспензииПоказания 0 ч 24ч 48 ч 72 ч 96 ч 120 ч
Объем бактериальной суспензии, см3 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
Кислотность, г/дм3 1,5 1,44 1,56 1,5 1,5 1,52 Мутность 6,0 6,4 6,6 6,6 6,8 7,4 рН 6,98 6,99 6,98 7,06 6,99 6,99
Анализируяполученные данные, можно сделать вывод о том, что при получении необходимогообъема бактериальной суспензии значительных изменений в показаниях непроисходило, а это значит, что система стабильна.
Дляпроведения процесса обезжиривания по типовой методике необходимо присутствие врабочем растворе таких реагентов как, карбонат натрия – 0,5 г/дм3формальдегид – 0,5 см3/дм3 и СПАВ – 4 г/дм3.Проведение процесса с применением микроорганизмов позволяет полностью исключитьформальдегид, карбонат натрия.
Для проведениябиотехнологического обезжиривания была приготовлена бактериальная суспензия сразными концентрациями: концентрированный раствор (100%) и с разбавлением –75%, 50% и 25% от объема рабочей ванны.
Такимобразом, было приготовлено 5 растворов различных концентраций, состав которыхпредставлен в таблице 5.

Таблица 5 –Состав рабочих растворовВид раствора Расход бактериальной суспензии от объема рабочей ванны, % Типовая методика Раствор 1 100 Раствор 2 75 Раствор 3 50 Раствор 4 25
Дляпроведения обезжиривания образцы меховой овчины, размером 10×10 см былиотобраны по методу асимметрической бахромы (п.2.2.22). Процесс обезжириваниямеховой овчины проводили в течение 45 минут при температуре 40˚С спеременным механическим воздействием на основе бактериальной суспензии безвведения СПАВ, карбоната натрия и формалина. Параллельно проводилиобезжиривание по типовой методике.
Перед и послеобезжиривания снимали такие показания, как содержание несвязанных жировыхвеществ в волосе и кожевой ткани, определение колористических показателейволосяного покрова на приборе «Пульсар» (п.2.2.23).
Определениесодержания жира в волосе и кожевой ткани проводили на аппарате Зайченко(п.2.2.21).
Примеррасчета содержания жировых веществ в кожевой ткани до процесса обезжиривания потиповой методике:
m = 110,7364г; m1 = 110,6442 г; m2 = 0,5366г
(110,7364-110,6242) ×100%
/>X1 =                                                    =20,90%
0,5366
Остальныеданные представлены в таблице 6.

Таблица 6 –Содержание жировых веществ в кожевой ткани и в волосяном покрове до и послепроведения процесса обезжиривания
Вид
раствора Содержание жировых веществ в кожевой ткани, % Содержание жировых веществ в волосяном покрове, % До обезжиривания После обезжиривания До обезжиривания После обезжиривания Типовая методика 20,90 12,78 11,93 5,65 Раствор1 17,15 8,35 Раствор 2 17,36 10,56 Раствор 3 18,42 11,36 Раствор 4 19,67 11,89
Поприведенным в таблице данным видно, что все растворы обладают обезжиривающимдействием. Наибольшим обезжиривающим действием обладал раствор приготовленныйпо типовой методике, чем остальные растворы, очевидно, причиной этого являлосьотсутствие СПАВ в рабочем растворе, присутствие которого необходимо дляобезжиривания.
При сравненииобезжиривающего действия между концентрированным и разбавленным рабочимрастворами можно отметить, что разница содержания жира в волосе и кожевой тканипосле проведения процесса в концентрированных и разбавленных растворахбактериальных суспензий не на много отличается. Таким образом, наиболееоптимальным вариантом проведения обезжиривания меховой овчины в присутствиимикроорганизмов является состав ванны 1 (100% расход бактериальной суспензии отобъема рабочей ванны).
Колористическиепоказатели волосяного покрова определяли на приборе «Пульсар» (п.2.2.18).Результаты представлены в таблице 7.

Таблица 7 –Колористические показатели волосяного покрова до и после процесса обезжириванияВид раствора Белизна, баллы Желтизна, баллы До обезжиривания После обезжиривания До обезжиривания После обезжиривания Типовая методика 80,21 82,48 25,62 19,64 Раствор 1 73,90 80,90 26,95 25,37 Раствор 2 60,40 69,33 49,74 30,25 Раствор 3 73,60 77,25 31,47 26,23 Раствор 4 63,75 69,21 32,15 30,37
Из таблицы 7видно, что максимальная величина белизны и желтизны после проведения процессаобезжиривания характерна для образцов, обработанных по типовой методике.Очевидно, это связано с тем, что в обезжиривающей ванне присутствовало СПАВ вколичестве 4 г/дм3, которое обладало обезжиривающим и моющимдействием. При сравнении данных для растворов 1-4, содержащих толькобактериальную суспензию можно сделать вывод, что максимальная величина белизнынаблюдалась у образцов после процесса обезжиривания, обработанных в растворе 1(100% расход бактериальной суспензии от объема рабочей ванны), а минимальнаявеличина белизны у образцов после обезжиривания в растворе 4.
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Рисунок 6 — Схема биотехнологического обезжиривания

4.Экономическая часть. Расчет экономической эффективности экобиотехнологическогопроцесса обезжиривания меховой овчины
В настоящеевремя сложная экологическая обстановка и рыночные отношения предъявляютпредприятиям легкой промышленности ряд новых требований: предприятия должнывыпускать конкурентоспособную продукцию, удовлетворяющую требованиямпотребителя, не оказывая при этом пагубного техногенного воздействия наэкосистему.
Предприятиямеховой и шубной промышленности занимают одно из первых мест в числезагрязнителей окружающей среды. На всех этапах выделки овчин образуютсявысокотоксичные воды, содержащие такие контаминанты, как синтетическиеповерхностные вещества, формальдегид, жировые вещества, минеральные кислоты и соли.В связи с этим широко проводятся научно-исследовательские работы по снижениютоксичности отработанных вод после проведения различных процессов втехнологическом цикле.
В даннойработе предложен метод проведения процесса обезжиривания меховой овчиныферментным препаратом высокой липолитической активности, продуцируемым прокариотическимиорганизмами. Проведение обезжиривания по указанному методу позволяет получитьполуфабрикат, удовлетворяющий требованиям ГОСТа и значительно снизитьтоксичность образуемых сточных вод.
Экономическаяэффективность данного процесса достигается за счет снижения затрат нахимматериалы, транспортно-заготовительные расходы и прочие затраты.
На первомэтапе были рассчитаны затраты на воду и химматериалы согласно формулы (9):
С =V×Ц,  (9)

где С –затраты на воду, руб;
V – расходматериала на 1000 дм2;
Ц – цена заединицу материала, руб
Результатырасчета затрат на воду и химические материалы представлены в таблице 12.Расчеты были произведены на калькуляционную единицу, величина которой длямеховой овчины составляет 1000 дм2.
Таблица 5 –Затраты на воду и химматериалы на калькуляционную единицуНаименование Единица измерения
Расход на 1000 дм2 Цена за единицу, руб Затраты, руб Типовой вариант
Новый
вариант
Типовой
вариант
 Новый
вариант СПАВ кг 1,890 0,378 100,00 189,00 - Формалин
дм3 0,189 - 31,00 5,86 - Карбонат натрия кг 0,189 - 30,00 5,67 - Вода
м3 0,378 0,378 6,21 2,35 2,350
Калий фосфорнокислый
2-замещенный кг - 0,567 156,00 - 88,452 Кальций хлористый кг - 0,378 52,00 - 19,656
Аммоний фосфорнокислый
1-замещенный кг - 0,567 91,00 - 51,597 Магний сернокислый кг - 0,378 38,00 - 14,364 Нерпичий жир кг - 0,378 50,00 - 18,900 Итого: 202,88 195,319 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Впредставленной таблице показано, что опытный вариант проведения процессаобезжиривания при помощи микробных продуцентов значительно позволяет сократитьрасходы на химматериалы благодаря исключению из технологического процессаформальдегида, карбоната натрия и СПАВ. Транспортно заготовительные расходысоставляют 7% от стоимости химматериалов и составляют для типового варианта –14,2 руб, для нового варианта –13,67 руб.
Прочиезатраты составляют 10-15% от суммы предыдущих изменяющихся статей затрат, такимобразом, для типового варианта данная величина составила – 30,43 руб., длянового – 29,3 руб.
Изменяющиесястатьи затрат представлены в таблице 13.
Таблица 6 –Изменяющиеся статьи затрат на 1000 дм2 готовой продукцииСтатьи затрат Типовой способ обработки Предлагаемый способ обработки Стоимость химматериалов 202,880 195,319 Транспортно-заготовительные расходы 14,200 13,670 Прочие затраты 30,430 29,300 Общий итог, руб: 247,510 238,289
Из таблицы 13видно, что экономическая эффективность процесса обезжиривания меховой овчины сиспользованием бактериальной суспензии достигается за счет снижения затрат нахимматериалы с 202,88 до 195,319 руб; на транспортно-заготовительные расходы с14,2 до 13,67 руб; на прочие затраты с 30,43 до 29,3 руб. Общий итогизменяющихся статей затрат снижается с 247,51 рублей (типовой вариант) до238,289 руб – при использовании предлагаемой методики проведения процессаобезжиривания (9,221 руб.)
Прииспользовании данного метода остальные статьи затрат, к которым относятсязатраты на основную и дополнительную заработную плату, на амортизацию зданий иоборудования и др., остаются неизменными, что обусловлено одинаковымипараметрами проведения данного процесса по разным технологиям – в обоих случаяхпроцесс обезжиривания проводится окуночным методом с продолжительностью – 45минут.
Годовойэкономический эффект рассчитывается по формуле (10):
Э = />, (10)

где Э– годовой экономический эффект, руб;
С1 – сумма статей затратдля опытной технологии, руб;
С – сумма статей затрат потиповой методике, руб;
Мз – мощность предприятия,дм2/год.
При мощностизавода 20 млн.кв.дм. составит 184420 руб, а на 1000 дм2 – 9,22рублей.
Такимобразом, был произведен расчет экономической эффективности процесса, которыйсоставил 9,22 рублей на 1000 дм2. Следовательно, применение микроорганизмов-деструкторовжировых веществ при проведении процесса обезжиривания позволит не толькоснизить токсичность образуемых сточных вод и получить полуфабрикат,удовлетворяющий требованиям ГОСТа, но и значительно сократить затраты на данномэтапе выделки меховой овчины.

5.Безопасность жизнедеятельности
5.1Характеристика естественного и искусственного освещения
Освещение рабочего места – важнейший факторсоздания нормальных условий труда. Практически возникает необходимостьосвещения как естественным, так и искусственным светом. Первый случайхарактерен для светлого времени суток и при работе в помещениях, в которыхимеются проемы в стенах и крыше здания, во втором случае применяютсясоответствующие осветительные установки искусственного света.
Естественноеосвещение по своему спектральному составу является наиболее приемлемым.Искусственное же, наоборот, отличается сложностью восприятия его зрительныморганом человека. Это связано с тем, что суточные переходные режимыестественной освещенности имеют малую частоту при достаточно высокой (днем) илиочень низкой (ночью) интенсивности светового потока, а искусственные – довольнобольшую частоту при недостаточной в целом освещенности. Поэтому приискусственном освещении начинают возникать неустойчивые зрительные процессы,которые из-за большой частоты сменяемости световых условий накладываются другна друга, не давая глазу времени адаптироваться к новым условиям. От усиленнойдеятельности приспособительных механизмов глаза быстро утомляются, что вызываетфизическую усталость организма.
Несмотря наэто, искусственное освещение необходимо как важнейший фактор для приближенияночных условий труда к дневным. Основное отличие ночных условий труда отдневных состоит в том, что при ночных условиях труда отсутствует достаточнаяосвещенность поля зрения работающих равномерно распределенным световым потоком.Стимулирующее действие света на организм при недостаточной освещенностиснижается, поэтому ночные условия труда более тяжелые с физиологической точкизрения. Однако основа естественного и искусственного света общая –энергетическая, поэтому их разделение вызвано разницей в спектре иинтенсивности. Последнее предположение можно принять только в первомприближении, поскольку спектр естественного света полностью не выяснен и невоспроизведен. Более реально создание световой среды, обеспечивающейпсихофизиологический комфорт и заданное эмоционально- эстетическое воздействиес учетом светоцветовой доминанты в поле зрения.
Обеспечениеосвещенности от естественного света связано с устройством проемов дляпропускания света. Конструктивно проемы могут быть различными по исполнению ипо местонахождению. Поэтому и характер естественного освещения имеет своиособенности: оно может быть боковым, если световые проемы (окна) расположены внаружных стенах; верхним, если световые проемы устроены в крыше; верхнееосвещение осуществляется и через фонари – специальные строительныеконструктивные детали на крышах или в местах перепадов высот смежных зданий.Возможно и устройство совмещенного естественного освещения путем сочетаниябокового и верхнего или фонарного пропускания света в помещение.
Естественноеосвещение характеризуется отношением естественной освещенности, создаваемойвнутри помещения светом неба (непосредственным или отраженным), к значениюнаружной освещенности земной поверхности от небосвода, выраженное в процентах.Это отношение принято называть коэффициентом естественной освещенности КЕО (е).
Нормированиеестественной также различается по расположению проемов и в определенной степенизависит от конструктивных особенностей самих проемов и рядом расположенныхстроений.
Основноеотличие ночных условий труда от дневных состоит в том, что при ночных условияхотсутствует достаточная освещенность поля зрения работающего равномернораспределенным световым потоком. Поэтому необходимо создать такое искусственноеосвещение, при котором суммарный световой поток от всех установленных в рабочейзоне светильников распределялся равномерно.
Сосветотехнической точки зрения при использовании ныне существующих источниковсвета эта задача вполне выполнима. Трудности ее решения связаны с тем,насколько правильно выбрана система искусственного освещения, т.е. какимобразом, с каких мест и какого рода установками освещается данный участок. Рекомендуетсяследующая последовательность осуществления мероприятий по устройствуискусственного освещения:
-определение площади, подлежащейосвещению, т.е. участка, рабочей зоны, района ведения работ (РВР), а такжеплощади наибольшей концентрации работ (НКР), и установление ее размеров;
-установление нормы освещенности полязрения в зависимости от разряда с видами освещения;
-выбор системы освещения;
-выбор источников света и расчетпотребного их количества;
-выполнение проекта распределенияосветительных средств по участку с учетом параметров для установки (угловразворота, склонения, утоненной по конструктивным соображениям высоты подвески)и обеспечения равномерного распределения светового потока по площади.
Площадь участка, подлежащего освещению,устанавливает главный инженер предприятия; он руководствуется правиламиопределения рабочих зон на каждом рабочем месте и их объединения впроизводственную площадь или в район работ, если площадь, на которой ведутсяработы, обширная и не везде одинаково загружена технологическим процессом. Впоследнем случае решается вопрос о необходимости освещения всей площадиравномерным светом или только мест НКР с помощью общего локализованногоосвещения.
В зависимостиот принятых главным инженером решений рассматривается задача выбора системыосвещения и последующий расчет потребного количества светильников. Однако надоиметь в виду следующее: устройство рабочего освещения обязательно во всехслучаях должно быть независимым от наличия аварийного освещения; аварийноеосвещение для продолжения работы необходимо в помещениях и на открытыхпространствах, если прекращение работы в нормальном режиме из-за отсутствиярабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, опасностьтравматизма в местах массового из скопления, а также длительное нарушениетехнологического процесса и др.
Аварийноеосвещение должно создавать освещенность, составляющую не менее 5 % отнормируемой. Кроме того, аварийное освещение необходимо устраивать дляэвакуации людей в местах, опасных для прохода; в том числе в производственныхпомещениях, где оборудование продолжает работать в темноте, а также понаправлениям эвакуации людей из производственных и общественных зданий, гдепребывает больше 50 человек. Это освещение должно создавать в проходах освещенность0,5лк в зданиях и 0,2лк вне их.
В СНиП23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» предусматривается разделениевсех работ, даются их характеристики и устанавливаются нормы освещенности.
Искусственноеосвещение по конструктивному исполнению бывает общим и комбинированным, т.е.состоящим из общего освещения помещения или производственной площади и местногоосвещения рабочих поверхностей в поле зрения. В свою очередь, общее освещениеподразделяется на общее равномерное и общее локализованное (выполненное сучетом расположения рабочих мест). Устройство только местного освещениязапрещено, кроме временного (ручными светильниками), относящегося к разрядупереносного. Действующими нормами (здесь и далее имеется ввиду СНиП 23-05-95)рекомендуется комбинированное освещение в местах с работами I – IV, Vа и Vбразрядов. Однако при невозможности или нецелесообразности устройства такогоосвещения допускается одно общее освещение, имеющее некоторые гигиенические иэстетические преимущества.
Комбинированноеосвещение рекомендуется там, где нужна высокая точность выполняемых работ, гдевозникают специфические требования к освещению (например, к направлениюсветового потока), где рабочие поверхности имеют ограниченную площадь или наодно рабочее место приходится большая производственная площадь. Однако, если понормам требуется устройство дополнительного освещения на единичных рабочихместах, то это на является причиной для отнесения всей производственной площадик виду комбинированного освещения.
Во всехдругих случаях целесообразно устраивать одно общее освещение. Общее освещениебольших производственных площадей, имеющих отдельные участки, которыехарактеризуются как РВР или НКР, рекомендуется устраивать локализованным к последним,имея в виду, что для остальной площади не требуется такой же, как на участкахведения работ, интенсивности освещения.
Анализ иустановление видов освещения некоторым образом определяют систему освещения,так как для различных видов освещения применяются различные источники света.Последние в свою очередь, определяют условия крепления их к рабочим местам илиподвеса над площадью. Однако на выбор системы освещения наиболее существенновлияют характер выполняемых работ, т.е. место, где они производятся,возможность размещения осветительных устройств на площади, подлежащейосвещению.
Такимобразом, выбор системы освещения предполагает решение вопроса о размещенииисточников света над производственной площадью. При этом часто возникаетнеобходимость одновременного решения вопроса выбора светильников по такимосновным характеристикам, как дальность действия, допустимая высота подвеса,единичная мощность и т.п.
Например, дляосвещения строительных площадок и карьеров используется только группасветильников, позволяющая издалека посылать световой поток на рабочую площадь,тогда как в закрытых цехах или помещениях светильники могут свободноразмещаться над местами работы на конструкциях перекрытий и стен и в этомслучае нужны другие виды светильников.
Припроектировании искусственного освещения система освещения должна быть выбранадо подсчета числа источников света. Этот вопрос согласуется с конструктивнымиособенностями зданий и сооружений, влияющих и на высоту подвеса светильников, ина их число (в случаях принятия решения крепить светильники на определенныеконструктивные детали, количество которых известно), и на единичную мощность.Например, при наличии 50 мест удобного крепления вместо 70 предварительновыбранных источников света, полученных по расчету, правильнее будет отдатьпредпочтение удобству крепления, заменив источники света на более мощные. Такимобразом, система освещения будет выбрана с учетом конструктивных особенностейздания. Равным образом, при выборе системы освещения открытой площади наличиерядом стоящих высоких зданий, труб, возвышенностей предопределит местарасположения источников света и в определенной степени из тип, так как возможнопонадобятся светильники со значительно большим коэффициентом усиления световогопотока в данном направлении.
При выбореисточников света предварительно решают вопрос о его виде. Существуют следующиевиды источников света (ИС): лампы накаливания, люминесцентные лампы, разрядныелампы высокого давления, ксеноновые лампы, лампы для специального облучения.
Лампынакаливания(ЛН). Этот вид ламп все еще преобладает и производится в широком ассортименте,несмотря на имеющиеся в производстве более экономичные ИС.
Отличительнаяособенность ЛН состоит в том, что они включаются в сеть без дополнительныхпусковых приспособлений и могут работать при значительных отклоненияхнапряжения сети от номинального, а также практически не зависят от условийокружающей среды и температуры, компактны, световой поток их к концу срокаслужбы снижается незначительно (приблизительно на 15%). Однако ЛН имеютотносительно низкую световую отдачу и в их спектре преобладает желто-краснаячасть. Характеризуются ЛН номинальными значениями напряжения, мощности исветового потока. На их выбор может оказывать влияние размер ламп: полная длинаL (стеклянная колба вместе с цоколем), диаметр D и высотасветового центра H (от резьбового цоколя до центра нити накаливания).
Вхарактеристике ЛН имеет большое значение величина подводимого напряжения. Сповышением напряжения возрастает температура накала нити и свет становитсябелее, быстро возрастает световой поток, но одновременно с этим резкоуменьшается срок службы ламп.
Лампынакаливания могут быть подобраны по каталогам или по специальной справочнойсветотехнической литературе.
Для условий производствакак зарытых рабочих площадей, так и открытых участков имеет значениенаправленное усиление светового потока, что наблюдается при наличии отражающихповерхностей. К такого рода ЛН относятся лампы-светильники с зеркальными илидиффузными отражающими слоями на колбах. Их применение связано с предварительнойоценкой распределения светового потока от таких ламп по освещаемой поверхности.
Весьмаперспективной (ныне уже широко применяемой) разновидностью ЛН являютсягалогенные лампы накаливания. Они имеют трубчатую форму с цилиндрическими,керамическими или ножевыми металлическими цоколями по концам и отличаются отобычных ЛН особой компактностью, более белым светом, улучшенной цветопередачейи вдвое большим сроком службы. Эти лампы при эксплуатации должны находитьсятолько в горизонтальном положении. Отклонение допускается не более 4B.
Люминесцентныелампы (ЛЛ). Онишироко применяются в осветительных установках низкого давления. Эти лампы имеютвысокую световую отдачу (до 75 лм/Вт), большой срок службы (до 10 000 ч),лучшую, чем у ЛН цветопередачу, относительную малую яркость (хотя и создаютослепленность). Высокая световая отдача и большой срок службы ЛЛ, как игазоразрядных ламп высокого давления, делают их в большинстве случаев болееэкономичными по сравнению с лампами накаливания. Однако для ЛЛ требуются болеесложная схема включения, ограничения температурных условий для нормальнойработы (при температурах меньше 10BС они не зажигаются) игрупповое использование для снижения вредных влияний пульсации световогопотока. К недостаткам ЛЛ относятся также малая единичная мощность при большихразмерах ламп и значительное снижение светового потока к концу срока службы.
Большоезначение имеет правильный выбор спектрального типа ламп. Люминесцентные лампынамного превосходят по качеству цветопередачи ЛН, однако не полностьюприближаются к естественному свету из-за малого излучения в красной частиспектра. В настоящее время ближе других к естественному спектру считаются лампыЛХБЦ.
В последнеевремя при производстве ЛЛ низкого давления большое внимание уделяется экономиисырья для их изготовления. Выпущена серия энергоэкономичных ЛЛ мощностью 58 Втразличных цветностей, выполненных в колбе диаметром 26мм. В связи с этим на7-8% уменьшилась потребляемая лампой мощность при прежнем уровне световогопотока. Кроме того, существенно снизилось потребление основных материалов:стекла, алюминия, люминофора. Эти лампы предназначены для общего и местногоосвещения помещений промышленных и общественных зданий, лампы цветности ЕЦ –для освещения жилых и общественных зданий.
Газоразрядныелампы высокого давления (ГЛВД). Эти лампы применяются в условиях, когда требуется высокаясветовая отдача при компактности источника света и стойкости к условиям внешнейсреды. Среди этих типов ламп в настоящее время расширяется производствометаллогенных ламп (МГЛ) (мощность 250-2000 Вт) и натриевых ламп НЛВД(70,100,150 Вт), а также зеркальных МГЛ типа ДРИЗ (мощность 250, 400, 700 Вт).
Металлогенныелампы внешне отличаются от ламп ДРЛ отсутствием люминофорного покрытия колбы;кроме того, они имеют высокую светоотдачу (до 100 лм/Вт) и лучший спектральныйсостав света. Однако срок службы их меньше, чем у ДРЛ и схема включениясложнее. Основное применение ДРИ находят в качестве источников света длящелевых световодов; этому способствуют их высокая единичная мощность и малыеразмеры светящегося тела.
Дуговыексеноновые трубчатые лампы (ДКСТ) применяются в основном в качестве источниковсвета в осветительных устройствах с высокой единичной мощностью. Лампы ДКСТвыпускаются на единичные мощности от 5 до 100 тыс. Вт и имеют самый близкий кестественному спектральный состав света. Но это их достоинство практически неиспользуется, поскольку лампы внутри зданий не используются. Кроме того, лампыДКСТ имеют ряд существенных недостатков: большие пульсации светового потока(коэффициент пульсации может достигать 130%), избыток в спектреультрафиолетовых лучей (при освещенности больше 150лк создаетсяпереоблученность), что приводит к необходимости создания колб, не пропускающихультрафиолетовые лучи, а также малую надежность пусковых устройств и низкуюотдачу светового потока по сравнению с современными газоразрядными источникамисвета (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) и галогенными источниками КГ повышенной мощности. Однаковысокая единичная мощность и ныне существующий массовый выпуск ксеноновых лампспособствует их широкому применению.
5.2Требования к освещению в лаборатории
1. Естественное и искусственное освещение должносоответствовать требованиям СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственноеосвещение”.
2. Во всехпомещениях должны быть приняты меры к максимальному использованию естественногоосвещения.
3. Приперепланировке и изменении назначения помещения или при замене одногооборудования другим, освещенность помещения в связи с новыми условиями должнабыть приведена в соответствие с нормами освещения.
4. Световыепроемы не должны загромождаться производственным оборудованием, готовымиизделиями, полуфабрикатами, тарой и т.п. как внутри, так и вне помещения. Недопускается замена стекол в световых проемах непрозрачными материалами.
5. Стекляннуюповерхность световых проемов окон, фонарей и т.п. следует регулярно очищать отпыли и копоти не реже 1 раза в неделю.
6. Разбитыестекла в окнах необходимо немедленно заменять целыми. Не допускаетсяустанавливать в окнах составные стекла и заменять остекление фанерой, картономи т.п.
7.Осветительные приборы и арматура должны содержаться в чистоте и протираться помере загрязнения. Сбор использованных люминесцентных и ртутных ламп производитьв соответствие с “Указаниями по сбору использованных люминесцентных и ртутныхламп для утилизации на спецпредприятиях”.
8. Наблюдениеза состоянием и эксплуатацией осветительных установок возлагается натехническую службу предприятия.

6. Охранаокружающей среды
Сточныеводы мехового производства представляют собой сложные гетерогенныемногокомпонентные системы, относящиеся к группе высококонцентрированных итоксичных.
Сточныеводы высокую концентрацию и большое число ингредиентов: кусочки мездры, шерсть,сгустки крови, грязь, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ),консервирующие вещества, сульфиды, растворенные белки, жиры, соли хрома,алюминия и др.[]
Многиеиз этих ингредиентов негативно влияют на гидросферу. Например, действиеповаренной соли, поступающей в сток во время отмоки, обусловлено,преимущественно, раздражающими свойствами. Теми же свойствами обладают исинтетические ПАВ, которые кроме этого способны накапливаться на поверхностиводоема и препятствуют насыщению кислородом вод. Многие вещества способнынакапливаться в живых организмах, тем самым, отравляя их, например, солитяжелых металлов.
Содержаниезагрязнений в сточных водах кожевенно-меховой промышленности столь велико, чтов случае поступления последних в водный объект, может вызвать необратимыепроцессы, включая полное разрушение сложившейся экосистемы.
Присравнении качественных характеристик сточных вод, образующихся при обработкеразличных видов мехового сырья, более загрязненные стоки возникают приобработке овчины меховой, так как в этом случае отработанные воды содержатшестивалентный хром, окислительные красители, используемые в процессахпротравления и крашения. Сточные воды, образующиеся в результате переработкишубной овчины, не содержат шестивалентный хром, так как в качестве красильныхкомпонентов в этом случае применяют кислотные или прямые красители. Менеетоксичные стоки образуются в результате обработке ценных видов пушнины, гдеотсутствуют красильные операции, вследствие чего, в общие стоки не поступаютсоединения, обуславливающие высокий уровень токсического загрязнения.
Длякачественной характеристики сточных вод устанавливаются нормативные требования.Для вредных веществ, приняты предельно-допустимые концентрации (ПДК), подкоторыми подразумевается такая максимальная концентрация вещества, котораяоставляет воду при неограниченно долгом ее использовании такой же безвредной,как и при полном отсутствии этого вещества.
Еслисточные воды сбрасываются в городскую систему канализации, то для предприятияустанавливаются нормативы ДК (допустимая концентрация) и ВДК (временнодопустимая концентрация).
Еслиочищенные стоки сбрасываются в природные водоемы, то они должны отвечать «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами ».
Степеньзагрязнения сточных вод характеризуется совокупностью физических ибактериологических показателей. К ним относятся: температура, запах, цветность,показатель водородных ионов (рН), концентрация взвешенных веществ, сухой и прокаленныйостаток, биологическое потребление кислорода (БПК) и химическое потреблениекислорода (ХПК), характеризующие концентрацию органических веществ, содержаниекомпонентов, специфических для данного вида производства[].
Общиестоки кожевенных и меховых предприятий содержат до 1800-2460 мг/дм3жиров или жироподобных веществ. В стоках от процессов отмоки и дубления ихколичество достигает более 4 г/дм3. Отработанные жидкости послеобезжиривания, промывки свиного сырья и полуфабриката, а также после золенияэтого сырья содержат еще больше жира. После обезжиривания свиных шкуркарбонатом натрия (15-17 г/дм3) в растворе образуется стойкаяжировая эмульсия с содержанием жира 8-10 г/дм3. Значительноеколичество его содержится также в стоках клееварочных цехов.[]
Внастоящее время помимо физических и физико-химических методов очистки широкоприменяется биологический метод, основанный на жизнедеятельностимикроорганизмов – деструкторов жировых веществ.
Сучетом того обстоятельства, что сточные воды, содержащие жировые вещества имеютв основном повышенную температуру, селектировано несколько видов термофильныхмикроорганизмов, способных разрушать жиры при температуре свыше 50оС.Эффект очистки при таком способе достигает 100%.[]
6.1 Типовойспособ обработки сырья
Рассмотримвиды загрязнений, образующихся в подготовительных и дубильных процессах выделкимеховой овчины (таблица 1).
Таблица 1 — Принципиальнаясхема образования сточных вод и отходы после технологических процессовТехнологический процесс обработки Вид загрязнения отмока первая гексафторсиликат натрия, новость, сульфат натрия, волос, кровь, грязь, навал, жир, растворимые белки отжим вода, содержащая остаточную концентрацию веществ после процесса отмоки 1 отмока вторая фторсиликат натрия, новость, кровь, растворимые белки, жир, обезжиривание первое формалин, новость, сода, несвязанные жиры отжим вода, содержащая остаточную концентрацию веществ после процесса обезжиривания стрижка волос мездрение мездра обезжиривание второе сода, новость, формалин, жир промывка первая остаточная концентрация веществ после второго обезжиривания промывка вторая - пикелевание уксусная кислота, серная кислота, хлорид натрия, растворимые белковые вещества дубление хлорид натрия, тиосульфат натрия, оксид хрома, карбонат натрия отжим остаточная концентрация веществ после процесса дубления жирование намазной способ жирования исключает сточные воды

6.1.1 Расчетколичества сточных вод и их качественный состав
Для расчетаобъема водоотведения и водопотребления необходимо:
1. методконсервирования шкур – п/с;
2. общееколичество шкур, перерабатываемых на производстве (за год) — 10000 шт.;
3. влажностьшкур после отмоки — 65%;
4. средняямасса одной шкуры – 3,5 кг;
Расчет общеймассы обрабатываемых шкурок проводят согласно формуле (2):
М = D ×m,  (2)
где: М –масса обрабатываемых шкурок в сутки, кг; D – общее количество шкурок,перерабатываемых в сутки, шт; m — средневзвешенная масса одной шкурки, кг.
В остальныхслучаях при расчете водоотведения следуют учитывать только производственныепотери, которые составляют до 10%, в среднем 6-7% от общего водопотребления,формула (3):
ВО =ВР-ВР×Р/100 (3)
Для расчетанеобходимо знать массу партии и ЖК технологического процесса.
Объемводопотребления, рассчитывают по формуле (4):
ВР = мр×ЖК(4)
где: мр– масса партии, кг; ЖК – жидкостный коэффициент.
Массу партиивычисляли в зависимости от полезного объема барабана по формуле (5):
мр =Vб/ЖК+1 (5)
где: Vб– полезный объем баркаса, дм3.
Примеррасчета водопотребления:
Процесс-отмока, ЖК=10:
мр =3500/11 = 313 кг,
ВР = 313×10 = 3130 дм3
Результатырасчета заносятся в таблицу (2):
Таблица 2 — Объем водопотребления на технологические процессыНаименование технологического процесса ЖК Масса партии Объем водопотребления Отмока 1 10 318,2 3182 Отмока 2 7 437,5 3059 Мездрение - - 12 Обезжиривание 1 10 318,2 3182 Обезжиривание 2 7 437,5 3059 Промывка 1 7 437,5 3059 Промывка 2 7 437,5 3059 Пикеливание 7 437,5 3059 Дубление 7 437,5 3059 Жирование - - -
Расчет общеймассы обрабатываемых шкурок проводят согласно формуле (2) в зависимости отсуточной мощности предприятия:
М =(10000/250)× 3,5= 140 кг

Расчет объемаводоотведения: 1 для отмоки первой:
ВО =3182-(3182×10/100)-140×((65-14)/100)/1000 =2863,7 дм3;
2 отжим:
ВО =(3182-2863,7)×10/100= 26,43 дм3;
3 для отмокивторой:
ВО =3059-(3059×10/100) = дм3;
4 мездрение:
ВО = 12-(12×10)/100=10,8 дм3;
обезжириваниепервое:
ВО =3182-(3182×10/100) =2863,8 дм3;
5 отжим:
ВО =(3182-2863,8)×10/100=31,82 дм3;
6обезжиривание второе:
ВО =3059-(3059×10/100) =2753,1 дм3;
7 промывкапервая: ВО = 2753,1 дм3;
8 промывкавторая: ВО = 2753,1 дм3;
9пикелевание: ВО = 2753,1 дм3;
10 дубление:ВО = 2753,1 дм3;
11 отжим: ВО= (3059-2753,1) ×10/100=30,59 дм3;
Известно, чтоколичество хозяйственно-фекальных сточных вод от общего объема сточных водсоставляет 5-6%. Следовательно, необходимо выполнить расчет, определяющийколичество хозяйственно-фекальных вод, образующихся в процессе переработкимехового сырья.
Исходныеданные:
ЧисленностьИТР  4 чел
Численностьрабочих  9 чел
Численностьсотрудников  1 чел
Количестводушевых сеток 1 шт.
Продолжительностьработы душа на одного работника 0,4 час
Общая площадьтерритории полов 540 м2
Некоторые нормативныетребования представлены в таблице 3.
Таблица 3 — Нормативныетребования расхода воды на хозяйственно-бытовые нужды Показатель Расход воды На одного ИТР
12 дм3/сут На одного рабочего
25 дм3/сут На одну душевую сетку
0,5 м3/час На мытье полов
0,5дм3/м2 На одного рабочего в химической лаборатории
460дм3/сут
Примеррасчета расхода воды на хозяйственно-бытовые нужды представлен в таблице 4.

Таблица 4 — Расчетрасхода воды на хозяйственно-питьевые нуждыПоказатель Расчет расхода воды Хозяйственно-питьевые нужды
4×12+9×25=0,273 м3/сут Душевые
0,5×1×1=0, 5 м3 Мытье полов
0,5×540/1=0,270 м3 Химическая лаборатория
460×1=0,46 м3/сут Итого:
1,503 м3/сут
6.1.2Определение качественных характеристик сточных вод
Для определения качествасточных вод, образующихся после переработки мехового сырья необходимы следующиеисходные данные:
1наименование технологического процесса;
2 наименованиехимических веществ, используемых в технологическом процессе;
3 расходхимических веществ;
4 процентотхода химических материалов в сточные воды;
5 объемводопотребления;
6 объемводоотведения;
Примеррасчета:
Технологическийпроцесс: отмока1
Составотмочной ванны: гексафторосиликат натрия 1г/дм3, новость 1г/ дм3,сульфит натрия 0,5 г/ дм3.
Отход всточные воды, %: гексафторосиликат натрия — 96, новость — 95, сульфит натрия –30.
Объемводоотведения — 2863,7 дм3.
1 Расчетконцентрации ингридиентов в сточной воде после процесса отмоки:
а)гексафторосиликат натрия: 1г/ дм3 –100%
Х — 96%, Х =0,96 г/дм3
б) новость: 1г/ дм3 — 100%
Х — 95%, Х =0,95 г/ дм3
в) сульфитнатрия: 0,5г/дм3 – 100%
Х — 30%, Х =0,15 г/ дм3
2 Расчетколичества ингридиентов в сточной воде:
а)гексафторосиликат натрия: 0,96 г – 1дм3
х — 2863,7 дм3, х= 2749,15 г
б) новость:0,95г – 1дм3
х — 2863,7 л,х=2584,5 г
в) сульфитнатрия: 0,15г – 1дм3
х — 2863,7 дм3, х= 429,56 г
Расчеткачественного состава сточных вод после остальных технологических процессовпроизводится аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 5.
6.1.3 Расчеткоэффициентов часовой, суточной и общей неравномерности
Из-задлительности процессов обработки меховой овчины наблюдается колебание расходасточных вод по суткам. Исходные данные по поступлению сточных вод на очистныесооружения представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Исходныеданные по поступлению сточных вод на очистные сооружениядень Время поступления сточных вод, час
Расход сточной воды, м3/час Понедельник-воскресение
7-30
8-00
8-30
14-30
15-30
17-00
18-00
19-00
20-00
22-00
23-00
23-30
2,864
2,753
0,026
2,753
0,031
2,753
0,011
2,863
0,031
2,753
2,753
2,753
В даннойтаблице описывают неравномерность поступления сточных вод на очистныесооружения в различные часы суток. Сбрасываемый объем также отличается в разныечасы и дни. Это объясняется особенностью технологических процессов привыработке меховой овчины. Т.е. водоотведение объясняется способностью кожевойткани поглощать раствор, определенной влажностью сырья.
Поэтому, длякаждого дня недели рассчитывается коэффициент часовой неравномерности поформуле (6):
Кчас= Qmaxсут / Qсрчас,  (6)
где: Кчас– коэффициент часовой неравномерности; Qmax — максимальный объемпритока сточных вод в течение суток, м3; Qср –среднечасовой приток сточных вод, м3.
Среднечасовойприток сточных вод определяют по формуле (7):
Qср =∑Qi / 24, (7)
где: Qi– приток сточных вод на очистные сооружения в i – час; 24 – количество часов всутки.
Коэффициентсуточной неравномерности определяется отношением максимального суточногорасхода к среднему суточному по формуле (8):
Ксут =Qmaxнед / Qсрнед, (8)
Общийкоэффициент неравномерности водоотведения на предприятиях рассчитывают поформуле (9):

Кобщ= Кчас×Ксут,  (9)
Примеррасчета:
Деньнедели-вторник
а) Расчетсреднесуточного притока сточных вод:
Qср  =(2,863+0,026+2,753+2,863+0,032+2,753+2,753+2,753+2,753+ 2,753+0,031++0,02)/24=0,93
б) Расчеткоэффициента часовой неравномерности:
Кчас=2,863/0,93 = 3,1
в)Расчеткоэффициента суточной неравномерности:
Ксут=2,863/((2,863+0,026+2,753+ 2,863+0,032+2,753+2,753+2,753+2,753 +2,753+ + 0,031+0,012)/7)= 0,23
г) Общийкоэффициент неравномерности:
Кобщ =3,1×0,23=0,713
Аналогичныйрасчет ведется для каждого дня недели, полученные данные заносятся в таблицу 7.
Таблица 7 — Коэффициенты неравномерности поступления сточной воды на очистные сооружения втечении неделиКоэффициент неравномерности Дни недели понедельник вторник среда четверг пятница суббота
Кчас 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1
Ксут 0,23
Кобщ 0,713 0,713 0,713 0,713 0,713 0,713
6.1.4 Расчетудельного водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции
Одним изпоказателей, характеризующих уровень воздействия предприятия на окружающуюсреду является оценка удельного водопотребления и водоотведения на единицувыпускаемой продукции.
Фактическийрасход воды при выделке меховой овчины определяется по следующим показателям:
-напроизводственные нужды 75-85%
-нахозяйственно-бытовые нужды 5-6%
-воды,образующиеся после осадков или ливневые воды 2-3%
-условночистые воды, используемые для охлаждения оборудования или в холодильниках,вентиляторах, компрессорных установках 6-18%
Исходныеданные:
Мощностьпредприятия 10000 шт.овчин в год
Количестворабочих дней 250
Объем сточныхвод составляет:
Производственные75%
Хозяйственно-бытовые6%
Условно-чистые16%
Ливневые 3%
Объем водоотведенияс учетом производственных и хозяйственно-бытовых нужд при переработке овчинысоставляет: 23,84 м3/сут или 5960 м3/год из них:
-производственные17,88 м3/сут или 4470 м3/год
-хозяйственно-бытовые1,43м3/сут или 357,5 м3/год
-условно-чистые3,81м3/сут или 952,5 м3/год
-ливневые 0,72м3/сут или 180 м3/год
Известно, чтов процессе выполнения технологических операций в среднем потери воды напроизводственные нужды не превышает 6%, тогда общий объем водопотреблениясоставит:
23,84+(23,84×0,06)= 25,27 м3/сут или 6317,5 м3/год
Определимудельный объем водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемойпродукции:
а) удельныйобъем водопотребления на единицу выпускаемой продукции
Фактическийобъем водопотребления составит 6317,5 м3/год
Мощностьпредприятия в год 10000шт овчины
Тогда, 6317,5м3/год — 10000 шт
Х м3/год- 1 единица вып.продукции, Х = 0,63 м3/год
б) удельныйобъем водоотведения на единицу выпускаемой продукции
Фактическийобъем водоотведения составляет 5960 м3/сут
5960 м3/год- 10000шт.овчин
Х м3/год-1 ед.прод., Х = 0,6 м3/год
6.1.5 Расчетудельной величины неравномерности загрязняющих веществ на выходе послеосновного производства
Длясоставления карты технологического уровня предприятия и определения категорииопасности нужно рассчитать количество загрязняющих веществ (кг), образующихсяпри переработке мехового сырья, приходящихся на 1 кг потребляемого сырья.
Основнымипоказателями для расчета являются: фактический сброс сточных вод, концентрацияингредиентов в сточной воде, масса одной шкурки, количество перерабатываемогосырья (кг/год).
Примеррасчета.
Исходныеданные:
1.Фактическийрасход воды на производственные нужды в год — 4470 м3
2.Концентрацияпасты Новость – 15,2 мг/дм3
Тогда: 15,2×10-9тонн – 0,001м3
Х тонн — 4470м3 Х = 0,068 тонн/год
Количествосырья: 10000 шт. овчин × 3,5кг × 250 дней = 8750000 кг/год
Удельнаявеличина загрязняющих веществ на выходе после основного производства:0,068×1000/8750000 = 0,0000077 кг сброса/ кг сырья
Аналогичнорасчеты проводят для всех видов ингредиентов, результаты расчета представлены втаблице 8.
Таблица 8 — Оценка общего объема контаминантов, сбрасываемых предприятием
Наиме
нование сырья
Кол-во
сырья, кг/год Показатели качества воды
Концентрация
ингредиентов в сточной воде,
г/дм3
Количество загрязнений,
тонн/год
Удельные сбросы загрязненных в-в,
кг сброса/кг сырья
овчина
меховая 8750000 Новость 15,2 0,068 0,0000077 Антисептик 1,68 0,0075 0,000000857 Сульфит натрия 0,15 0,00067 0,0000000766 Формалин 0,25 0,00112 0,000000128 Сода 0,25 0,00112 0,000000128 Уксусная кислота 1,5 0,0067 0,000000766 Серная кислота 0,45 0,00201 0,00000023 Хлорид натрия 72 0,32184 0,0000367 Тиосульфат натрия 0,2 0,0009 0,000000102 Оксид хрома 0,9 0,004 0,000000457
6.1.6Определение категории опасности предприятия
Классификациязагрязняющих веществ для региона озера Байкал осуществляется по категориям:
Категория 1.Экологически особо опасные вещества-высокотоксичные чужеродные вещества,накапливающиеся в гидробионтах, аккумулирующиеся в пищевых цепях, медленноразлагающиеся. Сброс их не допустим.
Категория 2.Экологически высоко-опасные вещества- создаются в природном фоне в воде озера,представляющие опасность для гидробионтов в концентрациях, превышающих фоновые.Сброс их возможен в количествах, не приводящих к повышению концентрации примесив воде озера.
Категория 3.Экологически опасные вещества- токсичные чужеродные вещества, быстроразлагающиеся, умеренно летучие либо другим путем достаточно быстро удаляемыеиз воды. Сброс их нормируется.
Категория 4.Экологически умерено-опасные вещества- присутствующие в воде озера и егопритоков, не обладающие острой токсичностью для гидробионтов. Сброс их возможенсоответственно установленным нормативам.
Всоответствии с категориями следует провести классификацию загрязняющих веществ,которые присутствуют в сточных водах исследуемого предприятия.
Дляопределения категории опасности предприятия необходимо использовать следующиепоказатели: объем сбрасываемых загрязняющих веществ(М), кг/год,предельно-допустимые концентрации (ПДК) для вод хозяйственно-питьевого икультурно-бытового водопользования, мг/дм3, коэффициент(к),зависящий от категории опасности загрязняющих веществ.
Таблица 9 — Зависимость коэффициента (к) от категории опасности загрязняющего веществаКатегория опасности Значение коэффициента Экологически особо опасные вещества(1 кат) 1,7 Экологически высоко-опасные вещества(2 кат) 1,3
Экологически опасные вещества
(3 кат) 1,0 Экологически умерено-опасные вещества(4 кат) 0,9
По отношению(М/ПДК)к определяется категория опасности предприятия:
1 Если ∑(М/ПДК)к
2 Если 100
3 Если 1000
4 Если 10000
Таблица 10 — Определение категории опасности мехового предприятияПоказатели качества Коэффициент токсичности
ПДК г/дм3
Объем сбрасываемых загрязняющих веществ, г/дм3
(М/ПДК)к Новость 1,7 0,1 15,2 5118,0 Уксусная кислота 0,9 0,4 1,5 3,28 Серная кислота 0,9 10 0,45 0,06 Хлорид натрия 0,9 30 72 2,2 Оксид хрома 1,3 0,001 0,9 347 Итого: 5470,54
Такимобразом, исследуемое предприятие при использование типовой методике выделкимеховой овчины относится к 3 группе опасности, т.к. 1000
6.2Рекомендуемый способ обработки сырья
Предлагаемыйспособ обработки мехового сырья с использованием бактериальной суспензиимикроорганизмов- деструкторов жировых веществ позволяет снизить расход СПАВ иисключить из рабочей ванны формальдегид и карбонат натрия.
Рассмотрим видызагрязнений, образующихся в подготовительных и дубильных процессах выделкимеховой овчины (таблица 10).

Таблица 11 — Принципиальнаясхема образования сточных вод и отходы после технологических процессовТехнологический процесс обработки Вид загрязнения отмока первая гексафторсиликат натрия, новость, сульфат натрия, волос, кровь, грязь, навал, жир, растворимые белки отжим вода, содержащая остаточную концентрацию веществ после процесса отмоки 1 отмока вторая фторсиликат натрия, новость, кровь, растворимые белки, жир, обезжиривание первое Микроорганизмы, остаточную концентрацию солей отжим вода, содержащая остаточную концентрацию веществ после процесса обезжиривания стрижка волос промывка остаточная концентрация веществ после обезжиривания пикелевание уксусная кислота, серная кислота, хлорид натрия, растворимые белковые вещества дубление хлорид натрия, тиосульфат натрия, оксид хрома, карбонат натрия отжим остаточная концентрация веществ после процесса дубления жирование намазной способ жирования исключает сточные воды
6.2.1 Расчетколичества сточных вод и их качественный состав
Рассчитаемколичества сточных вод, образующихся при переработке мехового сырья сиспользованием биотехнологического метода выделки. Результаты занесены втаблицу 12.
Таблица 12 — Объем водопотребления на технологические процессы при использованиебиотехнологического метода выделкиНаименование технологического процесса ЖК Масса партии Объем водопотребления
Отмока
Мездрение
Обезжиривание
Промывка
Пикеливание
Дубление
Жирование
10
-
10
-
7
7
-
318,2
-
318,2
437,5
437,5
437,5
-
3182
12
3182
3059
3059
3059
 
Расчет объемаводоотведения:
1 отмока: ВО= 3182-(3182×10/100)-140×((65-14)/100)/1000 =2863,7 дм3;
2 отжим: ВО =(3182-2863,7)×10/100= 26,43 дм3;
4 мездрение:ВО = 12-(12×10)/100 = 10,8 дм3;
обезжиривание:ВО = 3182-(3182×10/100) = 2863,8 дм3;
5 отжим: ВО =(3182-2863,8)×10/100= 31,82 дм3;
7 промывка:ВО = 2753,1 дм3;
9пикелевание: ВО = 2753,1 дм3;
10 дубление:ВО = 2753,1 дм3;
11 отжим: ВО= (3059-2753,1) ×10/100=30,59 дм3;
Расчеткачественного состава сточных вод при применении данного метода описывается втаблице 13.
6.2.2 Расчеткоэффициентов часовой, суточной и общей неравномерности
Исходныеданные по поступлению сточных вод на очистные сооружения представлены в таблице14.
Таблица 14 –Исходные данные по поступлению сточных вод на очистные сооруженияДень Время поступления сточных вод, час
Расход сточной воды, м3/час Понедельник-воскресение
7-30
8-00
9-00
10-00
11-30
12-30
21-00
3-30
4-30
2,864
0,026
0,011
2,863
0,031
2,753
2,753
2,753
0,031
В даннойтаблице описывают неравномерность поступления сточных вод на очистныесооружения в различные часы суток. Сбрасываемый объем также отличается в разныечасы и дни. Это объясняется особенностью технологических процессов привыработке меховой овчины. Т.е. водоотведение объясняется способностью кожевойткани поглощать раствор, определенной влажностью сырья.
Примеррасчета:
Деньнедели-вторник
а) расчетсреднесуточного притока сточных вод:
Qср=(2,863+0,026+0,011+2,863+0,031+2,753+2,753+2,753+0,031)/24 = 0,59
б) расчеткоэффициента часовой неравномерности:
Кчас=2,863/0,59=4,85
в) расчеткоэффициента суточной неравномерности:
Ксут=2,863/((2,863+0,026+0,011+2,863+0,031+2,753+2,753+2,753+0,031)/7)= =0,16
г)общийкоэффициент неравномерности:
Кобщ =0,16×4,85 = 0,776
Аналогичныйрасчет ведется для каждого дня недели, полученные данные заносятся в таблицу15.

Таблица 15 — Коэффициенты неравномерности поступления сточной воды на очистные сооружения втечении неделиКоэффициент неравномерности Дни недели понедельник вторник среда четверг пятница суббота
Кчас 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85
Ксут 0,16
Кобщ 0,776 0,776 0,776 0,776 0,776 0,776
6.2.3 Расчетудельного водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции
Объемводоотведения с учетом производственных и хозяйственно-бытовых нужд припереработке овчины составляет:
V =10,56+0,84 = 11,4 м3/сут или 2850 м3/год из них:
-производственные8,55 м3/сут или 2137,5 м3/год
-хозяйственно-бытовые0,684 м3/сут или 171 м3/год
-условно-чистые1,824 м3/сут или 456 м3/год
-ливневые 0,684м3/сут или 171 м3/год
Известно, чтов процессе выполнения технологических операций в среднем потери воды напроизводственные нужды не превышает 6%, тогда общий объем водопотреблениясоставит:
11,4+(11,4×0,06)=12,084м3/сут или 3021 м3/год
Определимудельный объем водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемойпродукции:
а) удельныйобъем водопотребления на единицу выпускаемой продукции
Фактическийобъем водопотребления составит 3888,25 м3/год.
Мощностьпредприятия в год 10000шт овчины Тогда, 3888,25 м3/год — 10000 шт
Х м3/год- 1 единица вып.продукции, Х = 0,389 м3/год
б) удельныйобъем водоотведения на единицу выпускаемой продукции
Фактическийобъем водоотведения составляет 3522,06 м3/год
3522,06 м3/год- 10000шт.овчин
Х м3/год- 1 ед.прод., Х = 0,352 м3/год
Расчетудельной величины неравномерности загрязняющих веществ на выходе послеосновного производства
Примеррасчета.
Исходныеданные:
1.Фактическийрасход воды на производственные нужды в год — 2137,5 м3
2.Концентрациякарбоната натрия – 25 мг/дм3
Тогда: 25×10-9тонн – 0,001м3
Х тонн — 2137,5 м3 Х = 0,053 тонн/год
Количествосырья: 10000шт.овчин×3,5кг×250дней=8750000 кг/год
Удельная величиназагрязняющих веществ на выходе после основного производства:0,053×1000/8750000=0,000006 кг сброса/ кг сырья
Аналогичнорасчеты проводят для всех видов ингредиентов, результаты расчета представлены втаблице 16.
Таблица 16 –Оценка общего объема контаминантов, сбрасываемых предприятем
Наиме
нование сырья
Кол-во
сырья, кг/год Показатели качества воды
Концентрация
ингредиентов в сточной воде,
г/дм3
Количество загрязнений,
тонн/год
Удельные сбросы загрязненных в-в,
кг сброса/кг сырья
овчина
меховая 8750000 Сода 0,25 0,053 0,00000011 Хлорид натрия 36 0,142 0,000016 Тиосульфат натрия 0,2 0,0008 0,00000009 Оксид хрома 0,9 0,0036 0,00000041

6.2.4Определение категории опасности предприятия
Таблица 17 — Определение категории опасности мехового предприятияПоказатели качества Коэффициент токсичности
ПДК г/дм3 Объем сбрасываемых загрязняющих веществ, кг/год
(М/ПДК)к Хлорид натрия 0,9 30 36 1,2 Оксид хрома 1,3 0,001 0,9 347 Итого: 348,2

Заключение
Рассмотрены современные методы проведения подготовительныхпроцессов выделки меховой овчины, современные способы очистки сточных водмеховой промышленности после первичной обработки сырья.
Наиболее эффективным методом очистки сточных вод,содержащих жировые вещества, является биологический способ, который применяетсядля удаления жиров с помощью микроорганизмов-деструкторов.
Изучены морфолого-культуральные и физиологическиесвойства исследуемых культур микроорганизмов. Рассмотрено влияние внешнихфакторов на динамику роста и развития микроорганизмов. Показана возможностьприменения микроорганизмов, обладающих липолитической активностью дляпроведения процесса обезжиривания меховой овчины.
Установлено, что ферментативное проведениепроцесса приводит к получению обезжиренного полуфабриката. Разработаны маточныерастворы, способствующие получению обезжиренного полуфабриката с минимальнымизатратами. Наиболее оптимальным является вариант, в котором при проведениипроцесса используется рабочая ванна с 100% расходом бактериальной суспензии отобъема рабочего раствора, при продолжительности культивирования 24 часа.
Применение данной бактериальной суспензииобеспечило оптимальное удаление жировых веществ с поверхности кожевой ткани иволосяного покрова меховой овчины. Замена типовой методики проведения процессаобезжиривания позволяет значительно сократить расход химических материалов припроведении процесса и снизить токсичность образуемых сточных вод.

Список использованных источников информации
1               ШестаковаИ.С. Ферменты в кожевенном и меховом производстве. — М.: Легпромбытиздат, 1990 — 128 с.
2               ЦыбиковаД.Ц. Белки, ферменты, дубители и красители. — Улан-Удэ: ВСГТУ, 2002 — 164 с.
3               БабакинаВ.Г. Применение ферментов в производстве кожи. — М: Ростехиздат,1972 – 248с.
4               Feigel T.H. The role of soaking enzymes on collagen destruction inbovin hide. WorldLeather. 2001 №9. Р.66-72
5               СтраховИ.П. и др. Химия и технология кожи и меха / И.П. Страхов, И.С. Шестакова, Д.А.Куциди. — М.: Легпромбытиздат, 1985 – 496 с.
6               Применениеферментов для обезволашивания кожевенного сырья.-М.:1973 – 23 с.
7               Интенсификацияферментного обезволашивания / Т.А. Кузнецова, А.В. Черкасова, Т.Ф. Миронова,Т.Ю. Тихонюк // Кожевенно-обувная промышленность 1994 № 9-10 стр. 20-21
8               Оросын,Батменх. Оптимальные условия культивирования ВАС. mesentericus для получения протеолитическихферментных препаратов и испытание их при обезволашивании кожевенного сырья. — М.:1978-25 с.
9               ЧурсинВ.И., Шапкарина Н.П. Влияние ферментативной обработки на свойства голья и полуфабриката// Кожевенно-обувная промышленность 2005 №5 стр.35-36
10             СубачО.В. и др. Шкуры угря как новое кожевенное сырье // Кожевенно-обувнаяпромышленность 1997 №5 стр.30-31
11             ХарчуткинаЕ.М., Болдовская О.В., Дормидонтова О.В. Особенности ферментативнойотмоки-обезжиривания шкур угря // Кожевенно-обувная промышленность 2003 №2стр.38-39
12             КочетоваС.П. и др. Влияние ферментных обработок кожевенного сырья на связь волоса сдермой / С.П. Кочетова, Н.В.Зыкова, Н.П. Омельяненко // Кожевенно-обувная промышленность1996 № 4 стр. 30-31
13 Нестерова Г.А. Эффективность использования ферментныхпрепаратов в подготовительных процессах // Кожевенно-обувная промышленность1995 № 4 стр.31-32
14 Кочеткова С.П. Структура голья, выработанного побессульфидной технологии // Кожевенно-обувная промышленность 1998 № 6 стр.32-34
15       Исследованиегидролитических ферментов шкур крупного рогатого скота / С.П. Кочетова, Н.В. Зыкова,А.И. Котельников, В.Р. Рогель // Кожевенно-обувная промышленность 1997 № 2 стр.30-31
16       Влияниеферментативной обработки на свойства связующих и пигментных концентратов / В.Г.Плешаков, С.В. Янушевская, В.С. Мальцева, В.С. Духанин // Кожевенно-обувнаяпромышленность 1991 № 7 стр. 26-28
17             ФигуринЮ.В., Изменение структурных элементов свиной шкуры под действием комплексаферментных препаратов // Кожевенно-обувная промышленность 1993 № 3 стр. 23-25
18             ПуртоваЕ.А. и др. Изучение возможностей использования нейтральной протеазыпротосубтилин Г10Х в производстве кож для верха обуви / Е.А Пуртова., Т.Ф.Миронова,Л.М.Лупова // Кожевенно-обувная промышленность 1986 № 9 стр. 39-41
19             РохваргерО.Д. Ферменты в меховом производстве. — М.: Легкая индустрия, 1997 — 224 с.
20             Kazlauskaite E., Balciunine J., Beleska K. Influence of the enzmatic soaking process on the properties of lime-free leather. Przemysl lekki naprzelomie tysiacleci. Materialy Miedzynarodnej Konferencji Naukowej. Radom. 2001.l.61-66
21             Brady D., Duncan J.R., Rassel A.E. Model for proteolyticdepilation hears of skins. JALKA.V.85.1990.P.334-342
22             МироноваТ.Ф. Использование ферментных препаратов в производстве кожи и меха //Кожевенно-обувная промышленность 1989 №6 стр.31-32
23 Раевский А.В., СергеевН.В., Стефанович И.П. Новое в обработке меховой и шубной овчины химическими и ферментнымиреагентами. М.: Легкая индустрия, 1968- 38 с.
24 Применение ферментов на кожевенных предприятиях Франции.-М.:1970-25с.
25 Миронова Т.Ф. Возможности использования в меховомпроизводстве нового ферментного препарата протеазы Прок // Новое в меховомпроизводстве М.: 1999 – стр. 33-36
26 Сынкова А.В. и др… Влияние некоторых факторов накаталитическую активность протеазы прок / А.В. Сынкова, Т.Ф. Миронова, О.В.Талянский // Кожевенно-обувная промышленность 2003 № 2 стр. 43-44
27 Пучкова Н.В. и др. Основные требования к ферментнымпрепаратам для обработки мехового сырья / Н.В. Пучкова, А.М.Ерошевич, Н.И.Патенко // Кожевенно-обувная промышленность 1985 № 5 стр. 50-51
28 Применение ферментного препарата мальтавоморина Г10Х дляобработки шкурок кролика / Г.И. Ярецкас, Н.М. Шибаковский, О.Н. Мацевичене,А.К. Струмскине // Кожевенно-обувная промышленность 1985 № 6 стр. 44-46