WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ШАЛБУЕВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ЭКОБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

ПЕРЕРАБОТКИ ОВЧИННО-ШУБНОГО

И ПУШНО-МЕХОВОГО СЫРЬЯ

05.19.05 – Технология кожи, меха, обувных

и кожевенно-галантерейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Улан-Удэ – 2010

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сысоев Владислав Александрович

доктор технических наук, профессор Симонов Евгений Александрович

доктор химических наук, профессор Кобраков Константин Иванович

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина»

Защита состоится «28» февраля 2011 года в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.080.09 в ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» по адресу: г. Казань, ул. К. Маркса, 68, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан «28» января 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук

Н.В. Тихонова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы. Получение овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабрикатов представляет собой сложный и многостадийный процесс. Он включает ряд химических превращений и операций, основанных на воздействии различных химических материалов, кислот и щелочей, позволяющих достичь оптимального разупорядочения структуры коллагенсодержащего сырья. Характеристики конечного продукта в большинстве своем зависят от механизма воздействия на структуру коллагена кислот различной химической природы, а также от полноты удаления из коллагенсодержащего сырья жировых веществ, присутствие которых может явиться причиной снижения качества готовой продукции.

Удаление жировых веществ из структуры коллагенсодержащего сырья традиционно проводят с использованием синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), степень отработки которых не превышает 10%, что обусловливает образование высокотоксичных сточных вод. Формальдегид, входящий в состав обезжиривающей ванны, весьма токсичен, обладает аллергенным, мутагенным и канцерогенным воздействиями на организм человека.

Для разупорядочения макромолекулы коллагена применяют как органические, так и неорганические кислоты. Химическое взаимодействие кислот на белковую молекулу коллагена приводит к разрушению водородных и электровалентных связей в его структуре. Одновременно происходит разделение микроструктуры дермы на более мелкие структурные элементы, склеивающая способность которых снижается. Такая подготовка структуры коллагенсодержащего сырья в сочетании с последующими механическими операциями обеспечивает достаточную тягучесть и высокую пластичность полуфабриката.

Современные технологии пикелевания коллагенсодержащего сырья, применяемые на кожевенно-меховых предприятиях, обусловливают образование высококонцентрированных, токсичных и сильнокислых сточных вод (рН<4,5). Для процесса пикелевания характерна высокая минерализованность отработанных стоков, так как минимальный расход хлорида натрия составляет 40 г/дм3, а степень его отработки – не более 10%. Кроме того, действующие технологии выполнения процесса пикелевания предусматривают партионную обработку, что является причиной значительного водопотребления и соответственно водоотведения.

В настоящее время разрабатываются новые высокоэффективные методы обработки кожевенно-мехового сырья, позволяющие не только исключить или сократить поступление ряда ингредиентов в сточные воды, но и одновременно повысить качество готового мехового полуфабриката.

Для достижения оптимального удаления органически вымываемых веществ из дермы предлагается использовать ферментные препараты протеолитического и липолитического действий. В большинстве своем предлагаемые ферменты, полученные из животного сырья, обладают высокой протеолитической активностью, что может вызвать ослабление связи волоса с кожевой тканью овчинно-шубного и пушно-мехового сырья и в конечном итоге привести к теклости волосяного покрова. Интерес представляют энзимы микробиологического происхождения. Однако присутствие в обезжиривающей ванне СПАВ может вызвать снижение их активности, что отрицательно скажется на эффекте обезжиривания.

Необходимое разупорядочение структуры дермы можно достичь в результате применения низких концентраций кислот различной химической природы при повышенной температуре. Однако в этом случае вопрос высокой минерализованности сточных вод не снимается.

В связи с этим одним из наиболее рациональных способов проведения подготовительных процессов мехового сырья является экобиотехнологическая обработка, представляющая собой симбиоз как традиционных методов воздействия на кожевую ткань меховых шкурок, применяемых коренным населением Республики Бурятия, так и современных технологий, действующих на кожевенно-меховых предприятиях. Предлагаемый метод позволяет значительно снизить концентрацию СПАВ (с 6,0-8,0 до 0,5-1,0 г/дм3) в обезжиривающей ванне, исключить из нее формальдегид и карбонат натрия, а также проводить поштучную обработку пушно-мехового сырья, используя для этого вторичные продукты молочной промышленности.

Применение в качестве обезжиривающего агента бак-суспензии, содержащей СПАВ-толерантные микроорганизмы и суммарный продукт их жизнедеятельности (СПЖМ), который обладает оптимальными липолитическими и протеолитическими свойствами, обеспечивает деструкцию жировых веществ, находящихся как в волосяном покрове, так и в кожевой ткани овчинно-шубного и пушно-мехового сырья. Низкая протеолитическая активность системы позволяет разрушить белковую оболочку, окружающую жировые вещества в дерме, и дать доступ липазе к ним без ослабления связи волоса с кожевой тканью овчинно-шубного сырья. Наличие в системе СПАВ концентрации 0,5-1,0 г/дм3 обеспечивает удаление не только органической, но и минеральной примеси с поверхности волосяного покрова, а отсутствие формальдегида снижает уровень токсического загрязнения (УТЗ) сточных вод.

Анализируя современные тенденции модернизации процесса пикелевания, можно выделить следующие направления: расширение области применения органических кислот, снижение расхода минеральной соли в рабочей ванне, совмещение ряда технологических процессов, новые способы внедрения рабочих составов в структуру дермы.

Для сокращения водопотребления и водоотведения сточных вод предлагается проводить обработку овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабриката в неводной среде либо при низких значениях жидкостного коэффициента (ЖК). Для реализации данных предложений процесс пикелевания рекомендуется проводить намазным способом, с использованием в качестве пикельного состава кисломолочных композиций (КМК), содержащих кислототолерантные организмы и продукты их жизнедеятельности, без дополнительного введения в него хлорида натрия. Пикелевание намазным способом является перспективным и по той причине, что при этом воздействию кислот не подвергается волосяной покров мехового полуфабриката. При обработке овчин КМК обеспечивается сокращение производственного цикла за счет ускорения собственно дубления, которое достигается отсутствием в пикельном составе хлорида натрия, и исключения нейтрализации.

Актуальность предложенного метода не вызывает сомнений, так как при его реализации предлагается использовать экологически безопасные материалы, позволяющие повысить качество готового овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабрикатов, снизить уровень техногенного воздействия, расход химических материалов, электроэнергии, объем водопотребления и соответственно водоотведения, экономические затраты и увеличить выход готовой продукции по площади.

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет» в рамках научно-исследовательской работы по теме «Разработка теоретических основ взаимодействия биополимеров с органо-водными системами» 2006-2010 гг.; Федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» АВЦП рег. № 2.1.2/5536 по теме «Изучение механизма симбиотического влияния кислот и прокариотических организмов на изменение структуры коллагена» 2009-2010 гг.; государственного контракта №468 по теме «Разработка параметров проведения пикельно-дубильных процессов на основе использования кисломолочных и бессточных технологий» 2008 г. и в соответствии с тематическим планом НИР кафедры «Технология кожи, меха и товароведение непродовольственных товаров» по теме «Разработка экоэффективных технологий рационального использования сырья на кожевенных и меховых предприятиях» 2005-2010 гг.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка экологически чистой технологии переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, основанной на применении экобиотехнологического метода проведения подготовительных процессов, позволяющих сократить уровень водопотребления и водоотведения, снизить расход химических материалов и увеличить выход продукции по площади.

Основными задачами, решаемыми в процессе достижения поставленной цели, являлись:

  1. Анализ физико-химических и токсикологических свойств сточных вод, образующихся после переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, с последующим обоснованием целесообразности применения экобиотехнологического метода для выполнения технологических процессов отмока-обезжиривание-пикелевание.
  2. Выделение прокариотических организмов из сточных вод после процесса эмульсионного обезжиривания меховой овчины и обоснование возможности их применения в качестве основного сегмента в технологических составах экобиотехнологического метода отмоки-обезжиривания овчинно-шубного сырья. Установление их родовой и видовой принадлежности.
  3. Изучение физико-химических и коллоидно-химических свойств жировых веществ и СПАВ. Исследование механизма их утилизации микроорганизмами, выделенными из сточных вод после эмульсионного обезжиривания. Подбор условий, позволяющих максимально вовлекать органические контаминанты в конструктивный и энергетический обмены выделенными микроорганизмами.
  4. На основании результатов теоретического и экспериментального исследований способности микроорганизмов деструктировать жировые вещества и СПАВ разработка экобиотехнологического метода проведения отмоки-обезжиривания овчинно-шубного и пушно-мехового сырья с сокращенным расходом СПАВ (до 0,5-1,0 г/дм3) и исключением из рабочих составов формальдегида и карбоната натрия.
  5. Изучение условий получения кисломолочных композиций для проведения процесса экобиотехнологического пикелевания на основе отходов молочной промышленности и влияния внешних факторов на микробиоценоз композиций и способы их хранения.
  6. Разработка экобиотехнологического способа проведения процесса намазного бессолевого пикелевания без введения в пикельный состав кислот различной химической природы и его влияние на физико-механические и химические свойства овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабриката.
  7. Разработка на основе полученных данных экобиотехнологического метода проведения подготовительных процессов (отмока-обезжиривание-пикелевание), основанного на применении прокариотических организмов, способных продуцировать СПЖМ с заданными свойствами, и отходов молочной промышленности, позволяющего значительно снизить уровень техногенного воздействия меховых предприятий на окружающую среду.

Методика исследования. Объекты исследования: СПАВ, жировые вещества различной химической природы, овчина меховая и лисица красная пресно-сухого метода консервирования, микроорганизмы, выделенные из сточных вод после процесса эмульсионного обезжиривания, и вторичные продукты молочной промышленности.

Для решения поставленных задач использовали стандартные и современные методы исследования.

Для изучения структурных, физико-механических и физико-химических свойств объектов исследования использовали методы электронной микроскопии, спектрофотометрического анализа, метод фотоколориметрии, стандартные методики в области биотехнологии и оценки свойств овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабриката и готовой продукции.

Результаты экспериментальных исследований и измерений обрабатывали с применением методов математической статистики.

Исследования проводились на базе ЦКП «Прогресс» ВСГТУ.

Научная новизна работы:

  1. Впервые показана возможность применения экобиотехнологического метода на подготовительных этапах переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, позволяющего при сохранении качественных характеристик готовой продукции сократить расход и/или заменить высокотоксичные химматериалы, снизить уровень техногенного воздействия на окружающую среду.
  2. Разработаны научные основы выделения и проведения селективной адаптации прокариотических организмов, способных вовлекать в конструктивный и энергетический обмены жировые вещества и СПАВ при их критических концентрациях (до 1,0 г/дм3). Определена их родовая и видовая принадлежность. Выполнено их депонирование.
  3. Изучен механизм деструкции многокомпонентной системы СПАВ-жировые вещества, при их критических концентрациях, прокариотическими организмами. Показана возможность их применения в процессах экобиотехнологических отмоки-обезжиривания с сокращенным расходом СПАВ и без введения в отмочно-обезжиривающие составы формальдегида и карбоната натрия.
  4. Исследован механизм утилизации жировых веществ в системе коллаген-липиды-микроорганизмы. Установлено, что в первые 40 мин обезжиривания в бак-суспензии происходит деструкция жиров, содержащихся в коллагенсодержащем сырье, до глицерина и карбоновых кислот, что подтверждается уменьшением интенсивности спектроскопических пиков и смещением их в область низкочастотных колебаний.
  5. Разработаны условия получения КМК, обладающей популяционной ауторегуляцией и величиной титруемой кислотности не менее 300оТ.
  6. Исследован механизм симбиотического влияния кислототолерантных микроорганизмов и кисломолочных композиций на структуру макромолекулы коллагена с исключением из рабочего состава хлорида натрия.
  7. Разработан экобиотехнологический метод переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья на основе использования прокариотических организмов, обладающих специфическими и/или заданными свойствами, и отходов молочной промышленности.

Практическая значимость работы. На основе установленных оптимальных условий получения бак-суспензий и кисломолочных композиций разработан экобиотехнологический метод выполнения подготовительных процессов переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья. Данный способ основан на использовании как микроорганизмов, способных продуцировать липазу и вовлекать в метаболические процессы жировые вещества и СПАВ, так и кислототолерантных прокариотов, продуцирующих молочную кислоту в средах, полученных с использованием вторичных продуктов молочной промышленности. Разработаны технологические условия получения СПЖМ, обладающего комплексом заданных активностей, преобладанием липолитической над протеолитической, способных разрушать жировые вещества в структуре кожевой ткани и волосяном покрове без ослабления связи волоса с дермой. Подобраны оптимальные условия получения КМК с высокими значениями титруемой кислотности и разработаны технологические параметры выполнения экобиотехнологического пикелевания. На основании результатов исследований деструкции жировых веществ, содержащихся в кожевой ткани и волосяном покрове, а также интенсивности разупорядочения структуры коллагена овчинно-шубного и пушно-мехового сырья получено 8 патентов РФ и 2 справки о патентном депонировании выделенных культур микроорганизмов.

Экобиотехнологический метод выделки овчины меховой внедрен в ООО «Фирма «Виктория Универсал» (г. Чита) и УНПК «ЭКОМ» (г. Улан-Удэ). В результате внедрения экобиотехнологического метода в производство годовой экономический эффект для овчинно-меховой фабрики мощностью 10 млн дм2 в год составит 4620,9 тыс. руб.





Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Научно-технологические основы применения экобиотехнологического метода выполнения подготовительных процессов обработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, позволяющего снизить уровень техногенного воздействия на окружающую среду, расход химматериалов, электроэнергии, водопотребления и водоотведения.
  2. Механизм деструкции прокариотическими организмами многокомпонентной системы СПАВ-жировые вещества, при их критических концентрациях, и коллаген-липиды-микроорганизмы.
  3. Результаты экспериментальных исследований, определяющих основные закономерности изменения структурных, физических и механических свойств кожевой ткани в процессах экобиотехнологической обработки.
  4. Результаты теоретического и экспериментального исследований воздействия микроорганизмов на кожевую ткань овчинно-шубного и пушно-мехового сырья при выполнении на основе экобиотехнологического метода процессов отмока-обезжиривание-пикелевание.
  5. Технология комплексной переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья экобиотехнологическим методом.

Апробация результатов работы и публикации. Основные результаты работы докладывались: на научных сессиях ВСГТУ (Улан-Удэ, Россия, 2001-2010 гг.); I-VI международных научно-практических конференциях «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование» (Улан-Удэ, Россия, 2005-2010 гг.); международной конференции «Наши дни и техника, технология производства (на примере кожевенно-мехового производства)» (Улан-Батор, Монголия, 2006 г.); II-III Московских международных конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2003, 2005 гг.); III и IV международных научно-практических конференциях «Приоритеты и особенности развития Байкальского региона» (Улан-Удэ, Россия, 2008, 2010 гг.); международном Байкальском философском форуме «Этика будущего: аксиология устойчивого развития» (Улан-Удэ, Россия, 2008 г.); The 3rd International conference of chemical investigation and utilization of natural resources (Улан-Батор, Монголия, 2008 г.); V Всероссийской конференции «Актуальные вопросы защиты окружающей среды и безопасность регионов России» (Улан-Удэ, Россия, 2008 г.); XVI Мировом конгрессе международного союза антропологических и этнологических наук (Куньмин, Китай, 2009 г.); III Международной научно-практической конференции «Современные экологически безопасные технологии производства кожи и меха» (Киев, Украина, 2010 г.); Международной конференции ЮНЕСКО «Глобальные и региональные проблемы устойчивого развития мира» (Улан-Удэ, Россия, 2010 г.).

Основные результаты изложены в 55 печатных работах, в том числе в 18 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, и монографии.

Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит в выборе и обосновании методики эксперимента, непосредственном участии в проведении экспериментов, анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, в разработке математической модели экобиотехнологического обезжиривания - пикелевания, формировании научных выводов. Вклад автора является решающим во всех разделах работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, общих выводов, библиографического списка из 326 наименований и приложений. Диссертация изложена на 369 страницах машинописного текста, содержит 122 таблицы и 42 рисунка.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована основная цель диссертационной работы, поставлены задачи исследования, показана научная новизна, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, представлена структура диссертации.

В первой главе представлены обзор и анализ научных исследований основных направлений в совершенствовании технологий проведения подготовительных процессов переработки кожевенно-мехового сырья, позволяющих значительно сократить уровень техногенного воздействия на окружающую среду, производственный цикл, расход химматериалов, объем водопотребления и водоотведения, увеличить выход готовой продукции. Показаны наиболее перспективные технологии проведения подготовительных процессов (отмочно-обезжиривающие и пикелевание) с применением биоразлагаемых СПАВ, нанокомпозиций ПАВ, композиций ферментных препаратов со СПАВ, липолитических и протеолитических ферментных препаратов с последовательным их внесением в рабочую ванну, технологий УЗ-активации, высокочастотных плазменных технологий, а также создание в рабочей зоне повышенного давления, проведение бессолевого пикелевания.

Вместе с тем имеется ряд проблем, которые предстоит решить: большое потребление энергии, низкая степень отработки СПАВ, теклость волоса при использовании ферментов и снижение их активности ввиду присутствия химических материалов в среде.

Интерес представляют экобиотехнологические методы проведения подготовительных процессов переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, основанные на использовании прокариотических организмов, обладающих комплексом свойств и устойчивых к агрессивному действию со стороны окружающей среды. Данные методы обработки коллагенсодержащего сырья рациональны и приемлемы в настоящее время, так как позволяют уменьшить расход энергии, химматериалов, объемы водопотребления и водоотведения, снизить уровень негативного воздействия на окружающую среду и обеспечить требуемое качество готовой продукции.

Во второй главе представлена характеристика сточных вод, образующихся при переработке овчинно-шубного, пушно-мехового и кожевенного сырья.

Объектами исследования являлись сточные воды, отобранные после технологических процессов переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья на меховых предприятиях г. Улан-Удэ: в учебно-научно-производственном комплексе (УНПК) «ЭКОМ», ОАО «Улан-Удэнский Промысловик» и ПОО «ИНТЕХ».

Качественную оценку сточных вод проводили по физическим и химическим показателям: цветность и окраска отработанных растворов, активная реакция среды, концентрация взвешенных веществ, хлоридов, сульфатов, химическое потребление кислорода (ХПК), биологическое потребление кислорода (БПК5) и др.

По большинству показателей сброс сточных вод рассмотренными предприятиями в городскую канализационную сеть г. Улан-Удэ осуществляется с нарушением установленных нормативов. Способность сточных вод к биодеградации оценивали по отношению БПК5/ХПК (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика сточных вод от отдельных технологических процессов переработки овчины шубной по их способности к биодеградации

Технологический процесс

Отношение БПК5 / ХПК

УНПК «ЭКОМ»

ОАО «Улан-Удэнский Промысловик»

ПОО «ИНТЕХ»

Отмока 1

0,37

0,34

0,32

Отмока 2

0,52

0,36

0,42

Обезжиривание

0,42

0,57

0,38

Пикелевание

0,17

0,3

0,24

Дубление

0,18

0,25

0,19

Оценку УТЗ сточных вод после технологических процессов переработки овчинно-шубного сырья проводили с использованием тест-объектов Daphnia magna Straus и высшего водного растения Elodea canadensis. Наиболее токсичные стоки образуются при выполнении подготовительных процессов, таких как отмока и обезжиривание. Использование СПАВ, кремнефтористого натрия, формалина вызывает гибель тест-объектов Daphnia magna Straus через 2-3 ч экспонирования. В то же время наиболее трудно поддаются биодеградации сточные воды после процесса пикелевания. Это связано с экстремальными значениями активной реакции среды (менее 4,5) и солесодержанием.

В связи с этим, в рамках создания экобиотехнологического метода проведения подготовительных процессов переработки кожевенного и мехового сырья, в диссертации рассматриваются вопросы выделения и адаптации прокариотических организмов, обладающих липолитическими, протеолитическими и кислототолерантными свойствами, способных воздействовать на жировые вещества и структуру коллагена, обеспечивающих получение продукции, соответствующей требованиям ГОСТ.

Третья глава посвящена получению чистых культур бактерий, выделенных из сточных вод после процесса эмульсионного обезжиривания меховой овчины, и их систематизации.

Для изучения деструктивной активности к СПАВ были выделены микроорганизмы, способные расти и развиваться в присутствии данных ингредиентов. Изучаемые культуры были обозначены как А, B, C, D, E, F.

У выделенных культур была проведена оценка патогенности. Указанные культуры проверили на отношение к патогенным стафилококкам, стрептококкам, эшерихиям, патогенным анаэробам, высевая их на специфические среды (желточно-солевой, кровяной агар). Показано, что все выделенные культуры не относятся ни к одной из проверенных групп микроорганизмов.

На основании исследования морфологических, тинкториальных, культуральных и сахаролитических свойств микроорганизмов определена их родовая принадлежность: культуры B и F идентифицированы как Pseudomonas sp., культуры D и Е - Bacillus sp., культура А – Bacillus licheniformis, а культура C - Alcaligenes faecalis.

Для изучения способности выделенных штаммов вовлекать в конструктивный и энергетический обмены СПАВ различной химической природы готовили синтетические среды в соответствии с методами микробиологии, используя в качестве источника углерода СПАВ различной химической природы с постепенным повышением их концентрации с 0,1 до 1,0 г/дм3.

Объектами изучения были выбраны СПАВ разного класса: анионактивные (паста «Новость», «Сульфонол НП-3», «Цунами I»), катионактивные («Tergolix CA», «Синтегал V-7»), неионогенные («Превоцелл W-OF-7», «Сандоцин NIL», «Гамма») и амфолитные («Альбегаль В»).

Культуры Pseudomonas sp. (B, F) и Bacillus sp. (D) хорошо вовлекали СПАВ в конструктивный и энергетический обмены, в результате чего остаточные концентрации СПАВ «Гамма» после 120 ч культивирования составили 0,25, 0,17 и 0,30 г/дм3, а «Сульфонол НП-3» – 0,18, 0,12 и 0,21 г/дм3 соответственно, при начальной концентрации СПАВ 1,0 г/дм3. Добавление в синтетическую среду в качестве источника углерода сурфактантов «Альбегаль В» и «Tergolix CA» привело к ингибированию роста и развитию рассматриваемых культур.

Установлено, что культуры Alcaligenes faecalis и Bacillus licheniformis обладали высокой деструктивной активностью в отношении исследуемых СПАВ. Для культуры Bacillus licheniformis наблюдали отсутствие роста на синтетической среде, содержащей СПАВ «Tergolix CA», тогда как величина КОЕ (колонии, образующие единицы) для штамма Alcaligenes faecalis на аналогичной среде составила 8,0103 кл/см3.

Оценку биологической разлагаемости СПАВ проводили по значению УТЗ. К классу гипертоксичности (Г-Т), т.е. низкой биоразлагаемости, отнесли «Альбегаль В» и «Tergolix CA». На основании проведенных исследований установлено, что деструкция СПАВ повышалась в ряду: амфолитные катионактивные анионактивные неионогенные.

Изучение механизма деструкции СПАВ проводили с использованием сурфактантов, максимально вовлекаемых культурой Alcaligenes faecalis в метаболические процессы: анионактивный «Сульфонол НП-3» и неионогенный «Превоцелл W-ОF-7», и исследовали методом ИК-спектроскопии с помощью ИК-Фурье спектрометра Nicolet 380 (рис. 1 и 2).

1 – исходный СПАВ, 2 – СПАВ через 0 ч деструкции, 3 – через 24 ч деструкции, 4 – через 48 ч деструкции, 5 –через 72 ч деструкции, 6 – через 96 ч деструкции

Рис. 1. Сравнительная спектрограмма разрушения «Превоцелл W-OF-7»

На ИК-спектре исходного «Превоцелл W-OF-7» (рис. 1) в области частот 3000-2850 см-1 прослеживается характерный пик алкилфенольного гидроксила. Полосы пропускания 1470-1385 см-1, вероятно, указывают на наличие оксиэтильной части молекулы, что соответствует, по литературным данным, 1460-1000 см-1.

1 – исходный СПАВ, 2 – СПАВ через 0 ч деструкции, 3 – через 24 ч деструкции, 4 – через 48 ч деструкции, 5 –через 72 ч деструкции, 6 – через 96 ч деструкции

Рис. 2. Сравнительная спектрограмма разрушения «Сульфонол НП-3»

На ИК-спектрах СПАВ «Сульфонол НП-3» (рис.2) интенсивное пропускание в интервале 3000-2800 см-1, а также полосы соответствующих деформационных колебаний при 1800-1400 см-1 свидетельствуют о наличии алкильного радикала. Снижение интенсивности полос поглощения на отмеченных ИК-спектрах свидетельствует о вовлечении СПАВ в метаболизм клеток и уменьшении исходного вещества в среде. Степень деструкции «Сульфонол НП-3» в течение 96 ч культивирования составила 32%, а «Превоцелл W-OF-7» - 83%, при начальной концентрации СПАВ 0,5 г/дм3.

Изменение условий культивирования (аэробные или анаэробные условия) существенного влияния на деструктивную активность выделенных штаммов не оказывает. Это позволяет отнести их к факультативным анаэробам.

Таким образом, для разработки экобиотехнологического способа проведения подготовительных процессов (отмока-обезжиривание) были выбраны штаммы Pseudomonas sp., Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis. Исследуемые биологические объекты были подвергнуты дополнительной идентификации и направлены в ФГУПГосНИИГенетика для генетического анализа. Для выделенных организмов были разработаны паспорта и проведено их депонирование.

В четвертой главе представлены результаты изучения липолитических свойств выделенных микроорганизмов и механизма утилизации ими жировых веществ различной химической природы.

Высокая липолитическая активность исследуемых прокариотических организмов была подтверждена при посеве на плотную питательную среду Пфенинга, содержащую в качестве субстрата «Твин-80», и в бульон Штерна. Интенсивное образование хлопьевидного осадка обнаружено в составах, содержащих Bacillus licheniformis, Pseudomonas sp. и Alcaligenes faecalis, что обусловлено гидролизом жировых веществ.

Для изучения способности микроорганизмов деструктировать жировые вещества использовали среду «Рана» следующего состава (г/дм3): K2HPO4 – 5,0; (NH4)3PO4 – 5,0; KCl – следы; CaCl2 – 1,0; MgSO47H2O – 1,0; FeCl37H2O – следы. Источник углерода - шерстный жир в количестве 1,0 г/дм3 (табл.2).

Таблица 2. Влияние продолжительности культивирования на липолитическую активность исследуемых микроорганизмов

Культура

Титруемая кислотность среды, г/дм3

Оптическая плотность среды, D540

Концентра-ция СПЖМ, г/дм3

Продолжительность культивирования, ч

24

48

72

120

24

48

72

120

Bacillus licheniformis

3,7

3,6

3,3

3,7

0,45

0,44

0,64

0,50

2,90

Alcaligenes faecalis

3,4

3,6

3,7

3,3

0,48

0,49

0,50

0,50

2,50

Pseudomonas sp.

3,2

3,5

3,6

3,6

0,46

0,49

0,47

0,44

1,90

Контрольная проба

0,6

0,6

0,6

0,6

0,40

0,40

0,40

0,40

0,00

Для всех исследуемых штаммов в процессе культивирования наблюдается повышение величины титруемой кислотности от 0,6 до 3,7 г/дм3, что объясняется вовлечением жирового материала в конструктивный и энергетический обмены в результате его деструкции до глицерина и карбоновых кислот (табл. 2).

Известно, что жировые вещества, содержащиеся в структуре кожевой ткани, окружены белковой оболочкой, что и обусловливает использование ферментов с протеолитической активностью. Однако высокие значения протеолитической активности могут явиться причиной теклости волоса.

Разработанный состав синтетической среды позволяет получать СПЖМ с низкими показателями протеолитической активности (3,5 и 3,0 ед/г) для сред, содержащих Alcaligenes faecalis и Bacillus licheniformis соответственно. Липолитическая активность СПЖМ, продуцируемого культурами Alcaligenes faecalis и Bacillus licheniformis, к 48 ч культивирования достигает максимального значения и составляет 171,1 и 141,1 ед/г соответственно, что дает возможность рекомендовать данные культуры для получения бак-суспензий.

Для изучения деструкции жира микроорганизмами в присутствии СПАВ были приготовлены пять видов бактериальных суспензий на основе среды «Рана». Органическая компонента была дифференцирована в зависимости от концентрации шерстного жира и СПАВ, вводимых в исследуемые составы (г/дм3): состав 1 – 1/1 (шерстный жир/СПАВ); 2 – 1/0; 3 – 0,1/0; 4 – 0,1/1 и 5 – 0,5/0,5 соответственно.

Увеличение концентрации шерстного жира в исследуемых средах приводит к снижению скорости утилизации данного контаминанта. Например, количество карбоксильных групп, образованных через 18 ч культивирования при концентрации шерстного жира 1 г/дм3, составило: состав 1 – 0,9/1,0 ммоль/г; состав 2 – 0,8/0,7 ммоль/г (для культур Bacillus licheniformis/ Alcaligenes faecalis). Максимальное количество карбоксильных групп образуется в интервале 18-44 ч культивирования. В данном диапазоне культивирования, вероятно, происходит интенсивное разрушение жировых веществ с образованием глицерина и жирных кислот, что приводит к увеличению количества карбоксильных групп.

Установлено, что исследуемые культуры активно вовлекают в конструктивный и энергетический обмены как жировые вещества, так и СПАВ при критических концентрациях данных контаминантов в исследуемых средах, т.е. процесс деструкции органических веществ происходит при концентрации СПАВ 1,0 г/дм3. При данной концентрации сурфактанта в синтетической среде деструктивная активность исследуемых штаммов не снижается.

Методами потенциометрического титрования, дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) и газовой хроматографии определен механизм утилизации жировых веществ выделенными штаммами.

Микроорганизмы оказывают на жировые вещества дифференцирующее действие. В течение 48 ч культивирования в средах, содержащих жировые вещества, под действием различных ферментов, продуцируемых исследуемыми штаммами, происходит окисление жирных кислот до альдегидов, что подтверждает качественная реакция «серебряного зеркала». Далее происходит образование карбоновой кислоты, которая после реакции с ацетил-КоА включается в цикл трикарбоновых кислот.

Исследования показали, что культуры Alcaligenes faecalis и Bacillus licheniformis вследствие окисления продуктов деструкции жиров снижают количество жирных кислот на 71–85%, что, вероятно, сопровождается уменьшением длины углеродной цепочки и образованием более слабых кислот. На основании результатов газовой хроматографии и ДСК установлено, что оптимальный период культивирования микроорганизмов составляет 48 ч, в течение которого происходит включение продуктов метаболизма микроорганизмов в цикл Кребса.

Для изучения механизма деструкции жировых веществ, входящих в структуру дермы кожевенно-мехового сырья, в системе коллаген-липиды-микроорганизмы использовали метод инфракрасной спектрометрии (ИКС) (рис. 3).

1 – до обработки, 2 – после обезжиривания по типовой методике, 3 – после опытного обезжиривания

Рис. 3. Сравнительная спектрограмма жировых веществ, содержащихся

в дерме меховой овчины

Готовили бак-суспензию с культурой Bacillus licheniformis, количество вводимой биомассы 109 кл/см3, продолжительность культивирования бактериальной суспензии 24 ч.

Деструкция жиров, содержащихся в меховой овчине, до глицерина и карбоновых кислот происходит в первые 60 мин обезжиривания в бак-суспензии, что подтверждалось уменьшением интенсивности спектроскопических пиков. Оптическая плотность в области валентных колебаний 1725-1700 см-1 карбонильной, гидроксильной – 2500-3000 см-1, карбоксильной – 1420-1300 см-1 групп уменьшается вследствие деструкции жировых веществ. Можно предположить, что к 48 ч происходит полное разрушение жиров до карбоновых кислот и альдегидов, что позволяет включить эти соединения в цикл трикарбоновых кислот.

Оптимизацию процесса деструкции жирового материала проводили методом математического моделирования. На основании полученных уравнений показано для всех исследуемых культур прямое влияние на увеличение титруемой кислотности такого фактора, как количество вводимой биомассы, и обратное – на продолжительность экспонирования. Максимальный пик увеличения кислотности достигается к 24 ч культивирования и при количестве вводимой биомассы 109 кл/см3.

В пятой главе приведены результаты исследований применения экобиотехнологического метода в процессах отмоки-обезжиривания овчинно-шубного сырья.

Изучив возможность применения СПАВ (расход 1,0, 4,0 и 8,0 г/дм3) для обезжиривания волосяного покрова и кожевой ткани меховой овчины без включения в рабочий состав формальдегида и карбоната натрия, можно утверждать, что оптимальными детергентами для экобиотехнологического метода обезжиривания являются «Сульфонол НП-3» и «Превоцелл W-OF-7», обеспечивающие не только оптимальное удаление жировых веществ, но и сохранение высокой прочности связи волоса с дермой. При оценке УТЗ было установлено, что к первому классу - гипертоксичному - относится сточная вода после процесса обезжиривания с амфолитным СПАВ «Альбегаль В» концентрацией 8,0 г/дм3. В этом варианте 100% тест-организмов погибло через 24 ч экспонирования. Ко второму классу – остротоксичному - сточные воды после обезжиривания с использованием анионоактивного СПАВ «Сульфонол НП-3» и неионогенного «ОП-10» с концентрациями 8,0 и 4,0 г/дм3. Третий класс (токсичный) характерен для стоков, содержащих «Сульфонол НП-3» концентрацией 1,0 г/дм3, «Превоцелл W-OF-7», «Цунами-I» - 8,0; 4,0 и 1,0 г/дм3, а также «Альбегаль В» - 4,0 и 1,0 г/дм3. К четвертому классу – малотоксичному - отнесены все стоки с минимальной концентрацией СПАВ в рабочем растворе.

Процесс экобиотехнологического обезжиривания проводили с использованием «Сульфонол НП-3», «Превоцелл W-OF-7» и «Цунами I» и культуры Pseudomonas sp. Все опытные обезжиривающие составы обеспечивали оптимальное удаление органически вымываемых веществ из структуры кожевой ткани меховой овчины в диапазоне 10-20% при увеличении показателя силы отрыва волоса от кожевой ткани до 9,60-12,54 Н. Однако СПЖМ, продуцируемый культурой Pseudomonas sp., характеризовался преобладанием протеолитической активности над липолитической, что может явиться причиной теклости волоса.

Представляет интерес применение в качестве основного сегмента экобиотехнологической отмоки-обезжиривания Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis.

Полученные бак-суспензии характеризовались липолитической (50-60 ед/г) и протеолитической (8-10 ед/г) активностями, содержали СПЖМ в количестве 5,0-6,0 г/дм3, СПАВ 0,5-1,0 г/дм3, КОЕ 109-1010 кл/см3. После отмоки овчины, обработанные экобиотехнологическим методом, имели оптимальную степень обводнения.

Сравнительный анализ кривых потенциометрического титрования жиров, экстрагированных из кожевой ткани и волосяного покрова меховой овчины, показал, что более интенсивно происходила деструкция жировых веществ, содержащихся в волосяном покрове овчины, чем в кожевой ткани. Оптимальное удаление жировых веществ достигается при разбавлении бак-суспензии водопроводной водой в соотношении 1:1, что позволяет снизить расход СПАВ и УТЗ до олиготоксичного (табл. 3).

По результатам проведенных исследований был разработан экобиотехнологический метод отмоки и обезжиривания овчины меховой пресно-сухого способа консервирования на основе бак-суспензий, полученных с использованием штаммов Bacillus licheniformis, Alcaligenes faecalis или Pseudomonas sp., выделенных из сточных вод после эмульсионного обезжиривания.

Таблица 3. Основные параметры маточного раствора (бак-суспензии)

Параметр

Количественное выражение

Количество вводимой биомассы, кл/см3

105 - 107

Продолжительность культивирования, ч

24

Липолитическая активность, ед/г

25

Протеолитическая активность, ед/г

2,8

Титруемая кислотность, г/дм3

4,6

Концентрация СПЖМ, г/дм3

4,0

Расход культуральной жидкости, % от объема среды

50

В шестой главе представлены результаты исследований по разработке экобиотехнологического намазного бессолевого способа пикелевания с использованием кисломолочных композиций (КМК), полученных методом объемно-доливного культивирования в течение 16-18 сут при температуре (22±1)°С.

Композиции были обозначены следующим образом: КМК1 - получена путем культивирования кислотного симбиоза кефирных грибков в пастеризованном обезжиренном молоке; КМК2 - получена путем культивирования кислотного симбиоза кефирных грибков в пастеризованной творожной сыворотке; КМК3 - получена путем культивирования кислотного симбиоза курунговой закваски в пастеризованном обезжиренном молоке; КМК4 - получена путем культивирования кислотного симбиоза курунговой закваски в пастеризованной творожной сыворотке.

Физико-химические свойства заквасок характеризовали величинами рН и титруемой кислотностью в градусах Тернера (оТ) и г/дм3. Показано, что при наличии в составе микробиоценоза термофильных бактерий (ацидофильная палочка) можно достичь более высоких показателей титруемой кислотности, как в случае культивирования на обезжиренном молоке, так и на творожной сыворотке, так как скорость роста, а следовательно, и способность продуцировать молочную кислоту возрастают в ряду психрофилы-мезофилы-термофилы.

Согласно результатам исследования морфолого-культуральных и физиолого-биохимических свойств выделенных колоний микроорганизмов, установлены соотношения микроорганизмов в рекультивированных кисломолочных композициях и оптимальные условия их хранения.

Для оптимизации процесса экобиотехнологического пикелевания провели поиск наиболее адекватных математических моделей по критерию Фишера, дисперсии воспроизводимости и остаточной дисперсии, а также проверили значимость коэффициентов регрессии при наличии степеней свободы, что позволило получить следующее аналитическое уравнение в кодированном виде:

Y = 48,639 – 5,056 Х1 – 0,5 Х2 + 3,25 Х12 + 0,917 Х22.

Анализ математического уравнения показал, что на уменьшение температуры сваривания значительное влияние оказывает расход КМК, меньше - кратность их нанесений, о чем свидетельствуют значения коэффициентов уравнения.

Разработаны технологические параметры процесса экобиотехнологического пикелевания. Овчины перед пикелеванием и после подвергали платировке на мездрильной машине с тупыми ножами. Экобиотехнологическое пикелевание проводили намазным способом, нанося композиции без хлорида натрия щеткой 3 раза через каждые 30 мин. После нанесения пикельной смеси шкуры складывали кожевой тканью друг к другу, закрывали полиэтиленовой пленкой и оставляли на пролежку в течение 24 ч.

Для оценки показателя разупорядочения структуры коллагена были сделаны фотоснимки на растровом электронном микроскопе Jeol 6510 LV (1000 раз) (рис. 4, 5).

Пикелевание КМК существенно улучшает такие органолептические показатели готового полуфабриката, как пластичность, чистота покрова, мягкость. Опытные овчины характеризовались повышенной температурой сваривания и высокой проницаемостью для дубящих веществ.

1

2

3

Рис. 4. Образец: до пикелевания (1), через 6 ч (2) и 24 ч (3) пикелевания

по типовой методике

1

2

3

Рис. 5. Образец: до пикелевания (1), через 24 ч пикелевания КМК2 (2)

и КМК4 (3)

При обработке овчин КМК цикл производства сокращается как за счет ускорения собственно дубления, так и за счет исключения нейтрализации. Значения рН водной вытяжки в этих случаях соответствуют нормам ГОСТ 4661-76.

Проведены исследования овчины меховой выделанной на следующие гигиенические свойства: паропроницаемость, пароёмкость, гигроскопичность и влагоотдачу. Показано, что лучшим комплексом гигиенических свойств обладала меховая овчина, выработанная с применением КМК1 и КМК2.

В седьмой главе представлена технологическая карта комплексного экобиотехнологического метода переработки овчины меховой и лисицы красной на основе использования бак-суспензии, СПЖМ, КМК и намазного метода хромового дубления-жирования.

Физико-механические и химические свойства овчины меховой и лисицы красной, выделанных экобиотехнологическим методом, соответствуют требованиям ГОСТ. При внедрении экобиотехнологического метода проведения подготовительных и пикельно-дубильных процессов достигается следующее: уменьшение расхода химматериалов в 3-5 раз; возможность регулирования степени продубленности овчинно-шубного полуфабриката; увеличение выхода полуфабриката по площади на 5-10 %; исключение загрязнения сточных вод солями хрома и жирами; сокращение расхода СПАВ с 8,0-6,0 до 0,5- 1,0 г/дм3; исключение из рабочих ванн формальдегида, карбоната натрия; снижение УТЗ сточных вод; улучшение качества кожевой ткани и волосяного покрова готовой продукции; возможность выполнения некоторых этапов переработки овчинно-шубного сырья на малых предприятиях без использования специального оборудования.

В восьмой главе представлена сравнительная схема (рис.6) выделки овчины меховой с использованием экобиотехнологического метода и типовой технологии обработки меховых овчин (1988), а также дана экономическая оценка эффективности экобиотехнологического метода переработки овчинно-шубного сырья.

В приложении содержатся акты внедрения и производственных испытаний предлагаемой технологии в ООО «Фирма «Виктория Универсал» (г. Чита) и УНПК «ЭКОМ» (г. Улан-Удэ). На основании проведенных расчетов показано, что внедрение экобиотехнологического метода переработки овчинно-шубного сырья позволяет получить годовой экономический эффект для овчинно-меховой фабрики мощностью 10 млн дм2 в год в сумме 4620,9 тыс. руб.

Выводы

  1. Экобиотехнологический метод перспективен при переработке коллагенсодержащего сырья в жестких условиях лимитирования уровня техногенного воздействия на окружающую среду, в которых запрещается сбрасывать сточные воды, содержащие контаминанты, оказывающие негативное воздействие как на водные экосистемы, так и на гидробионты. Разработаны научные принципы альтернативных технологий, представляющих собой симбиоз традиционных и современных направлений переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, основанных на принципах рециклизации вторичных продуктов молочной промышленности и биотехнологических способов.
  2. Установлено, что наиболее токсичные стоки образуются при выполнении подготовительных процессов отмоки и обезжиривания. Наиболее трудно поддаются биодеградации сточные воды после процессов пикелевания и дубления, что связано с экстремальными значениями активной реакции среды и солесодержанием (минерализованностью).
  3. Выделены микроорганизмы из сточных вод после эмульсионного обезжиривания. Проведена их адаптация к селективным средам, содержащим критические концентрации СПАВ и жировых веществ. На основании оценки морфолого-физиологических и культуральных свойств и идентификации путем амплификации и секвинирования гена 16S pPHK с использованием универсальных праймеров определена их родовая и видовая принадлежность - Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis.  Для

Рис. 6. Сравнительная схема выделки овчины меховой

с использованием экобиотехнологического метода (а) и типовой технологии (б) обработки меховых овчин (1988 г)

выделенных организмов разработаны паспорта и выполнено их депонирование.

  1. Предложен механизм утилизации СПАВ выделенными микроорганизмами. Подобраны оптимальные условия вовлечения их в метаболические процессы выделенными штаммами, что позволяет проводить биологическую очистку СПАВ-содержащих стоков при критических концентрациях исследованных детергентов (до 1,0 г/дм3). Показана высокая резистентность Alcaligenes faecalis, Bacillus licheniformis и Pseudomonas sp. к сурфактантам различной химической природы.
  2. Проведена селективная адаптация микроорганизмов к средам, содержащим жировые вещества различной химической природы. Установлено, что изучаемые культуры микроорганизмов обладают высокой липолитической активностью, что подтверждается положительной реакцией на «Твин-80» и бульоне Штерна. Показано, что исследуемые культуры активно вовлекают в конструктивный и энергетический обмены как жировые вещества, так и СПАВ, при критических концентрациях данных контаминантов в исследуемых средах. При высоких концентрациях СПАВ (1,0 г/дм3) деструктивная активность исследуемых культур не снижается.
  3. Разработана математическая модель, отражающая характер деструкции жирового материала и разупорядочения структуры коллагена. При сопоставлении уравнений, полученных при разных выходных параметрах, найдены оптимальные условия вовлечения жировых веществ в конструктивный и энергетический обмены и воздействия на дерму.
  4. Впервые предложен метод экобиотехнологической отмоки и обезжиривания овчины меховой на основе бак-суспензий, полученных с использованием штаммов Pseudomonas sp., Bacillus licheniformis или Alcaligenes faecalis, выделенных из сточных вод после эмульсионного обезжиривания. Данный метод позволяет при сохранении качественных характеристик готовой продукции сократить расход химических материалов в 10 раз, снизить уровень техногенного воздействия на окружающую среду за счет сокращения расхода СПАВ и без введения в отмочно-обезжиривающие составы формальдегида и карбоната натрия.
  5. Разработаны условия получения кисломолочных композиций, представляющих собой симбиоз кислототолерантных организмов. Установлены оптимальные соотношения микроорганизмов в кисломолочных композициях. Разработаны режимы хранения и реактивации кисломолочных заквасок для дальнейшего их использования в процессе экобиотехнологического пикелевания.
  6. Предложен экобиотехнологический метод пикелевания, основанный на применении кисломолочных композиций. Он позволяет использовать отходы молочной промышленности, исключить из пикельного состава хлорид натрия, кислоты различной химической природы, проводить процесс намазным методом. При обработке овчин КМК цикл производства сокращается как за счет ускорения собственно дубления, так и за счет исключения нейтрализации на 5 ч, увеличивается выход овчин по площади до 6%, снижается расход химических материалов в 10 раз, исключается образование сточных вод.
  7. Разработан экобиотехнологический метод переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, включающий экобиотехнологическую отмоку-обезжиривание, намазное бессолевое пикелевание, намазное дубление-жирование. Его внедрение позволит сократить расход химических материалов в 3-5 раз, а СПАВ с 8,0-6,0 до 0,5- 1,0 г/дм3; исключить использование в рабочих ваннах формальдегида и карбоната натрия; улучшить качество кожевой ткани и волосяного покрова готовой продукции. Проведение процессов дубления-жирования намазным методом дает возможность регулировать степень продубленности овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабриката; увеличить выход полуфабриката по площади на 5-10 %; исключить загрязнение сточных вод солями хрома, жирами и тем самым снизить уровень их токсического загрязнения.
  8. Внедрение экобиотехнологического метода переработки овчинно-шубного сырья позволяет значительно сократить затраты на приобретение химических материалов, потребление электроэнергии и воды и в конечном итоге получить годовой экономический эффект для овчинно-меховой фабрики мощностью 10 млн дм2 в год в сумме 4620,9 тыс. руб., или на 1000 шт. – 25414,95 руб.

Работы по теме диссертации

Монографии и статьи, опубликованные в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК

  1. Шалбуев Дм.В. СПАВ как основной элемент техногенного воздействия кожевенно-меховых предприятий: моногр. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. 180 с.
  2. О биотехнологическом методе обезжиривания мехового сырья / Дм.В. Шалбуев, В.С. Думнов, Е.Г. Инешина, В.Ж. Цыренов // Кожевенно-обувная промышленность. 2003. №5. С. 31-32.
  3. Шалбуев Дм.В., Думнов В.С. Влияние состава бактериальной суспензии на эффективность обезжиривания шубно-мехового сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. №5. С. 37-39.
  4. Шалбуев Дм.В. Сравнительная характеристика сточных вод, образующихся при переработке кожевенно-мехового сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. №6. С. 38-41.
  5. Шалбуев Дм.В. О возрождении традиционных способов выделки овчинно-мехового сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2006. №3. С. 44-46.
  6. Шалбуев Дм.В. О возрождении традиционных способов выделки овчинно-мехового сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2006. №4. С. 34-35.
  7. Шалбуев Дм.В., Славгородская М.В. Жировые вещества как фактор антропогенного воздействия кожевенно-меховых предприятий на окружающую среду // Кожевенно-обувная промышленность. 2007. №5. С. 26- 28.
  8. Шалбуев Дм.В. СПАВ как сегмент техногенного воздействия кожевенно-меховых предприятий // Кожевенно-обувная промышленность. 2008. №1. С.49-50.
  9. Бекетова Т.С., Шалбуев Дм.В. Сравнительная характеристика коллоидно-химических свойств синтетических ПАВ, применяемых в кожевенно-меховом производстве // Кожевенно-обувная промышленность. 2008. №3. С. 45-46.
  10. Шалбуев Дм.В. Механизм утилизации СПАВ прокариотическими организмами // Экология и промышленность России (ЭиПР). 2008. Июль. С. 17-19.
  11. Шалбуев Дм.В. Экобиотехнологический способ пикелевания овчинно-шубного сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №1. С. 36-39.
  12. Шалбуев Дм.В. Разработка биотехнологического способа проведения отмоки и обезжиривания меховой овчины // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №2. С. 34-37.
  13. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В. Использование жидких отходов молочной промышленности для обработки овчинно-мехового сырья // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №2. С. 41-42.
  14. Бекетова Т.С., Шалбуев Дм.В. Свойства биологического ПАВ, полученного из коллагенсодержащих отходов // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №3. С. 44-45.
  15. Влияние продуктов растворения коллагена на коллоидно-химические и термодинамические свойства системы биополимер-органический растворитель / Дм.В. Шалбуев, И.И. Титова, С.Б. Цыренова, А.В. Хаптанова, Е.В. Воронина // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №5. С. 31-32.
  16. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В. Изучение влияния способа обработки на свойства кожевой ткани шкурок кролика // Кожевенно-обувная промышленность. 2010. №1. С. 29-31.
  17. Шалбуев Дм.В., Славгородская М.В., Сячинова Н.В. Влияние содержания органических веществ на степень их утилизации микроорганизмами // Экология и промышленность России (ЭиПР). 2010. Март. С. 44-47.
  18. Шалбуев Дм.В., Жарникова Е.В. Разработка биотехнологического метода пикелевания на основе кисломолочных композиций и продуктов растворения коллагена // Кожевенно-обувная промышленность. 2010. №3. С. 42-44.
  19. Влияние природы кислоты на коллоидно-химические свойства систем биополимер-кислота-вода / Дм.В. Шалбуев, С.Б. Цыренова, И.И. Титова, Е.Г. Медведева // Кожевенно-обувная промышленность. 2010. №4. С. 17-18.

Статьи, материалы конференций

  1. Шалбуев Дм.В. Опасная вода. Меховое производство - как сегмент техногенного воздействия // Меха мира. 2005. №4. С. 80-84.
  2. Шалбуев Дм.В. Современные методы очистки сточных вод, образующихся на кожевенно-меховых предприятиях // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Современные аспекты переработки кожевенно-мехового сырья». Улан-Удэ: ВСГТУ 2005, С. 135-149
  3. Думнов В.С., Шалбуев Дм.В., Перелыгина Л.С. Разработка новых технологий в меховом производстве // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Современные аспекты переработки кожевенно-мехового сырья». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2005. С. 64-73.
  4. Shalbouyev Dm.V., Dumnov V.S. Eco-biotechnological methods of processing fur raw materials // Industrial Application of Biotechnology, 2006. P. 97-104.
  5. Шалбуев Дм.В. Меховое производство: решаем экологические проблемы // Меха мира. 2006. №1. С. 64-68.
  6. Шалбуев Дм.В., Фалилеева О.Ю. Использование вторичных продуктов молочной промышленности в процессе переработки овчинно-шубного сырья // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2007. №5. С.89-91.
  7. Шалбуев Дм.В. Исследование механизма вовлечения жировых веществ прокариотическими организмами // Мат-лы междунар. конф. «Наши дни и техника, технология производства (на примере кожевенно-мехового производства)». Улан-Батор, 2006. С. 5-8.
  8. Шалбуев Дм.В. Оптимизация процесса биотехнологического обезжиривания меховой овчины // Мат-лы II междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. С. 30-41.
  9. Шалбуев Дм.В., Славгородская М.В. Изучение механизма деструкции жировых веществ различной химической природы аборигенной микрофлорой // Мат-лы II междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. С. 62-74.
  10. Шалбуев Дм.В. Исследование процесса иммобилизации кислототолерантных бактерий на природных носителях // Мат-лы II междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. С. 80-97.
  11. Бекетова Т.С., Иванова И.А., Шалбуев Дм.В. Коллоидно-химические свойства СПАВ, применяемых в меховой промышленности // Мат-лы II междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. С. 104-108.
  12. Бекетова Т.С., Шалбуев Дм.В., Шульгин О.В. К вопросу об утилизации коллагенсодержащих отходов меховой промышленности // Мат-лы III междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2007. С. 62 – 67.
  13. Шалбуев Дм.В., Раднаева В.Д. О возрождении традиционных способов переработки кожевенно-мехового сырья в рамках создания туристско-рекреационной зоны на территории Республики Бурятия // Мат-лы III междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2007. С. 119 – 123.
  14. Шалбуев Дм.В., Славгородская М.В. Исследование деструкции жировых веществ термическими методами // Мат-лы III междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2007. С. 157 – 164.
  15. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Сячинова Н.В. Изучение взаимодействия в системе белок-кислота // Мат-лы III междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2007. С. 165 – 170.
  16. Шалбуев Дм.В. Разработка экобиотехнологического метода обработки кожевенно-мехового сырья с учетом требований Байкальского региона // Мат-лы III междунар. науч.-практ. конф. «Приоритеты и особенности развития Байкальского региона». Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2008. С. 200 -202.
  17. Шалбуев Дм.В., Раднаева В.Д. Аксиологические теории и реальность в возрождении традиционных способов переработки кожевенно-мехового сырья // Междунар. Байкальский философский форум «Этика будущего: аксиология устойчивого развития». Улан-Удэ, 2008. С. 279-285.
  18. Бекетова Т.С., Шалбуев Дм.В., Балдунникова Т.В. Изучение возможности замены синтетических ПАВ белковыми гидролизатами в отмоке меховой овчины // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. С. 61 – 66.
  19. Коркин Н.К., Шалбуев Дм.В. Эффективные микроорганизмы в переработке овчинно-шубного сырья // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. С. 71 – 79.
  20. Шалбуев Дм.В. Изучение влияния показателей кисломолочной композиции на свойства мехового полуфабриката после намазного пикелевания // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. С. 80- 91.
  21. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В. Исследование возможности использования отходов молочной промышленности в меховом производстве // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. С. 152- 157.
  22. Шалбуев Дм.В., Славгородская М.В., Сячинова Н.В. Утилизация жировых веществ, поступающих в окружающую среду в результате переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья микроорганизмами // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. С. 158- 167.
  23. Бекетова Т.С., Шалбуев Дм.В. Технологические и коллоидно-химические свойства синтетических ПАВ, применяемых в кожевенно-меховом производстве // Вестник ВСГТУ. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. №2. С. 41-47.
  24. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В. Коллагенсодержащее сырье и способы его переработки // Мат-лы V междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2009. С. 103-108.
  25. Шалбуев Д.В., Титова И.И., Цыренова С.Б. Исследование влияния химической природы кислот на степень разупорядочения макромолекул коллагена // Мат-лы V междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2009. С. 154-163.
  26. Бекетова Т.С., Шалбуев Д.В. Токсикологическая оценка синтетических ПАВ, применяемых в кожевенном и меховом производстве// Мат-лы V междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2009. С. 220-226.
  27. Шалбуев Д.В. Влияние СПАВ различной химической природы на качество сточных вод, образующихся после эмульсионного обезжиривания // Мат-лы V междунар. науч.-практ. конф. «Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование». Улан-Удэ: ВСГТУ, 2009. С. 235-246.
  28. Медведева Е.Г., Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В. Изучение условий хранения сыворотки, предназначенной для обработки меха// Вестник ВСГТУ, 2009. №2. С. 53-57.
  29. Radnaeva V.D., Shalbuev Dm.V. Traditional ways of leather and fur processing of ethnic groups of Russia for modern science and technology// Мат-лы 16-го Мирового конгресса междунар. союза антропологических и этнологических наук. Куньмин (Китай), 2009. С. 82-84.
  30. Шалбуев Дм.В. Экобиотехнологический метод переработки коллагенсодержащего сырья // Сб. науч. тр. III междунар. науч.-практ. конф. «Современные экологически безопасные технологии производства кожи и меха». Киев: КНУТД, 2010. С.23-27.
  31. Шалбуев Дм.В., Советкин Н.В., Раднаева В.Д. Экологически чистые и ресурсосберегающие способы обработки кожевенного и мехового сырья // Сб. науч. тр. III междунар. науч.-практ. конф. «Современные экологически безопасные технологии производства кожи и меха». Киев: КНУТД, 2010. С.104-106.

Апробация работ (тезисы конференций)

  1. Влияние СПАВ различной химической природы на деструктивную активность видов Pseudomonas / Дм.В Шалбуев., Е.Г. Инешина, В.Ж. Цыренов, В.С. Думнов // Мат-лы 2-го Московского междунар. конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. Ч. 1. С. 77.
  2. Шалбуев Дм.В., Думнов В.С. Экобиотехнологический метод обработки мехового сырья // Мат-лы 3-го Московского междунар. конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2005. Ч. 1. С. 374.
  3. Shalbuev Dm.V. Destruction of the synthetic surface active matter by Pseudomonas sp. // Abstract of the 3rd International conference of Chemical Investigation and utilization of natural resources. Ulaanbaatar (Mongolia), 2008. P.175-176.
  4. Shalbuev Dm.V. Eco-biotechnological method of leather and fur raw materials degreasing // I International Leather Symposium "Leather industry - environment and progressive technologies". Turkey. Ege University. 2009.
  5. Шалбуев Дм.В. Экобиотехнологический метод переработки коллагенсодержащего сырья применительно к Байкальскому региону // Мат-лы IV междунар. науч.-практ. конф. «Приоритеты Байкальского региона в азиатской геополитике России». Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2010. С. 104-106.

Патенты

  1. Пат. №2216596 Рос. Федерация. Способ обезжиривания овчинно-мехового сырья / Д.В. Шалбуев, В.С. Думнов, Е.Г. Инешина, В.Ж. Цыренов; опубл. 20.11.2003. Бюл. №32.
  2. Пат. №2228360 Рос. Федерация. Состав для обезжиривания меховых овчин / Д.В. Шалбуев, В.С. Думнов, Е.Г. Инешина, В.Ж. Цыренов; опубл. 10.05.2004. Бюл. №13.
  3. Пат. №2287590 Рос. Федерация. Способ обезжиривания овчинно-мехового сырья / Д.В. Шалбуев, В.С. Думнов; опубл. 20.11.2006. Бюл. № 32.
  4. Пат. №2306345 Рос. Федерация. Способ пикелевания овчинно-мехового сырья / Д.В. Шалбуев, В.С. Думнов, О.Ю. Фалилеева; опубл. 20.09.2007. Бюл. № 26.
  5. Пат. №2314700 Рос. Федерация. Способ получения закваски для пикелевания овчинно-шубного и мехового сырья / Д.В. Шалбуев, В.С. Думнов, О.Ю. Фалилеева; опубл. 20.01.2008. Бюл. №2.
  6. Пат. №2346054 Рос. Федерация. Состав для обезжиривания меховых овчин / Дм.В Шалбуев; опубл. 10.02.2009. Бюл. №4.
  7. Пат. № 2375385 Рос. Федерация. Способ получения белкового гидролизата / Т.С. Бекетова, Д.В. Шалбуев; опубл. 10.12.2009. Бюл. №34.
  8. Пат. № 2399678 Рос. Федерация. Заявка №2009113409/12. Способ пикелевания мехового сырья / Е.Г. Медведева, Дм. В. Шалбуев, Н.В. Советкин; опубл. 20.09.2010. Бюл. №26.

Подписано в печать 29.11.2010. Формат 60х84 1/16. Усл. п. л. - 2,09.

Печать операт., бумага писч. Тираж 100 экз. Заказ № 347.

Издательство ВСГТУ, 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.