Leerlooierijen worden vaak geassocieerd met de karakteristieke en onaangename “sulfidegeur”, die in feite wordt veroorzaakt door lage concentraties zwavelwaterstofgas, ook bekend als waterstofsulfide. Niveaus van slechts 0,2 ppm H2S zijn al onaangenaam voor de mens en een concentratie van 20 ppm is ondraaglijk. Als gevolg hiervan kunnen leerlooierijen gedwongen worden hun activiteiten in de balkenhuizen te sluiten of zich buiten bevolkte gebieden te vestigen.
Omdat het balkenhuis en het zonnen vaak in dezelfde faciliteit worden gedaan, is geur eigenlijk het minste probleem. Door menselijke fouten bestaat altijd het gevaar dat zure drijvers zich vermengen met de sulfidehoudende drijvers van het balkenhuis, waardoor grotere hoeveelheden H2S vrijkomen. Bij een niveau van 500 ppm worden alle reukreceptoren geblokkeerd, waardoor het gas onmerkbaar wordt en een blootstelling gedurende 30 minuten resulteert in een levensbedreigende intoxicatie. Bij een concentratie van 5.000 ppm (0,5%) is de toxiciteit zo uitgesproken dat één enkele ademhaling voldoende is om binnen enkele seconden een onmiddellijke dood te veroorzaken.
Ondanks al deze problemen en risico's is sulfide al meer dan een eeuw de favoriete chemische stof voor ontharing. Dit kan worden toegeschreven aan het niet beschikbaar zijn van werkbare alternatieven: het gebruik van organische sulfiden is praktisch uitvoerbaar gebleken, maar niet echt geaccepteerd vanwege de extra kosten die daarmee gepaard gaan. Ontharing uitsluitend door proteolytische en keratolytische enzymen is keer op keer geprobeerd, maar vanwege het gebrek aan selectiviteit was het in de praktijk moeilijk onder controle te houden. Er is ook veel werk geïnvesteerd in oxidatieve ontharing, maar tot op de dag van vandaag is het gebruik ervan zeer beperkt omdat het moeilijk is om consistente resultaten te verkrijgen.
Het ontharingsproces
Covington heeft berekend dat de theoretisch benodigde hoeveelheid natriumsulfide van industriële kwaliteit (60-70%) voor een haarverbrandingsproces slechts 0,6% bedraagt, in verhouding tot het gewicht van de huid. In de praktijk zijn de gebruikelijke hoeveelheden die voor een betrouwbaar proces worden gebruikt veel hoger, namelijk 2-3%. De belangrijkste reden hiervoor is het feit dat de ontharingssnelheid afhankelijk is van de concentratie sulfide-ionen (S2-) in de vlotter. Om een hoge concentratie sulfide te verkrijgen, worden doorgaans korte drijvers gebruikt. Niettemin heeft het verlagen van de sulfideniveaus een negatief effect op de volledige ontharing binnen een acceptabel tijdsbestek.
Als we nauwkeuriger bekijken hoe de snelheid van ontharing afhangt van de concentratie van de gebruikte chemicaliën, wordt het vrij duidelijk dat voor een bepaald proces vooral direct op het aanvalspunt een hoge concentratie nodig is. Bij een haarverbrandingsproces is dit aanvalspunt de keratine van de haarcortex, die door sulfide wordt afgebroken als gevolg van het afbreken van cystinebruggen.
Bij een haarveilig proces, waarbij de keratine wordt beschermd door de immunisatiestap, is het aanvalspunt voornamelijk het eiwit van de haarbol dat wordt gehydrolyseerd, hetzij uitsluitend als gevolg van de alkalische omstandigheden, hetzij door proteolytische enzymen, indien aanwezig. Een tweede en even belangrijk aanvalspunt is de pre-keratine die zich boven de haarbol bevindt; het kan worden afgebroken door proteolytische hydrolyse gecombineerd met het keratolytische effect van sulfide.
Welk proces er ook wordt gebruikt voor het ontharen, het is van het allergrootste belang dat deze aanvalspunten gemakkelijk toegankelijk zijn voor de proceschemicaliën, waardoor een hoge lokale concentratie sulfide mogelijk is, wat op zijn beurt zal resulteren in een hoge mate van ontharing. Dit betekent ook dat als actieve proceschemicaliën (bijv. kalk, sulfide, enzymen enz.) gemakkelijk toegang kunnen krijgen tot de cruciale locaties, het mogelijk zal zijn aanzienlijk lagere hoeveelheden van deze chemicaliën te gebruiken.
Weken is een sleutelfactor voor efficiënt ontharen
Alle chemicaliën die bij het ontharingsproces worden gebruikt, zijn in water oplosbaar en water is het procesmedium. Vet is daarom een natuurlijke barrière die de effectiviteit van ontharingschemicaliën vermindert. Het verwijderen van vet kan de prestaties van het daaropvolgende ontharingsproces aanzienlijk verbeteren. Daarom moet de basis voor een effectieve ontharing met een aanzienlijk verminderd aanbod van chemicaliën in de inweekstap worden gelegd.
Het doel is een efficiënte ontvetting van het haar en het huidoppervlak en het verwijderen van talgvet. Aan de andere kant moet men in het algemeen voorkomen dat er te veel vet wordt verwijderd, vooral van het vlees, omdat het vaak niet mogelijk is om het in de emulsie te houden en vetvlekken het gevolg zullen zijn. Dit leidt tot een vettig oppervlak in plaats van het gewenste “droge” oppervlak, wat de effectiviteit van het ontharingsproces schaadt.
Terwijl de selectieve verwijdering van vet van bepaalde structurele elementen van de huid deze blootstelt aan de daaropvolgende aanval van de ontharende chemicaliën, kunnen andere delen van de huid er tegelijkertijd tegen worden beschermd. De ervaring leert dat weken onder alkalische omstandigheden, geleverd door aardalkaliverbindingen, uiteindelijk leidt tot leersoorten met een verbeterde volheid van flanken en buiken en een groter bruikbaar oppervlak. Tot nu toe is er geen volledig sluitende verklaring voor dit bewezen feit, maar uit analytische cijfers blijkt dat het weken met aardalkaliën inderdaad resulteert in een heel andere verdeling van de vetstoffen in de huid vergeleken met het weken met natriumcarbonaat.
Terwijl de ontvettende werking bij natriumcarbonaat tamelijk gelijkmatig is, resulteert het gebruik van aardalkaliën in een hoger gehalte aan vetstoffen in de los gestructureerde delen van de vacht, dat wil zeggen in de flanken. Of dit komt door een selectieve verwijdering van vet uit andere delen of door een herafzetting van vetstoffen kan op dit moment niet worden gezegd. Wat de exacte reden ook is, het gunstige effect op de maaiopbrengst valt niet te ontkennen.
Een nieuw selectief inweekmiddel maakt gebruik van de beschreven effecten; het biedt de optimale voorwaarden voor een goede verwijdering van haarwortels en fijne haartjes met een verminderd sulfideaanbod, en behoudt tegelijkertijd de integriteit van buik en flanken.
Enzymatische ontharing met laag sulfidegehalte
Nadat de huid op de juiste manier is voorbereid tijdens het weken, wordt ontharing het meest effectief bereikt met een proces waarbij gebruik wordt gemaakt van een combinatie van een enzymatische proteolytische formulering en het keratolytische effect van sulfide. In een haarveilig proces kan het sulfideaanbod nu echter drastisch worden teruggebracht tot niveaus van slechts 1% ten opzichte van het huidgewicht op grotere runderhuiden. Dit kan worden gedaan zonder enig compromis wat betreft de snelheid en effectiviteit van het ontharen of de reinheid van de vacht. Het lagere aanbod resulteert ook in aanzienlijk lagere sulfidegehalten in de kalkvlotter en in de huid (er komt minder H2S vrij bij het latere ontkalken en beitsen!). Zelfs een traditioneel haarverbrandingsproces kan worden uitgevoerd met hetzelfde lage sulfidegehalte.
Naast de keratolytische werking van sulfide is voor het ontharen altijd proteolytische hydrolyse nodig. De haarbol, die uit eiwitten bestaat, en de pre-keratine die zich daarboven bevindt, moeten worden aangevallen. Dit wordt bereikt door alkaliteit en eventueel ook door proteolytische enzymen.
Collageen is gevoeliger voor hydrolyse dan keratine, en na toevoeging van kalk wordt het natuurlijke collageen chemisch gemodificeerd en wordt daarom gevoeliger. Bovendien maakt de alkalische zwelling de vacht ook gevoelig voor fysieke schade. Het is daarom veel veiliger om de proteolytische aanval op de haarbol en pre-keratine bij een lagere pH uit te voeren vóór de toevoeging van kalk.
Dit kan worden bereikt door een nieuwe proteolytische enzymatische ontharingsformulering die zijn hoogste activiteit heeft rond pH 10,5. Bij de typische pH van een kalkproces van ongeveer 13 is de activiteit aanzienlijk lager. Dit betekent dat de vacht minder wordt blootgesteld aan hydrolytische afbraak wanneer deze zich in de meest gevoelige toestand bevindt.
Een haarveilig proces met een laag sulfide- en kalkgehalte
Een weekmiddel dat de losse gestructureerde delen van de huid beschermt en een enzymatische ontharingsformule die bij hoge pH wordt gedeactiveerd, garanderen optimale omstandigheden om de beste kwaliteit en het maximaal mogelijke bruikbare leeroppervlak te verkrijgen. Tegelijkertijd zorgt het nieuwe ontharingssysteem voor een aanzienlijke vermindering van het aanbod van sulfiden, zelfs bij haarverbranding. Maar de grootste voordelen worden behaald als het wordt gebruikt in een haarveilig proces. De gecombineerde effecten van een zeer efficiënt weken en de selectieve proteolytische werking van een speciale enzymformulering resulteren in een uiterst betrouwbare ontharing zonder problemen van fijn haar en haarwortels en met verbeterde reinheid van de vacht.
Het systeem verbetert de opening van de huid, wat leidt tot zachter leer als dit niet wordt gecompenseerd door een vermindering van het kalkaanbod. Dit, in combinatie met een screening van de haren door een filter, leidt tot een aanzienlijke slibreductie.
Conclusie
Een sulfide- en kalkarm proces met goede epidermis-, haarwortel- en fijne haarverwijdering is mogelijk met de juiste voorbereiding van de huid tijdens het weken. Bij het ontharen kan een selectief enzymatisch hulpmiddel worden gebruikt zonder de integriteit van de korrel, buik en flanken aan te tasten.
Door beide producten te combineren, biedt de technologie de volgende voordelen ten opzichte van een traditionele manier van werken:
- verbeterde veiligheid
- veel minder onaangename geuren
- substantieel verminderde belasting van het milieu – sulfide, stikstof, CZV, slib
- geoptimaliseerde en consistentere opbrengst in lay-out, snit en leerkwaliteit
- lagere chemicaliën-, proces- en afvalkosten
Posttijd: 25 augustus 2022
