Химический анализ кожевенного сырья. Методические указания и контрольные задания

Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Товароведение кожевенного, пушно-мехового и овчинно-шубного сырья» для студентов специальности 281000 «Технология кожи и меха»

Министерство образования Российской Федерации ВОСТОЧНО-СИБИРСИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Составитель: Рженева В.И.

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОЖЕВЕННОГО СЫРЬЯ

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 281000 "Технология кожи и меха"

Составитель Рженева В.И. Подписано в печать Форма 60*84 1/16 Усл.п.л. уч.-изд.л. Тираж 50 экз. С. РИО ВСГТУ. г.Улан-Удэ, ул.Ключевская, 40а Отпечатано в типографии ВСГТУ г.Улан-Удэ, ул.Ключевская, 42 © ВСГТУ, 2001 г. Улан-Удэ, 2001

13

ВВЕДЕНИЕ Товароведение кожевенного, пушно-мехового и овчинно-шубного сырья - наука, занимающаяся изучением строения, химического состава, свойств, вопросами первичной обработки, стандартизации и сортировки, хранения и использования шкур домашних животных и диких зверей, предназначенных для переработки в кожевенные, пушно-меховые и овчинно-шубные полуфабриката. Товароведение широко использует методы исследований, применяемые в гистологии, микробиологии, химии и физике. Настоящие указания содержат описания наиболее распространенных методов анализа кожевенного сырья, знание которых поможет студентам не только использовать их при выполнении лабораторных работ, но и применять для научно-исследовательских работ и практической деятельности. Химический анализ кожевенного и мехового сырья по определению содержания составных частей: влаги, гольевого вещества, минеральных и жировых веществ используют при характеристике сырья. Многие составные части сырья переходят в кожу или мех и их содержание нормируется государственными стандартами и техническими условиями, поэтому анализ сырья позволяет правильно выбрать параметры первичной обработки и технологических процессов получения готовой продукции. 1.1. Подготовка проб к химическому анализу При проведении химического анализа необходимо правильно провести отбор средней пробы от партии сырья.

14

Из партии, включающей до 100 штук сырья, отбирают 3 шт., свыше 100 до 625 штук включительно - 5 шт., а далее определяют по формуле (1). x = 0,2 n

(1)

где х - число шкур, отбираемых для анализа, причем х < 15 n - число шкур в партии. Первая шкура из партии выбирается произвольно, все последующие - через строго определенное число объектов, равное х/n. Из отобранных объектов вырезают участки определенных размеров, которые составляют среднюю пробу. Образцы для химического анализа сразу же взвешивают (с абсолютной погрешностью 0,01 г) и измельчают на кусочки размером 3х4 мм, помещают в банку с притертой пробкой, тщательно перемешивают и выполнение анализа проводят в двух параллельных пробах. 1.2. Определение содержания влаги Метод основан на сушке измельченных образцов. Высушивание можно производить разными способами, при различных температурных режимах и продолжительности. В каждый бюкс, доведенный до постоянной массы, взвешивают навеску массой 3-4 г с погрешностью не выше 0,0001 г. Бюксы с навесками помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 170-1800С в течение часа, затем вынимают из шкафа, охлаждают в эксикаторе над

13

прокаленным хлоридом кальция до температуры 200С и взвешивают. Последующее взвешивание проводят через 30 минут дополнительной сушки. Образцы свиных шкур, овчин и козлин высушивают при температуре 135-1370С и взвешивают через 7 часов сушки, также предварительно охладив в эксикаторе. Последующее взвешивание проводят через 1 час дополнительной сушки. Образцы всех видов сырья сушат до постоянной массы. Содержание (массовая доля) влаги в сырье, % рассчитывается по формуле (2) a− в x= ⋅100 (2) a где х - массовая доля влаги, % а - навеска сырья до сушки, г в - навеска сырья после сушки, г За окончательный результат испытаний принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,7%. 1.3. Определение усола шкур При консервировании сырья с использованием хлорида натрия влаги из шкур теряется больше, чем воспринимается соли, в этом случае масса шкур несколько уменьшается. Эта потеря массы носит название усола. Величина усола зависит от характера шкуры, количества соли и температурно-влажностных условий склада. Усол шкур определяют в соответствии с ГОСТ 13104-77 аналитическим и органолептическим методами.

14

Аналитический метод заключается в определении усола по содержанию влаги в шкурах. Усол устанавливают, используя определенную ранее влажность по п.1.2, в соответствии с таблицей 1. Таблица 1 Усол мокросоленых шкур крупного рогатого скота в зависимости от содержания влаги Содержание влаги (среднее Сырье, законсерарифметическое двух оп- вированное засолределений), % кой в расстил 40 40,5 41 41,5 42 42,5 43 43,5 44 44,5 45 45,5 46 46,5 47 47,5 48 48,5 49 49,5 50 50,5 51 51,5 52

23,8 22,9 22 21,1 20,2 19,3 18,4 17,5 16,6 15,7 14,8 13,9 13 13 13 12,4 11,8 11,2 10,6 10,0 9,4 8,8 8,2 7,6 7

Сырье законсервированное тузлукованием 27,8 26,9 26 25,1 24,2 23,3 22,4 21,5 20,6 19,7 18,2 17,9 17 17 17 17 17 16,1 15,2 14,3 13,4 12,5 11,6 10,7 9,8

13

Органолептический метод определения усола шкур применяют довольно широко на складах, кожсырьевых заводах и базах. Степень усола шкур устанавливают по плотности шкур в области хребтовой линии чепрака, по степени обескровливания прирезей мяса, влажности мездровой поверхности и волос, по виду и состоянию разреза края огузка и корня хвоста. Степень усола шкур определяют путем сравнения состояния шкур с данными специально разработанной таблицы (табл. 2). 1.4. Определение наличия кальцинированной соды В соответствии с ГОСТ 13105-77 наличие кальцинированной соды, которая используется при консервировании, на мездре шкур мокросоленого способа консервирования определяют феноловым красным индикатором. При его отсутствии можно пользоваться универсальным индикатором. Число шкур из партии, на которых определяют наличие кальцинированной соды, вычисляют по формуле (3). x = 0,8 n (3) где х - число шкур, подлежащих проверке индикатором n - число шкур в партии. Наличие соды определяют на мездровой стороне шкуры. Ножом счищают соль с пяти участков размером каждый 2х2 см (по краям и в центре), на которые наносят 23 капли индикатора. При наличии соды сырье в этих местах моментально краснеет, если нанесены феноловый красный, или позеленеет от универсального индикатора. Партия

14

13

14

13 14

Усол шкур, % 1

Плотность шкуры 2

6-8

Мягкая, упругая

8-10

Мягкая, местами упругая

10-12

Малоупругая

Таблица 2 Определение степени усола шкур органолептическим методом Степень Состояние мездряной поВлажность Цвет разреза обескровли- верхности после скобления волоса у корня хвования приножом ста резей мяса цвет влажность 3 4 5 6 7 КровянистоСиневакрасные или то-красбагровоный красные

Вся поверхность Сильно-влажшкур сильно водя- ный; обильный нистая отжим влаги под ребром ладони или ножа КровянистоСиневато- Вся поверхность Влажный, или багрово- светловодянистая или большой отжим красные красный сильно водянистая влаги по ребром половина площади ладони или ношкуры жа Малокровяни- СиневаПоловина площади Влажный, нестые (светло- то-светшкуры водянистая большой отжим красноло-желвлаги под ребжелтые) тый ром ладони или ножа

Синеватый с прослойкой (неров-ный) Синеватый с прослойкой (неровный) Молочносиневатобелый, без прослойки

Продолжение табл. 2

13 14

1 12-14

2 3 Плотная, Поблекшие упругая и (светлоэластичжелтые) ная

14-16

Плотная упругая

16-18

Плотная, упругая

18-20

Очень плотная, упругая

4 Серый, у промытых шкур молочнобелый Серый, у промытых шкур молочнобелый

5 6 7 Без водянистых Влажный, но Молочномест (матовая), без отжима белый с синенормально влажная влаги вой, но без прослойки (ровный) Поблекшие На 20-25% площа- На 20-25% Молочно(светлоди сухая (ладонь не площади сухой белый желтые) увлажняется), на (ладонь не увостальной - нор- лажняется) мально влажная (без водянистых мест, матовая) Сильно по- МолочноНа 30-35% площа- На 30-35% Молочноблекшие белый с ди сухая, на ос- площади сухой белый с жел(почти бес- желтиз-ной тальной - нормальтизной у поцветные) (свет-лого но-влажная верхности оттенка) мездры Трудно от- МолочноНа 50% площади На 50% площа- Желтоватый личимые от белый со сухая, на остальной ди сухой без прослойобщего от- значинормально-влажная ки тенка мездры тельной желтизной

13

14

считается правильно законсервированной, если не менее 80% испытанных шкур отвечают правилам засолки. 1.5. Определение содержания жира Определение жира проводят в навесках после определения влаги. Навески шкуры помещают в бумажные гильзы из фильтровальной бумаги и экстрагируют в аппарате Зайченко дихлорэтаном (или другим растворителем) в течение 1 часа. Затем обезжиренные навески помещают в заранее взвешенные сухие бюксы и высушивают в термостате до постоянной массы при температуре 1300С в течение 4560 минут. Содержание жира в пересчете на абсолютно сухое вещество определяют по формуле (4). x=

в−с ⋅100 в

(4)

где х - содержание жира в % в - масса навески после высушивания (до экстрагирования), г. с – масса навески после экстрагирования и досушивания, г. 1.5. Определение содержания хлорида натрия Для определения содержания хлорида натрия используют две сухие, обезжиренные навески шкуры, оставшиеся после определения влаги и жира. Их количественно переносят в прокаленные до постоянной массы фарфоровые

13

14

тигли, помещают в холодную муфельную печь и включают ее. Обугливание навесок нужно проводить осторожно и заканчивать до того, как муфельная печь раскалится. Когда процесс обугливания закончится, о чем можно судить по прекращению выделения газов, нагревание постепенно усиливают, но не выше, чем до слабокрасного каления в нижней части тигля (примерно 500-6000С). Сжигание считают законченным, когда в тигле совершенно исчезнут частички угля (остается зола серого цвета). После прокаливания тигли с золой охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. Прокаливание и взвешивание тиглей с золой повторяют до достижения постоянной массы. Содержание золы рассчитывают по формуле (5): x=

d ⋅100 c

(5)

где х - содержание золы,% d - масса золы, г с - масса обезжиренной высушенной навески, г После проведения анализа на содержание золы тигли с содержимым помещают в химические стаканы вместимостью 250 мл с горячей дистиллированной водой и нагревают в течение 5-10 мин до кипения. После этого тигель обмывают дистиллированной одой и полученный раствор фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 500 мл. Фильтрат охлаждают, объем доводят дистиллированной водой до метки. После этого содержимое колбы взбалтывают, берут из нее 10 мл раствора, переносят в коническую колбу емкостью 250 мл, добавляют 1-2 капли

раствора фенолфталеина и нейтрализуют 0,1N раствором щелочи, затем добавляют 1 мл 10%-ного раствора хромовокислого калия (К2СrO4) и титруют 0,1 N раствором азотнокислого серебра до появления кирпично-красной окраски раствора. Содержание хлорида натрия вычисляют по формуле (6):

x=

a ⋅ К ⋅ 0,00585 ⋅ 500 ⋅ 100 ,% 10 ⋅ с

(6)

где х - массовая доля хлорида натрия, % а - объем 0,1 N раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование, мл К - поправка к титру раствор нитрата серебра 0,00585 - титр раствора нитрата серебра (количество хлорида натрия, соответствующее 1 мл 0,1N раствора нитрата серебра), г с - навеска сырья, взятая для озоления. 1.7. Определение содержания нерастворимых примесей

Кусочки шкуры массой около 10 г, взвешенные с точностью до 0,0001 г, помещают в фарфоровую чашку и при помощи пинцента промывают в дистиллированной воде. Воду меняют 5-6 раз порциями по 30-40 мл. Промывные воды фильтруют через воронку с предварительно высушенным и взвешенным ватным фильтром. Ватный фильтр с нерастворимым осадком промывают горячей водой до отрицательной реакции на хлорид натрия, затем фильтр пинцетом помещают в тарированный (доведенный до постоянной массы) бюкс и высушивают до постоянной массы.

13

Содержание нерастворимых примесей вычисляют по формуле (7): а− в х= ⋅100 (7) Н где х - массовая доля нерастворимых примесей а - масса ватного фильтра после фильтрования и высушивания, г в - масса ватного фильтра до фильтрования, г Н- навеска сырья, г 1.8. Определение содержания шерсти

Для установления количества шерсти и эпидермиса, образцы шкур, используемые при определении нерастворимых примесей, после промывки измельчают на кусочки величиной 3х4 мм и помещают в коническую колбу емкостью 250-300 мл, в которую наливают 150 мл 0,5%-ной соляной кислоты. Затем колбу соединяют с обратным холодильником и кипятят в течение 1 часа. После охлаждения содержимое колбы фильтруют через воронку с ватным фильтром (предварительно высушенным и взвешенным) в мерную колбу объемом 500 мл. После этого ватный фильтр промывают 4-5 раз горячей водой в количестве 300-350 мл. На фильтре остаются шерсть, денатурированные белки и эпидермис, а в растворе - гольевое вещество. Ватный фильтр переносят в тарированный бюкс, помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 1300С в течение 1 часа. После охлаждения в эксикаторе взвешивают. Высушивание и взвешивание проводят до постоянной массы. Содержание шерсти рассчитывают как и нерастворимые примеси по формуле 7.

14

1.9. Определение содержания гольевого вещества

Понятие “гольевое вещество” включает в себя белки шкуры, а азот является характерным элементом белков, поэтому количественное определение его служит основой для расчета содержания белковых веществ в сырье. Для определения содержания общего азота пользуются методом Кьельдаля. Определение проводят в двух параллельных пробах, 10 мл испытуемого раствора (фильтрата после определения содержания шерсти) помещают в малую колбу Кьельдаля, туда же добавляют кристаллик сульфата меди, 1,5 г сульфата калия и 10 мл концентрированной серной кислоты. Колбу со смесью помещают на электрическую плитку в вытяжном шкафу и нагревают до полной прозрачности (в колбе не должно оставаться обуглившихся темных частиц). Вследствие присутствия сульфата меди раствор имеет зеленовато-голубой цвет. Сильного нагревания, особенно в начальной стадии сжигания, следует избегать, так как аммиак может окисляться до азотистого или азотного ангидрида, которые улетучиваются и результаты при этом будут заниженными. После охлаждения содержимое малой колбы разбавляют водой и количественно переносят в отгоночную колбу Кьельдаля при многократном ополаскивании малой колбы. Общий объем жидкости в отгоночной колбе должен составлять 300 мл. Отгонку ведут с помощью прибора Кьельдаля (рис. 1). Прибор Кьельдаля

13

14

поднялся над жидкостью и продолжают отгонку еще 5 минут для промывания насадки дистиллятом. После этого нагревание заканчивают, кончик насадки обмывают дистиллированной водой в приемную колбу. Содержимое этой колбы титруют 0,1Н раствором соляной кислоты до перехода ярко-зеленой окраски в отчетливо фиолетовую. Содержание гольевого вещества рассчитывают по формуле (8): a ⋅ K ⋅ 0.0014 ⋅ A ⋅ 100,% x= (8) H

1 – отгоночная колба; 2 – шариковый холодильник; 3 – предохранительная насадка; 4 – приемная колба; 5 – горелка Рис. 1 Затем в приемную колбу наливают 100 мл 2%-ного раствор борной кислоты и несколько капель универсального индикатора, конец предохранительной насадки опускают в борную кислоту и только после этого в отгоночную колбу быстро приливают 75 мл 40%-ного раствора едкого натра, закрывают пробкой и начинают нагревание. Отгонку продолжают 40-60 минут. При этом цвет жидкости в приемной колбе вследствие поглощения аммиака меняется с сиреневого на ярко-зеленый. Перед окончанием отгонки приемную колбу несколько сдвигают в сторону так, чтобы конец насадки при-

где х - содержание гольевого вещества, % а - объем 0,1 Н раствора соляной кислоты, пошедший на титрование испытуемой пробы, мл К - поправка 0,1 Н раствора соляной кислоты 0,0014 - титр раствора соляной кислоты (количество азота, эквивалентное 1 мл 0,1 Н раствора соляной кислоты А - переводной коэффициент азота в гольевое вещество (для крупного рогатого скота 5,62 Н - навеска испытуемого образца, г. Список рекомендуемой литературы

1. Химия и технология кожи и меха / И.П. Страхов, И.С Шестакова, Д.А. Куциди и др. Под редакцией проф. И.П. Страхова / - М.: Легпромбытиздат, 1985, 496 с. 2. Головтеева, Д.А. Куциди, Л.Б. Санкин Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха, М.: Легпромбытиздат, 1987, 311 с.