IT9067530A1 - Procedimento di ammollo enzimatico per pelli e pellami. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"Procedimento di ammollo enzimatico per pelli e pellami"
DESCRIZIONE
Oggetto dell’invenzione
L'invenzione concerne un procedimento per l'ammollo di pelli salate, essicate e fresche con prodotti enzimatici, che contengono lipasi alcaline.
Stato della tecnica
Una importante fase di processo proprio all'inizio dei trattamenti di bagno è l'ammollo delle pelli e pellami. L'ammollo serve allo scopo di pulire la pelle grezza da sporcizia aderentele, di allontanare dalla pelle sali di conservazione ed altri mezzi di conservazione, di disciogliere dalla pelle perlomeno parzialmente costituenti solubili di proteine e di ridare alla pelle il grado di rigonfiamento, che essa aveva nella condizione originaria e che andò perso nel corso del procedimento di conservazione. (Cfr. H.J. Rehm and G. Reed, Biotechnology, Voi. 6b, p. 734-735, VCH 1988).
Come mezzi coadiuvanti dell'ammollo sono oggi impiegati soprattutto agenti efficaci nei confronti della tensione superficiale e ad azione sgrassante quali gli enzini proteolitici. In questo modo vengono allontanati grassi naturali e sporcizia aderente con l'effetto che è accelerata la reidratazione e la separazione di fibra. Il procedimento di ammollo viene vantaggiosamente condotto ad un pH 9-10.
Questo procedimento ha il vantaggio che il salto di pH nel passaggio al successivo calcinatore viene tenuto basso e che viene soffocata la crescita dei batteri. Proprio nei confronti di sostanze grezze contenenti grassi si è dimostrato che il procedimento di ammollo ed il successivo trattamento delle pelli presuppongono sempre una ottima sgrassatura. (US-PS 4 344 762; DE-OS 33 12 840). Oltre a speciali emulsionanti vengono pertanto impiegate anche lipasi, come si può rintracciare in numerosi fonti bibliografiche (L.H. Posorske J. Am. Oil. Chem. Soc. 61 (11), 1758 - 60 (1984). L'impiego di lipasi si estende in questo caso essenzialmente su di un campo di pH da 6 a 9. A dire il vero si opponevano all'impiego industriale di lipasi le esperienze, che ad esempio erano state fatte nel campo dei detergenti e che erano riassunte in letteratura come segue: "comunque, essa (cioè la lipasi) non può essere applicata come enzima detergente a causa della sua instabilità in ambiente alcalino e del suo costo" (cfr. H.J. Rehm & G. Reed, Biotechnology, Voi., 7a, p. 644, VCH 1987). All'impiego congiunto di lipasi e pròteasi si oppone il noto effetto demolente della proteasi nei confronti delle lipasi quali proteine.
Problema e soluzione
L'ammollo serve secondo il moderno punto di vista non solo alla pulizia ma anche all'allontanamento di componenti della pelle, che possono influenzare nel seguito le successive operazioni, ad esempio di ingrassamento della pelle. I procedimenti di ammollo coadiuavati enzimaticamente dello stato della tecnica non possono risultare completamente soddisfacenti anche con il co-impiego di lipasi secondo molteplici punti di vista. Da una parte c'era uno sfavorevole rapporto prezzoprestazione nell'applicazione di lipasi, dall'altra inoltre si poteva giungere non raramente alla comparsa di macchie nel cuoio, determinate da striature calcaree.
Si presentava pertanto il problema di fornire un procedimento di ammollo, che evitasse gli svantaggi indicati con un effetto emolliente di pari/valore.
Venne allora scoperto che il procedimento di ammollo secondo l'invenzione è in grado di risolvere molto bene il problema proposto. L'invenzione concerne un procedimento per l'ammollo coadiuavato enzimaticamente di pelli e pellami nella condizione salata, essicata o fresca con l'impiego di enzimi proteolitici e lipolitici così come di agenti /.modificanti la tensione superficiale in bagni acquosi, in cui insieme alle proteasi vengono impiegate con sufficiente efficacia nel campo di pH da 9 ad 11 lipasi come enzimi lipolitici, che hanno uno (spiccato)effetto ottimale fra pH 9 ed 11 e in cui il valore di pH del bagno di ammollo ha il valore di 9-11, vantaggiosamente di 9,511.
I bagniemollienti impiegati secondo l'invenzione con valori di pH di 9,5 contengono pertanto oltre a proteasi B) con sufficiente efficacia nel campo di pH fra 9 e 11, anche lipasi A) con efficacia ottimale nel campo di pH da 9 a 11 e agenti attivi nei confronti della tensione superficiale C) quali emulsionanti ed eventualmente sequestranti.
Gli enzimi lipolitici A)
In accordo con le usuali definizioni si tratta per quanto concerne le lipasi da impiegare secondo l'invenzione di estérasi, che idrolizzano esteri della glicerina di acidi grassi in emulsioni acquose. (E.C. 3.1.1.3.). Preferibilmente ha luogo la scissione dei trigliceridi nella posizione 1, 3. Al contrario delle lipasi convenientemente impiegate nello stato della tecnica con un campo di impiego compreso fra pH 6 e 9,le lipasi impiegate secondo l'invenzione hanno uno spiccato effetto ottimale (ad esempio nei confronti dell'olio di oliva o della tributirrina) fra pH 9 e 11. Tali lipasi alca— line furono sviluppate specialmente per l'industria dei detergenti. Esse hanno origine microbiologica. Fonti potenziali di vari ceppi di micro-organismi, eventualmente mutati geneticamente, sono in particolare funghi e batteri. Certe lipasi alcaline compaiono ad esempio in ceppi di pseudomona. Ulterioremente si propongono come produttori di lipasi Rhizopus sp. Candida sp. e Chromobacterium sp. Ulteriori importanti produttori di lipasi sono Geotrichium sp., Asperigillus spp., Mucor sp., Penicillium sp., Corynebacterium sp., Propionibacterium sp. e Achromobacter sp. Vengono nominati in modo particolare Rhizopusarrhizus e Rh.oryzae, Candida cylindracea, Chromobacterium viscosum, Geotrichium candidum, Mucor miehi, Mucor pusillus, Penicillium roqueforti e P. cyclopium, corynebacterium acne, Propionibacterium shermanii, Achromobacter lipolyticum, Aspergillus niger, in particolare Aspergillus oryzae. Furono stimati come particolarmente adatti anche alcuni ceppi geneticamente modificati, ad esempio una lipasi alcalina derivata da un ceppo di Asperigillus oryzae prodotto attraverso una ricombinazione con uno spiccato effetto ottimale fra pH 9 ed 11 oppure una lipasi reperibile in commercio contraddistinta dal marchio Lipolase 30T (NOVO INDUSTRI A/S, DK 2880 Bagsvaerd, Danimarca).
In modo usuale la determinazione di attività delle lipasi viene condotta con olio di oliva come substrato, quindi con triacetina e tributirrina. (Cfr. M. Sémériva et al. Biochemistry 10, 2143 (1971); Pharmaceutical Enzymes edito da E. Storey - Scientia P.V.B.A., Gand, Belgio).
Per quanto l'attività di scissione dei grassi venga espressa in unità Khilo -lipasi (unità = KLCA), si opera in condizioni standard a 40°C, pH = 5,5 con tributirrina come substrato (cfr. M. Sémériva, fonte bibliografica sopra citata).
Per gli scopi della presente invenzione l'attività della lipasi viene espressa in unità LCA, effettuando tuttavia le misurazioni a pH 9,5. Secondo l'invenzione le lipasi vengono impiegate cosicché a pH 9,5 si manifesti nei bagni di ammollo e di sgrassamento una attività di lipasi di 100-10.000 LCA, per chilo di pelle, vantaggiosamente da 2.000 a 4.000 LCA per chilo di pelle.
Gli enzimi proteolitici B)
L'impiego di proteasi nell'ammollo, le quali dispiegano nel campo di pH fra 9 ed 11 una sufficiente attività proteolitica, è di per sé noto (cfr. US-PA-4 344 762). Si tratta di proteasi neutre (E.C.3.4.24) e in particolare alcaline (E.C.3.
4.21) (cfr. Kirk-Othmer,3rd Ed. voi.9 pp.199-202,J.WileyÌ98Ò; Ullmann's Encyclopedia of Industriai Chemistry, Voi. A9, pp.
409-414, VCH 1987, L. Keay in "Process Biochemistry 17-21 (1971)), in particolare di:
- proteasi alcaline, che dispiegano la loro attività ottimale all'incirca nel campo di pH compreso fra 8 e 13. A queste appartengono le proteasi batteriche che appartengono per lo più al tipo serina e le proteasi fungine alcaline. Vengono nominate soprattutto le proteasi derivanti da ceppi di bacillo quali B. subtilis, B.licheniformis, B.firmus, B. alcalophilus, B.polymixa, B.mesentericus, ulteriormente ceppi di streptomiceti come lo streptomicete alcalophilus. La conveniente temperatura di lavoro con proteasi batteriche alcaline si trova generalmente fra 40 e 60°C, con proteasi fungine piuttosto fra 20 e 40°C.
Come proteasi fungine alcaline sono nominate quelle da ceppi di aspergillus come 1'aspergillus oryzae, da ceppi di penicillina come ilpennicillium cyanofulvum o dal Paecilomyces persicinus fra le altre- L'attività delle proteasi fungine alcaline si manifesta soprattutto nel campo di pH da 8 ad 11. Si può anche considerare come regola approssimativa una attività enzimatica, che sia compresa fra 8.000 e 10.000 unità Ldhlèin-Volhard per grammo di enzima.
- Proteasi neutre con efficacia ottimale nel campo di pH fra 9 e 6. A queste appartentono in particolare proteasi batteriche neutre, che di regola appartengono ai metallo-enzimi, e proteasi fungine, ad esempio Proteasi—Bacillus neutre nome B.subtilis, B.natto e B.polymixa, Pseudomonas-Proteasi , Streptopyces-Proteasi , Aspergillus—Proteasi, da A. aryzae, A.parasiticus e Penicillium glaucum. Le proteasi batteriche neutre dispiegano la loro attività ottimale a temperature di lavoro da 20 a 50°C, mentre la temperatura di lavoro più conveniente per proteasi fungine neutre si trova fra 35 e 40°C.
L'attività proteolitica degli enzimi viene determinata usualmente secondo il metodo dell'emoglobina di Anson (M.L. Anson, J. Gen. Physiol, 22, 79 (1939)) e rispettivamente secondo il metodo di Lohlein-Volhard (modificato secondo TEGEWA in Leder, 22, 121 - 126 (1971)). Pertanto una unità Lohlein-Volhard (LVE) corrisponde nelle condizioni di prova (1 ora, 37°C) ad una quantità di enzima, che determina in 20 mi di filtrato di caseina un aumento di prodotto di idrolisi corrispondente ad un equivalente di 5,75 X 10 ml di NaOH 0,1 n. L'attività della proteasi è generalmente compresa fra 1.000 e 6.000 LVE per chilo di pelle, vantaggiosamente fra 2.000 e 14.000 LVE per chilo di pelle.
Secondo l’attività si procede usualmente nei procedimenti secondo l'invenzione con una quantità di proteasi compresa fra 0,05 e 0,8% in peso, come regola approssimativa all'incirca fra 0,1 e 0,25% in peso riferito al peso di pelli e pellami impiegati . Nei procedimenti di ammollo della presente invenzione possono essere aggiunti ulteriormente ai bagni di ammollo additivi in sé noti quali attivatori, stabilizzatori, eventualmente sostanze tampone.
Come sostanze tensio-attive (sintetiche) si possono impiegare ad esempio emulsionanti in sé usuali, in particolare quelli adatti all’emulsionamento di grassi in acqua (cfr. GB-PS 586 540, DE-PS 894 142, FR-PS 899983, FR-PS 918 523). In prima linea si addicono emulsionanti non-ionogeni, ad esempio dei tipi seguenti:
I. Derivati poliglicole (prodotti commerciali a titolo di esempio)
Meno vantaggiosi sono gli emulsionanti cationici ad esempio dei tipi:
V. Sali anndnici R NR R2 Hx (SAPAMIN (R), SOROMIN (R))
VI. Sali di ammonio quaternari (REPELLAT (R))
in cui il radicale R deve rappresentare un residuo alchilico a catena lunga con da 8 a 24 atomi di carbonio, i radicali R1 o R3 devono significare di regola brevi catene alchiliche con fino a 6 atomi di carbonio.
Gli emulsionanti impiegabili secondo l'invenzione hanno un valore HLB (emulsione 0/W) da 8 a 18, vantaggiosamente da 9 a 15, particolarmente da 12 a 15 (cfr. Ullmanns Encyklopadie der Techn. Chemie, 4. Auflage, Bd. 10). Vantaggiosamente si pos sono impiegare anche combinazioni di emulsionanti, in particolare di emulsionanti non ionici e anionici. Vengono nominati particolarmente gli alchilfenoli etossilati (alchilfenolpoliglicoli) con un grado di etossilazione (E.O.) da 4 a 40, vantag giosamente con 6,5 Moli EO e/o con 6,5-12 EO per Mole di nonilfenolo, eventualmente combinato con emulsionanti anionici.
Il contenuto di emulsionanti del bagno emolliente è di regola - in dipendenza del tipo - compreso fra 0,1 e 1% in peso riferito al peso di sale rispettivamente di Grun.
Inoltre il componente C) del bagno emolliente può contenere ancora mezzi sequestranti in sé noti (cfr. Kirk-Othmer 3rd Ed. vol. 5, pp. 343-368 J. Wiley 1979). I mezzi sequestranti sono' scelti dal gruppo costituito dai polifosfati, fosfonati, policarbossilati , acido etilendiamminotetracetico (EDTA); acido triacetico nitrilico, acido dietilentriamminopentacetico. Il contenuto di mezzi sequestranti del bagno emolliente può ammontare dallo 0 allo 0,5% in peso, vantaggiosamente dallo 0,05% in peso fino allo 0,15% in peso.
Il procedimento di ammollo
Come già venne spiegato nell'introduzione, il procedimento di ammollo ha lo scopo fra i trattamenti di bagno di liberare le pelli da sangue e sporcizia aderenti e di allontanare il sale dalle pelli conservate mediante esso.
Può pertanto essere vantaggioso intraprendere dapprima un cosiddetto ammollo per l'eliminazione della sporcizia. A questo scopo è sufficiente in generale effettuare un ammollo con acqua a circa 30° per un certo tempo, ad esempio 2 ore. Come ricipienti possono essere impiegati i recipienti di ammollo convenientemente utilizzati, ad esempio miscelatori, botti, macchine da concia oppure aspi (cfr. F. Stather in Gerbereichemie und Gergereitcholoogie, 4. Edizione Akademie-Verlag, Berlino 1967). Come valore di riferimento si può ad esempio considerare una lunghezza di bagno del 200%.
Il procedimento emolliente viene generalmente vantaggiosamente coadiuavato mediante agitazione meccanica. Il bagno emoliente impiegato per l'allontanamento della sporcizia viene opportunamente eliminato. Il valore di pH del bagno emoliente viene regolato fra 9 e 11 mediante l'addizione di sostanze alcaline ad esempio composti basici del sodio o del potassio quali liscivia di sodio, liscivia di potassio, soda, potassa ed altri.
Solitamente i componenti A), B) ed eventualmente i mezzi sequestranti del componente C) sono applicati nelle quantità sopra citate in forma di polvere insieme con gli agenti tensio-attivi (in forma di detergenti) per lo più fluidi. E' tuttavia anche senz'altro possibile impiegare tutti i componenti sotto forma di formulazioni fluide acquose rispettivamente non acquose. In tali formulazioni il mezzo sequestrante è presente in forma in acqua ed i tensio-attivi, vantaggiosamente di tipo non ionico servono come stabilizzatori.
Il procedimento emolliente secondo l'invenzione è condotto vantaggiosamente - come il procedimento emolliente per l'eliminazione della sporcizia nei recipienti impiegati solitamente a questo scopo e con agitazione. Come valore di riferimento per il trattamento nel recipiente di concia si può considerare ad esempio un valore di circa 4 giri al minuto. Come valore di riferimento per la temperatura del bagno emolliente si può considerare un valore di 28 5°C. La durata del trattamento emolliente ammonta di regola ad alcune ore ad esempio da 3 a 7 ore, come valore di riferimento si possono assumere 6 ore. E generalmente il bagno emolliente viene scaricato dopo il termine del procedimento emolliente Al termine del procedimento emolliente si possono lavorare ulteriormente le pelli e i pellami in maniera nota, ad esempio possono essere avviati al calcinatore (cfr. H.J. Rehm e G. Reed, Biotechnology, Voi.
6b, 734, VCH 1988). La lunghezza di bagno del bagnoemolliente ammonta vantaggiosamente dal 100 al 300% riferito al peso totale di pelle e pellami.
Effetti vantaggiosi
Il procedimento emolliente secondo l'invenzione viene incontro in particolar modo alle richieste della tecnica. Anche con sostanze grezze contenenti forti quantitativi di grassi come ad esempio pelli suine e pellami ovini si osserva uno spiccato effetto emolliente e sgrassante. I valori di sgrassamento sono secondo risultati finora ottenuti dal 40 al 60% più elevati di quelli ottenuti senza il coimpiego di lipasi alcaline. Sorprendentemente si può abbassare grazie all'impiego di lipasi alcaline secondo il componente A) il quantitativo di protessi richieste secondo il componente B). Se si rinuncia all'impiego di protessi, decresce l'effetto sgrassante. Se si rinuncia all'impiego di emulsionanti secondo il componente C), si abbassa drasticamente l'efficacia sgrassante .
I seguenti esempi sono utili per la comprensione della invenzione .
ESEMPI
1. Esempi di formulazione
Nella tabella seguente sono indicate le composizioni dei prodotti di prova da a ad h,rappresentate a seconda dei componenti A), B) e C).
I valori numerici indicati hanno significato di parti in peso dei componenti nei rispettivi prodotti sottoposti a prova.
Con simile buon successo si possono impiegare invece dei citati mezzi sequestranti D) anche l'acido esametafosforico, l’acido tartarico, l'acido cicitrico, l'acido gliconico, l'acido 5-solfosalicilico, l'acido nitrilotrimetilenfosfonico, l'acido etilendiamminotetrametilenfosfonico e l'acido idrossietilidendifosfonico.
2. Esempi di applicazione tecnica
Esempio 2.1
10 kg di pelle bovina salata classe II, 30/39 kg
Procedimento emolliente per 11allontamento dello sporco (in recipiente):
Procedimentoemolliente principale e sgrassatura:
Dal bagno si estrae un campione e si determina il contenuto di di grasso. La bontà dell'effettoemolliente si determina in base alla rapidità dell'assunzione di acqua (reidratazione), alla misura della separazione di fibra, alla pulizia di base ed alla tendenza a formare grinze della pelle purgata e depilata e tale bontà viene valutata da 1 (molto buono) a 6 (insufficiente).
Esempio 2.2
Procedimento emoliente principale:
A seguire usuali calcinazione e concia.
Risultati delle prove
* = Emulsionante standard dell'esempio 2.1 ;* = consistente di 70% in peso di nonil-fenolo con 8-9' moli EO 30% in peso di cloruro·di ammonio C
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI Procedimento emolliente per pelli e pellami coadiuvati enzimaticamente con l’applicazione di enzimi proteolitici e lipolitici ed agenti attivi nei confronti della tensione superficiale in un bagno acquoso, caratterizzato dal fatto che il bagno emoliente comprende: A) lipasi con un efficacia ottimale nel campo di pH da 9 ad 11, B) proteasi con efficacia nel campo di pH,.da 9 ad 11, e C) agenti attivi nei confronti della tensione superficiale, e caratterizzato dal fatto che il valore di pH del bagno emolliente è compreso fra 9 ed 11.
- Procedimento emolliente coadiuvato enzimaticamente secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le proteasi B) rappresentano proteasi alcaline con una efficacia ottimale nel campo di pH da 8 a 13.
- 3. Procedimento emolliente coadiuvato enzimaticamente secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il bagno emolliente contiene anche mezzi sequestranti.
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