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Gerbereien werden oft mit dem charakteristischen und unangenehmen „Sulfidgeruch“ in Verbindung gebracht, der tatsächlich durch geringe Konzentrationen an Schwefelwasserstoffgas, auch Schwefelwasserstoff genannt, verursacht wird. Bereits Werte von 0,2 ppm H2S sind für den Menschen unangenehm und eine Konzentration von 20 ppm ist unerträglich. Infolgedessen könnten Gerbereien gezwungen sein, den Betrieb von Wasserwerken zu schließen oder ihren Standort aus besiedelten Gebieten zu verlagern.
Da die Wasserwerkstatt und die Gerberei oft in derselben Einrichtung stattfinden, ist der Geruch eigentlich das geringere Problem. Durch menschliches Versagen besteht immer die Gefahr, dass sich saure Schwimmkörper mit den sulfidhaltigen Schwimmkörpern der Wasserwerksanlage vermischen und höhere Mengen an H2S freigesetzt werden. Bei einer Konzentration von 500 ppm werden alle Geruchsrezeptoren blockiert, das Gas wird daher nicht mehr wahrnehmbar und eine 30-minütige Exposition führt zu einer lebensbedrohlichen Vergiftung. Bei einer Konzentration von 5.000 ppm (0,5 %) ist die Toxizität so ausgeprägt, dass ein einziger Atemzug ausreicht, um innerhalb von Sekunden den sofortigen Tod herbeizuführen.
Trotz all dieser Probleme und Risiken ist Sulfid seit mehr als einem Jahrhundert die bevorzugte Chemikalie zur Enthaarung. Dies ist auf nicht verfügbare praktikable Alternativen zurückzuführen: Der Einsatz organischer Sulfide hat sich als praktikabel erwiesen, wird aber aufgrund der damit verbundenen Mehrkosten nicht wirklich akzeptiert. Die Enthaarung allein durch proteolytische und keratolytische Enzyme wurde immer wieder versucht, aber die mangelnde Selektivität war in der Praxis schwer zu kontrollieren. Auch in die oxidative Enthaarung wurde viel Arbeit investiert, doch bis heute ist die Anwendung sehr begrenzt, da es schwierig ist, konsistente Ergebnisse zu erzielen.

Der Enthaarungsprozess

Covington hat berechnet, dass die theoretisch erforderliche Menge an Natriumsulfid in Industriequalität (60–70 %) für einen Haarverbrennungsprozess nur 0,6 %, bezogen auf das Hautgewicht, beträgt. In der Praxis liegen die typischen Einsatzmengen für einen zuverlässigen Prozess deutlich höher, nämlich bei 2-3 %. Der Hauptgrund dafür ist die Tatsache, dass die Enthaarungsgeschwindigkeit von der Konzentration der Sulfidionen (S2-) im Float abhängt. Um eine hohe Sulfidkonzentration zu erreichen, werden üblicherweise kurze Schwimmkörper verwendet. Dennoch wirkt sich die Reduzierung des Sulfidgehalts negativ auf die vollständige Haarentfernung in einem akzeptablen Zeitrahmen aus.
Betrachtet man genauer, wie die Enthaarungsgeschwindigkeit von der Konzentration der eingesetzten Chemikalien abhängt, wird deutlich, dass für einen bestimmten Prozess eine hohe Konzentration insbesondere direkt am Angriffspunkt erforderlich ist. Bei einer Haarverbrennung ist dieser Angriffspunkt das Keratin der Haarrinde, das durch den Abbau von Cystinbrücken durch Sulfid abgebaut wird.
Bei einem haarschonenden Verfahren, bei dem das Keratin durch den Immunisierungsschritt geschützt wird, ist der Angriffspunkt hauptsächlich das Protein der Haarzwiebel, das entweder allein aufgrund der alkalischen Bedingungen oder durch proteolytische Enzyme, sofern vorhanden, hydrolysiert wird. Ein zweiter und ebenso wichtiger Angriffspunkt ist das Präkeratin, das sich oberhalb der Haarzwiebel befindet; Es kann durch proteolytische Hydrolyse in Kombination mit der keratolytischen Wirkung von Sulfid abgebaut werden.
Welches Verfahren auch immer zur Enthaarung verwendet wird, es ist von größter Bedeutung, dass diese Angriffspunkte für die Prozesschemikalien leicht zugänglich sind, was eine hohe lokale Konzentration von Sulfid ermöglicht, was wiederum zu einer hohen Enthaarungsrate führt. Dies bedeutet auch, dass, wenn ein einfacher Zugang der aktiven Prozesschemikalien (z. B. Kalk, Sulfid, Enzyme usw.) zu den entscheidenden Stellen gewährleistet ist, es möglich sein wird, deutlich geringere Mengen dieser Chemikalien zu verwenden.

Das Einweichen ist ein Schlüsselfaktor für eine effiziente Enthaarung

Alle im Enthaarungsprozess verwendeten Chemikalien sind wasserlöslich und Wasser ist das Prozessmedium. Fett ist daher eine natürliche Barriere, die die Wirksamkeit aller enthaarenden Chemikalien verringert. Durch die Fettentfernung kann die Leistung des anschließenden Enthaarungsvorgangs deutlich verbessert werden. Somit muss im Einweichschritt die Grundlage für eine effektive Enthaarung mit deutlich reduziertem Chemikalienangebot gelegt werden.
Ziel ist eine effiziente Entfettung der Haare und der Hautoberfläche sowie eine Entfernung von Talgfett. Andererseits muss generell vermieden werden, zu viel Fett zu entfernen, insbesondere aus dem Fleisch, da es oft nicht möglich ist, es in Emulsion zu halten und es zu Fettverschmierungen kommt. Dies führt zu einer fettigen statt der gewünschten „trockenen“ Oberfläche, was die Wirksamkeit des Enthaarungsvorgangs beeinträchtigt.
Während die selektive Fettentfernung von bestimmten Strukturelementen der Haut diese dem anschließenden Angriff der enthaarenden Chemikalien aussetzt, können gleichzeitig andere Teile der Haut davor geschützt werden. Die Erfahrung zeigt, dass das Einweichen unter alkalischen Bedingungen durch Erdalkaliverbindungen letztendlich zu Leder mit verbesserter Fülle an Flanken und Bäuchen und einer größeren nutzbaren Fläche führt. Bislang gibt es keine schlüssige Erklärung für diese gut belegte Tatsache, aber analytische Zahlen zeigen, dass das Einweichen mit Erdalkalien tatsächlich zu einer ganz anderen Verteilung der Fettstoffe in der Haut führt als das Einweichen mit Soda.
Während die Entfettungswirkung bei Soda recht gleichmäßig ist, führt die Verwendung von Erdalkalien zu einem höheren Gehalt an Fettstoffen in locker strukturierten Bereichen des Fells, also an den Flanken. Ob dies auf eine selektive Entfernung von Fett aus anderen Teilen oder auf eine erneute Ablagerung von Fettstoffen zurückzuführen ist, kann derzeit nicht gesagt werden. Was auch immer der genaue Grund ist, die positive Auswirkung auf den Schnittertrag ist unbestreitbar.
Ein neues selektives Einweichmittel macht sich die beschriebenen Effekte zunutze; Es schafft optimale Voraussetzungen für eine gute Haarwurzel- und Feinhaarentfernung bei reduziertem Sulfidangebot und bewahrt gleichzeitig die Unversehrtheit von Bäuchen und Flanken.

Enzymatisch unterstützte Enthaarung mit niedrigem Sulfidgehalt

Nachdem die Haut durch Einweichen richtig vorbereitet wurde, lässt sich die Enthaarung am effektivsten mit einem Verfahren erreichen, das eine Kombination aus einer enzymatischen proteolytischen Formulierung und der keratolytischen Wirkung von Sulfid nutzt. Allerdings kann in einem haarschonenden Verfahren der Sulfidgehalt jetzt drastisch auf Werte von nur 1 % im Verhältnis zum Hautgewicht bei größeren Rinderhäuten reduziert werden. Dies kann ohne Kompromisse hinsichtlich der Geschwindigkeit und Wirksamkeit der Enthaarung oder der Sauberkeit des Fells erfolgen. Das geringere Angebot führt auch zu deutlich geringeren Sulfidgehalten in der Äscherflotte und in der Haut (es wird beim späteren Entkalken und Beizen weniger H2S freigesetzt!). Sogar ein traditioneller Haarverbrennungsprozess kann mit dem gleichen niedrigen Sulfidangebot durchgeführt werden.
Neben der keratolytischen Wirkung von Sulfid ist zur Enthaarung immer eine proteolytische Hydrolyse erforderlich. Die aus Proteinen bestehende Haarzwiebel und das darüber liegende Präkeratin müssen angegriffen werden. Dies geschieht durch Alkalität und gegebenenfalls auch durch proteolytische Enzyme.
Kollagen ist anfälliger für Hydrolyse als Keratin, und nach der Zugabe von Kalk wird das native Kollagen chemisch verändert und wird dadurch empfindlicher. Darüber hinaus macht die alkalische Quellung das Fell auch anfällig für körperliche Schäden. Daher ist es viel sicherer, den proteolytischen Angriff auf Haarzwiebel und Vorkeratin vor der Zugabe von Kalk bei einem niedrigeren pH-Wert durchzuführen.
Dies kann durch eine neue proteolytische enzymatische Enthaarungsformulierung erreicht werden, die ihre höchste Aktivität bei einem pH-Wert von 10,5 aufweist. Bei einem typischen pH-Wert eines Äscherprozesses von etwa 13 ist die Aktivität deutlich geringer. Dies bedeutet, dass das Fell im empfindlichsten Zustand weniger hydrolytischem Abbau ausgesetzt ist.

Ein haarschonendes Verfahren mit geringem Sulfid- und Kalkgehalt

Ein Einweichmittel, das die lockeren Strukturbereiche des Leders schützt, und eine enzymatische Enthaarungsformulierung, die bei hohem pH-Wert inaktiviert wird, garantieren optimale Bedingungen für beste Qualität und die maximal mögliche Nutzfläche des Leders. Gleichzeitig ermöglicht das neue Enthaarungssystem eine deutliche Reduzierung des Sulfidangebots, selbst bei einem Haarverbrennungsprozess. Der größte Nutzen wird jedoch erzielt, wenn es in einem haarschonenden Verfahren verwendet wird. Die kombinierte Wirkung einer hocheffizienten Einweichung und der selektiven proteolytischen Wirkung einer speziellen Enzymformulierung führt zu einer äußerst zuverlässigen Enthaarung ohne Probleme von Feinhaaren und Haarwurzeln und mit verbesserter Sauberkeit des Fells.

Das System verbessert die Öffnung der Haut, was zu weicherem Leder führt, wenn dies nicht durch eine Reduzierung des Kalkangebots ausgeglichen wird. Dies führt in Kombination mit einer Abschirmung der Haare durch einen Filter zu einer erheblichen Schlammreduzierung.

Abschluss

Bei richtiger Vorbereitung der Haut durch Einweichen ist ein sulfid- und kalkarmer Prozess mit guter Epidermis-, Haarwurzel- und Feinhaarentfernung möglich. Bei der Enthaarung kann ein selektiver enzymatischer Hilfsstoff eingesetzt werden, ohne dass die Integrität des Korns, der Bäuche und der Flanken beeinträchtigt wird.
Durch die Kombination beider Produkte bietet die Technologie folgende Vorteile gegenüber einer herkömmlichen Arbeitsweise:

- verbesserte Sicherheit
- viel weniger unangenehme Gerüche
- Wesentlich reduzierte Belastung der Umwelt – Sulfid, Stickstoff, CSB, Schlamm
- optimierte und gleichmäßigere Ausbeute bei Layout, Schnitt und Lederqualität
- geringere Chemikalien-, Prozess- und Abfallkosten