Технологии выделки кож из шкур лососевых рыб с применением неравновесной низкотемпературной плазмы

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
Д. К. Низамова, Г. Р. Рахматуллина, В. П. Тихонова 
ТЕХНОЛОГИИ ВЫДЕЛКИ 
КОЖ ИЗ ШКУР ЛОСОСЕВЫХ
РЫБ С ПРИМЕНЕНИЕМ 
НЕРАВНОВЕСНОЙ 
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ 
ПЛАЗМЫ  
Монография
Казань 
Издательство КНИТУ 
2023 

УДК 675.02:533.9 
ББК 37.252:22.333 
Н61 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
канд. техн. наук С. Ю. Грузкова 
канд. техн. наук Н. А. Дегтярев 
Н61 
Низамова Д. К. 
Технологии выделки кож из шкур лососевых рыб с применением 
неравновесной низкотемпературной плазмы : монография / 
Д. К. Низамова, Г. Р. Рахматуллина, В. П. Тихонова; Минобрнауки 
России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 
2023. – 104 с. 
ISBN 978-5-7882-3338-3 
Рассмотрены перспективы развития технологий выделки кож из шкур рыб. 
Приведены результаты экспериментальных исследований процессов выделки 
кож из шкур лососевых рыб с применением плазмы высокочастотного емкостного 
разряда пониженного давления и модифицированной изопропиловым спиртом 
аминосмолы на основе карбамида. Представлены научно обоснованные решения 
проблем кожевенных предприятий по разработке технологий выделки галантерейных кож и кож для верха обуви с улучшенными эксплуатационными и эстетическими свойствами из шкур рыб. 
Предназначена для бакалавров и магистров направления подготовки «Технология изделий легкой промышленности», аспирантов направления подготовки 
«Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности». 
Подготовлена на кафедре плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов. 
УДК 675.02:533.9 
ББК 37.252:22.333 
ISBN 978-5-7882-3338-3 
© Низамова Д. К., Рахматуллина Г. Р., 
Тихонова В. П., 2023 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2023 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Список основных сокращений ..................................................................................................... 4 
Введение ......................................................................................................................................... 5 
1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫДЕЛКИ КОЖ
ИЗ ШКУР ЛОСОСЕВЫХ РЫБ .................................................................................................... 6 
1.1. Актуальность разработки технологии выделки кож из шкур лососевых рыб 
.............. 6 
1.2. Развитие технологии выделки кож из шкур рыб ............................................................. 8 
1.3. Электрофизические методы в технологиях кожевенного производства 
..................... 16 
1.4. Аминосмолы и их применение ........................................................................................ 19 
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 
........................................................................ 21 
2.1. Выбор объектов исследования ........................................................................................ 21 
2.2. Особенности строения, химический состав шкур лососевых рыб .............................. 23 
2.3. Методы исследования 
....................................................................................................... 29 
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ННТП ПОНИЖЕННОГО
ДАВЛЕНИЯ И СМОЛЫ КФС-ИПС НА СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ КОЖ ИЗ ШКУР
ЛОСОСЕВЫХ РЫБ 
..................................................................................................................... 33 
3.1. Экспериментальные исследования влияния неравновесной низкотемпературной 
плазмы пониженного давления на свойства сырья из шкур лососевых рыб 
..................... 33 
3.2. Экспериментальные исследования влияния обработки сырья неравновесной 
низкотемпературной плазмой пониженного давления на протекание отмочно-зольных 
процессов при выделке кожи из шкур лососевых рыб ........................................................ 37 
3.3. Экспериментальные исследования влияния обработки сырья неравновесной 
низкотемпературной плазмой пониженного давления на протекание преддубильных 
и дубильных процессов при выделке кожи из шкур лососевых рыб ................................. 47 
3.4. Экспериментальные исследования влияния смолы КФС-ИПС на свойства 
и структуру дермы шкур горбуши ......................................................................................... 60 
3.5. Физические закономерности комплексного изменения свойств кожи из шкур 
лососевых рыб при воздействии неравновесной низкотемпературной плазмы  
пониженного давления и смолы КФС-ИПС 
.......................................................................... 67 
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ВЫДЕЛКИ КОЖ ИЗ ШКУР ЛОСОСЕВЫХ РЫБ
С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ И СМОЛЫ КФС-ИПС ......................................................... 71 
4.1. Разработка технологии выделки кожи из шкур горбуши с применением ННТП 
пониженного давления и смолы КФС-ИПС 
.......................................................................... 71 
4.2. Разработка технологии выделки кож из шкур форели, семги, кеты и лосося 
с применением неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления .... 74 
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ... 80
Заключение 
................................................................................................................................... 82 
Литература 
.................................................................................................................................... 83 
Приложения.................................................................................................................................. 97 
3 

С П И С О К  О С Н О В Н Ы Х  С О К Р А Щ Е Н И Й
ННТП – неравновесная низкотемпературная плазма 
КФС-ИПС – модифицированная изопропиловым спиртом аминосмола 
на основе карбамида 
КРС – крупный рогатый скот 
ПАВ – поверхностно-активное вещество 
ВЧ – высокочастотный 
ВЧЕ – высокочастотный емкостной 
СХД – сухой хромовый дубитель 
УЗ – ультразвук 
УФ – ультрафиолет 
СВЧ – сверхвысокочастотная 
СПЗ – слой положительного заряда 
G – расход газа  
P – рабочее давление в разрядной камере 
f – частота генератора  
t – продолжительность обработки 
4 

В В Е Д Е Н И Е
Продукция кожевенной промышленности отличается стабильно 
высоким спросом, поскольку имеет разнообразные области применения 
и широчайший ассортимент изделий на ее основе. В последние 
годы значительно повысился интерес потребителей к кожам из шкур 
редких и экзотических животных, в том числе из шкур рыб. 
Шкура рыбы имеет уникальное строение дермы, обеспечивающее 
высокую прочность кожи и придающее ей специфический рисунок. Однако в настоящее время не существует единой технологии производства кожи из шкур рыб, отсутствуют стандарты на сырье и готовую продукцию. Создание подобной технологии будет способствовать также 
решению проблемы использования вторичного сырья пищевой промышленности, в частности при переработке сырья лососевых рыб и значительно расширит ассортимент изделий из шкур рыбы. 
На сегодняшний день накоплен богатый положительный опыт применения неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления для целенаправленного влияния на структуру натуральных волокнистых материалов и за счет этого регулирования их потребительских 
и эксплуатационных свойств. Плазменные технологии относят к экологически чистым методам обработки. Применение комплексного воздействия плазменных методов в сочетании с новыми химическими материалами, реагентами и методами дубления позволяет получать высококачественные кожевенные полуфабрикаты с уникальными свойствами. 
Таким образом, актуальной задачей кожевенной промышленности 
является разработка технологий получения кож из отходов пищевой 
промышленности, а именно из шкур рыб, с улучшенными потребительскими и технологическими показателями за счет воздействия потока 
неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления 
и применения новых химических материалов. 
Монография посвящена изучению влияния высокочастотной емкостной плазменной обработки на структуру дермы лососевых рыб, 
а также исследованию механизма взаимодействия модифицированной 
изопропиловым спиртом аминосмолы на основе карбамида с функциональными группами коллагена дермы рыб. 
5 

.  С О С Т О Я Н И Е  И  П Е Р С П Е К Т И В Ы  Р А З В И Т И Я  
Т Е Х Н О Л О Г И Й  В Ы Д Е Л К И  К О Ж  И З  Ш К У Р  
Л О С О С Е В Ы Х  Р Ы Б  
В главе представлен обзор и анализ современных технологий, 
направленных на улучшение эксплуатационных и эстетических свойств 
кож из шкур рыб. Рассматриваются традиционные и плазменные методы модификации натурального материала. 
1 . 1 .  А к т у а л ь н о с т ь  р а з р а б о т к и  т е х н о л о г и и  
в ы д е л к и  к о ж  и з  ш к у р  л о с о с е в ы х  р ы б  
Разработка технологий выделки кож из шкур рыб открывает хорошие перспективы для расширения сырьевой базы и увеличения ассортимента продукции кожевенного производства. Данную кожу можно 
применять в качестве материала для верха обуви, а также в галантерейных изделиях. Основными преимуществами применения шкур рыб являются уникальные эстетические свойства, дешевизна сырья, возможность переработки отходов пищевой промышленности. Ограничения 
в использовании кож из шкур рыб связаны с небольшой площадью материала и необходимостью доработки технологии под конкретный вид 
рыбы в связи с особенностями строения шкур. 
Вопросом увеличения объемов разведения лососевых рыб вплотную занимается Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. Выпущен приказ Министерства сельского хозяйства РФ от 
16.01.2015 № 10 «Об утверждении отраслевой программы «Развитие товарной аквакультуры (товарного рыбоводства) в Российской Федерации на 2015–2020 годы». Целью программы является создание условий 
для комплексного развития товарной аквакультуры [1]. 
По данным Росрыболовства, вылов лосося в России ежегодно увеличивается и в 2021 г. также вырос и достиг 453 тыс. т, что на 14 % 
больше уровня цикличного 2019 г. и более чем в два раза выше показателя 2020 г. (99 % от первоначального прогнозируемого объема их вылова). Как отметили в Росрыболовстве, основным районом лососевого 
6 

промысла в 2021 г. являлся Камчатский край, где добыто 414 тыс. т тихоокеанских лососей или 91 % от общего вылова на Дальнем Востоке. 
По словам главы Росрыболовства Ильи Шестакова, в России происходит взрывной рост индустриального лососеводства. За пять лет 
объемы выросли почти в три раза, а доля в общей структуре производства продукции аквакультуры превысила 30 %, что позволило заместить значительную часть импорта. Ведомство рассчитывает, что в ближайшие несколько лет основные потребности российского рынка в продукции из семги и форели будут покрыты за счет отечественного производства [2]. 
Переходя от объемов выращивания к непосредственному потреблению лосося, хочется отметить, что в ходе декабрьской конференции 
«Агроинвестора» «Агрохолдинги России – 2021» партнер инвестиционного фонда Russian Friends Capital Дмитрий Перман сказал, что на горизонте ближайших пяти лет потребление этой рыбы вырастет до 
100 тыс. т в год. Сейчас в России потребляют около 90 тыс. т лосося 
в год, и с таким объемом наша страна является одним из лидеров в Европе [3]. 
На сегодняшний день кожа из шкур рыб пользуется популярностью 
в мире высокой моды. Дизайнеры постепенно раскрывают ценность рыбьей кожи в своих коллекциях. Например, фирма Christian Dior выпускает туфли из кожи шкур лосося, а фирма Skinny (Шотландия) – бикини. Обувь из данной кожи обладает высокой износостойкостью, 
практически не впитывает влагу и «дышит». Многообразие цветов, 
уникальность рисунка верхнего слоя кожи из шкур рыбы относит их 
к эксклюзивной продукции. 
Главное достоинство данных изделий – экологическая чистота 
и оригинальный рисунок. На рис. 1.1 представлена фотография женской обуви на высоком каблуке из кожи шкур лосося [4]. 
 
Рис. 1.1. Женская обувь на высоком каблуке из кожи шкур лосося 
(Christian Dior) 
7 

Для оценки качества кожи из шкур рыб проведено сравнение механических характеристик кожи из шкур лососевых рыб (на примере форели) с показателями качества кож из шкур КРС (табл. 1.1) [5].  
 
Таблица 1.1  
Механические характеристики кож для верха обуви 
 из шкур КРС и форели 
Относительное 
Вид кожи 
Предел прочности при 
растяжении, МПа 
удлинение, % 
Кожа из шкур  
форели 
29,9 
46,5 
Кожа из шкур 
КРС 
20,0 
17,0 
 
На основании данных, представленных в табл. 1.1, можно заключить, что прочность при растяжении кожи из шкур форели не только не 
уступает прочности кожи из шкур КРС, но и превосходит ее на 33 %, 
при этом наблюдается увеличение удлинения на 29,5 %. Такие высокие 
механические показатели кож из шкур рыб определяются высокоупорядоченным и плотным расположением структурных элементов дермы 
шкур рыб. Данные, представленные в табл. 1.1, коррелируются с результатами, полученными в работах [6, 7], в которых определены физико-механические показатели сырья и кожи из шкур лососевых рыб.  
Следовательно, из кожи шкур рыбы возможно изготовление разнообразных галантерейных изделий, таких как сумки, обложки и переплеты, ремешки для часов, рамки для картин, а также использование 
данной кожи в производстве обуви. 
1 . 2 .  Р а з в и т и е  т е х н о л о г и и  в ы д е л к и  к о ж  
и з  ш к у р  р ы б  
В древности народы Юго-Восточной Азии, Южной Европы, Северной Америки и Сибири занимались выделыванием кожи крупных океанических рыб: акул, скатов, тунцов, зубатки, мурены. Применяли растительный способ дубления, а также выделывали сыромять. 
8 

Выделанные кожи использовали для пошива грубой одежды, обуви, отделки жилищ, судов (лодок, плотов) [8]. 
В 1923 г. исследователь Вильсон публикует книгу, в котором содержатся сведения по микроструктуре шкур акулы, ската и лосося. 
Книга приобрела мировую известность и через 4 года была переведена 
на русский язык [9]. 
В 1929 г. американскими учеными установлено, что для производства кожи наиболее подходят шкуры акулы и ската. Кроме того, исследователи описали изменение структуры шкур трески под действием 
кислот и щелочей [10]. 
В 30-е годы XX в. выделывали кожу из шкур сома с «искусственным лицом», однако при этом терялась красота, естественность и снижалась ее ценность [11]. 
В 40-е годы XX в. впервые промышленно изготовлена женская 
обувь из шкур трески, причем из рыбы сделан верх обуви, однако качество изделий было недостаточно высоким – отмечалась жесткость 
и ломкость кожи шкур рыб [12]. 
В СССР с 1929 г. начата заготовка рыбьих шкур для дальнейшего 
изучения. Советское правительство обратило внимание на новый вид 
сырья и обязало все консервные заводы, суда, столовые запасать рыбьи 
шкуры [13]. Велись запасы шкур зубатки, трески, сома, налима, акулы, 
ската, белуги. Выделкой занимались на Архангельском кожевенном заводе. Кожа оказалась востребована и в 1932 г., объем производства составил 2891,6 тыс. штук [14]. 
Большой вклад в изучение шкур рыб внесла Е. А. Кочарова, которая 
занималась гистологией шкур морских и речных рыб [15], а также изучением вопроса о консервировании рыбьих шкур с применением антисептиков [16]. Работу Е. А. Кочаровой по изучению гистологического строения кожного покрова костистых рыб продолжил А. Браун с соавт. [17]. 
Примерную методику выработки кож из шкур севрюги, белуги 
и осетра предложили Я. Н. Каплунова и Г. Кацевас [18]. 
Исследования рыбьего кожевенного сырья было приостановлено 
в период Второй мировой войны. К сожалению, в последующие годы 
детальные исследования не продолжились. 
Интерес к коже из шкур рыб возобновился только в 90-е годы XX в. 
В диссертации [8] изучались строение и свойства шкур белуги, сома, 
толстолобика, судака, щуки, сазана, а также их химический состав, физико-механические свойства шкур рыб, проведена разработка ферментной обработки, обоснованы показатели качества сырья. По содержанию 
9 

липидов автор разделил шкуры рыб на тощие – менее 1 % 
жира (щука), средней жирности – 1,0–1,8 % (судак, сом), жирные – 
более 1,8 % (сазан). Аминокислотный состав содержит около 20 % глицина, 9,6–10,9 % оксипролина, остальные остатки аминокислот составляют 19,1–26,5 % от общего количества. Автор делает вывод о том, что 
коллаген шкур рыб имеет меньшую степень структурирования и кристаллических зон. Это подтверждается тем, что температура сваривания дермы шкур рыб ниже, чем у млекопитающих. Установлено, что 
растительное дубление обеспечивает более качественные характеристики кожи при сравнении с хромовым. 
В диссертационной работе Л. П. Чудиновой [11] исследовано применение ферментной обработки шкур рыб и изменение их химико-морфологических свойств. Автор указывает благоприятное воздействие 
ферментов липоризина Г3х, протосубтилина Г3х, коллагеназы. Установлен фракционный состав белков, доказывающий возможность их 
использования в производстве кожи из шкур рыб. 
Диссертация [6] посвящена изучению шкуры атлантического лосося как нового вида кожевенного сырья. Исследованы органолептические показатели шкур, рассмотрена гистологическая структура (эпидермис, дерма, подкожная жировая клетчатка), товарно-технологические свойства. Установлено, что содержание жира в шкуре атлантического лосося составляет 18,3–25,9 %, что близко к показателям шкур 
овец и свиней, содержание минеральных веществ – 1,3–2,5 %. Исходя 
из особенностей строения и характера переплетения пучков коллагеновых волокон автор делает вывод о том, что из шкур рыб можно получить эластичный, прочный и качественный кожевенный полуфабрикат. 
В статье [19] исследован химический состав шкур речных рыб. 
Установлено, что содержание коллагена в шкурах всех видов речных 
рыб составляет около 86–90 % от общего содержания белков, содержание минеральных веществ – 1,0–1,5 %, содержание жира – 0,9–4,7 %. 
Автор предлагает шкуры рыб с содержанием жира более 2 % применять 
для получения пищевого желатина. На основе полученных результатов 
сделан вывод о том, что кожа рыб является ценным коллагенсодержащим сырьем. 
Из приведенного обзора видно, что с 90-х годов XX в. активно ведутся исследования гистологии и химического состава шкур рыб для 
оценки потенциала данного сырья в выделке кожи и другой коллагенсодержащей продукции.  
10