الدباغة (الجلد)

This article's lead section may be too short to adequately summarize the key points. Please consider expanding the lead to provide an accessible overview of all important aspects of the article. (June 2024)

الدباغة ، أو دباغة الجلود ، هي عملية معالجة جلود الحيوانات لإنتاج الجلود . والمدبغة هي المكان الذي تتم فيه معالجة الجلود .

تاريخيًا، كانت الدباغة النباتية تستخدم التانين ، وهو مركب كيميائي حمضي مشتق من لحاء أشجار معينة، في إنتاج الجلود. وهناك طريقة بديلة، تم تطويرها في القرن التاسع عشر، وهي الدباغة بالكروم، حيث تُستخدم أملاح الكروم بدلاً من التانينات الطبيعية.

تتضمن عملية دباغة الجلود عملية تغير بشكل دائم البنية البروتينية للجلد، مما يجعله أكثر متانة وأقل عرضة للتحلل والتلوين. يُعرف المكان الذي تتم فيه معالجة الجلود باسم المدبغة .

الكلمة الإنجليزية للدباغة مشتقة من الكلمة اللاتينية في العصور الوسطى tannāre ، المشتقة من tannum ( لحاء البلوط )، من الكلمة الفرنسية tan (tanbark)، من الكلمة الكورنية القديمة tann (البلوط). ترتبط هذه المصطلحات بالكلمة الهندو أوروبية البدائية الافتراضية * dʰonu والتي تعني " شجرة التنوب ". (الكلمة نفسها هي مصدر الكلمة الألمانية العليا القديمة tanna والتي تعني "التنوب"، والمرتبطة بالكلمة الألمانية الحديثة Tannenbaum ).

استخدمت الحضارات القديمة الجلود في صناعة قربة الماء والحقائب والأحزمة والأدوات والقوارب والدروع والجعب والأغماد والأحذية والصنادل . كان سكان مهرغاره في باكستان يقومون بالدباغة بين عامي 7000 و3300 قبل الميلاد. ^[1] حوالي عام 2500 قبل الميلاد ، بدأ السومريون في استخدام الجلود المثبتة بمسامير نحاسية على عجلات العربات . ^{[ بحاجة} لمصدر ^]

كما تم استخدام عملية الدباغة في صناعة القوارب وسفن الصيد: حيث تم دباغة الحبال والشباك والأشرعة باستخدام لحاء الشجر. ^[2]

في السابق، كانت الدباغة تعتبر مهنة ضارة أو "ذات رائحة كريهة" وكانت تقتصر على ضواحي المدينة، بين الفقراء. والدباغة بالطرق القديمة كريهة الرائحة لدرجة أن المدابغ لا تزال معزولة عن تلك المدن اليوم حيث تستخدم الطرق القديمة. وعادة ما تصل الجلود إلى المدابغ جافة وقاسية ومتسخة بالتراب والدم. أولاً، كان المدابغ القدماء ينقعون الجلود في الماء لتنظيفها وتليينها. ثم يطحنون الجلد ويفركونه لإزالة أي لحم أو دهون متبقية . وكان يتم إزالة الشعر عن طريق نقع الجلد في البول ، ^[3] أو طلائه بمزيج من الجير القلوي ، أو ببساطة ترك الجلد يتعفن لعدة أشهر ثم غمسه في محلول ملحي. وبعد فك الشعر، كان المدابغ يكشطونه بسكين. وبمجرد إزالة الشعر، كان المدابغ " يخففون " (يلينون) المادة عن طريق دق الروث في الجلد، أو نقع الجلد في محلول من أدمغة الحيوانات. كان التخمير عملية تخمير تعتمد على الإنزيمات التي تنتجها البكتيريا الموجودة في الروث. ومن بين أنواع الروث المستخدمة بشكل شائع روث الكلاب أو الحمام. ^[4]

تاريخيًا، كانت عملية الدباغة الفعلية تستخدم الدباغة النباتية. وفي بعض أشكال هذه العملية، كان يتم وضع زيت الأرز أو الشبة أو التانين على الجلد كعامل دباغة. ومع تمدد الجلد، كان يفقد رطوبته ويمتص العامل.

وبعد اعتماد طريقة نقع خيوط الأمعاء في محلول الكروم (III) في الطب بعد عام 1840، تم اكتشاف أن هذه الطريقة يمكن استخدامها أيضًا مع الجلود وبالتالي تم اعتمادها من قبل المدابغ. ^[5]

تبدأ عملية الدباغة بالحصول على جلد حيواني. وعندما يتم دباغة جلد حيوان، يتم قتل الحيوان وسلخه قبل أن تخرج حرارة الجسم من الأنسجة. ^[6] ويمكن القيام بذلك بواسطة الدباغ، أو عن طريق الحصول على جلد من مسلخ أو مزرعة أو تاجر فراء محلي.

قبل الدباغة، غالبًا ما يتم إزالة الشعر من الجلود، ثم تتم إزالة الدهون واللحوم والأنسجة الضامة. ثم يتم غسلها ونقعها في الماء مع مركبات مختلفة، وإعدادها لاستقبال عامل الدباغة. ثم يتم نقعها وتمديدها وتجفيفها، وأحيانًا يتم تدخينها.

تبدأ عملية تحضير الجلود بمعالجتها بالملح لمنع تعفن الكولاجين الناتج عن نمو البكتيريا أثناء الفترة الزمنية الفاصلة بين الحصول على الجلود ومعالجتها. تعمل عملية المعالجة على إزالة الماء من الجلود باستخدام فرق في الضغط الاسموزي. يتم تقليل محتوى الرطوبة في الجلود بشكل كبير، ويزداد الضغط الاسموزي، إلى الحد الذي لا تتمكن فيه البكتيريا من النمو. في عملية التمليح الرطب، يتم تمليح الجلود بشكل كبير، ثم يتم ضغطها في عبوات لمدة 30 يومًا تقريبًا. في عملية المعالجة بالمحلول الملحي ، يتم تحريك الجلود في حمام ماء مالح لمدة 16 ساعة تقريبًا. يمكن أيضًا إنجاز عملية المعالجة عن طريق حفظ الجلود في درجات حرارة منخفضة جدًا.

يشار إلى الخطوات في إنتاج الجلود بين المعالجة والدباغة بشكل جماعي باسم عمليات المعالجة الحرارية. وهي تشمل بالترتيب النقع، والتكلس ، وإزالة الأنسجة الغريبة (إزالة الشعر، والتقشير، وإزالة اللحم)، وإزالة الجير ، والنقع ، والنقع في الماء، والتخليل. ^{[7] [8]}

في عملية النقع، يتم نقع الجلود في ماء نظيف لإزالة الملح المتبقي من المعالجة وزيادة الرطوبة بحيث يمكن معالجة الجلد بشكل أكبر.

لمنع تلف الجلد بسبب نمو البكتيريا أثناء فترة النقع، يمكن استخدام المبيدات الحيوية ، وعادةً ما تكون ديثيوكاربامات . يمكن أيضًا إضافة مبيدات الفطريات مثل TCMTB لاحقًا في العملية، لحماية الجلود المبللة من نمو العفن. بعد عام 1980، تم حظر استخدام خماسي كلورو الفينول والمبيدات الحيوية القائمة على الزئبق ومشتقاتها. ^[9]

This section does not cite any sources. Please help improve this section by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (November 2020) (Learn how and when to remove this message)

بعد النقع، يتم معالجة الجلود بحليب الليمون (عامل أساسي) يضاف إليه عادة "مواد الشحذ" (مواد اختزال ثاني كبريتيد) مثل كبريتيد الصوديوم ، والسيانيد ، والأمينات ، وما إلى ذلك.

هذا:

• يزيل الشعر والمواد الكيراتينية الأخرى
• يزيل بعض البروتينات القابلة للذوبان بين الألياف مثل المخاط
• يتسبب في انتفاخ الألياف وانقسامها إلى الحد المطلوب
• يزيل الشحوم والدهون الطبيعية إلى حد ما
• يعمل على إرجاع الكولاجين الموجود في الجلد إلى الحالة المناسبة لعملية الدباغة المرضية

يعتمد ضعف الشعر على تفكك الرابطة ثنائية الكبريتيد للحمض الأميني السيستين ، وهي السمة المميزة لفئة الكيراتين من البروتينات التي تمنح القوة للشعر والصوف (يشكل الكيراتين عادة 90% من الوزن الجاف للشعر). تعمل ذرات الهيدروجين التي يوفرها عامل الشحذ على إضعاف الرابطة الجزيئية السيستين، وبالتالي تمزق روابط الرابطة ثنائية الكبريتيد التساهمية في النهاية، مما يضعف الكيراتين. وإلى حد ما، تساهم الشحذ أيضًا في إزالة الشعر، حيث تميل إلى تفكيك بروتينات الشعر.

يتم أيضًا تحويل النقطة الكهربائية المتساوية للكولاجين (بروتين تقوية الأنسجة غير المرتبط بالكيراتين) في الجلد إلى حوالي درجة الحموضة 4.7 بسبب التكلس.

يتم إزالة أي شعر متبقي بعد عملية التكليس ميكانيكيًا عن طريق كشط الجلد بسكين غير حاد، وهي العملية المعروفة باسم الكشط.

يتم بعد ذلك خفض درجة حموضة الكولاجين حتى تتمكن الإنزيمات من التأثير عليه في عملية تُعرف باسم إزالة الكلس. واعتمادًا على الاستخدام النهائي للجلد، قد تُعالَج الجلود بالإنزيمات لتليينها، وهي العملية التي تُسمى النقع . وفي الدباغة الحديثة، تُعَد هذه الإنزيمات عوامل نقية، ولم تعد العملية تتطلب التخمير البكتيري (كما هو الحال في النقع في ماء الروث) لإنتاجها. ^[10]

التخليل هو مصطلح آخر للدباغة، أو ما يعادل في العصر الحديث تحويل الجلود الخام إلى جلد باستخدام عوامل كيميائية حديثة، إذا كانت الدباغة المعدنية مفضلة. بمجرد اكتمال عملية التخليل، تتم معالجة الجلود عن طريق نقعها أولاً في حمام يحتوي على ملح الطعام (كلوريد الصوديوم)، وعادة ما يكون ذلك بمقدار ربع جالون من الملح لكل جالون من الماء الساخن. ^[11] عندما يبرد الماء، يضاف أونصة سائلة من حمض الكبريتيك . تُترك الجلود الصغيرة في هذا المحلول لمدة يومين، بينما تُترك الجلود الأكبر حجمًا لمدة تتراوح بين أسبوع واحد وحتى شهرين. ^[11]

في الدباغة النباتية، تُنقع الجلود في محلول استحمام يحتوي على تانينات نباتية، مثل تلك الموجودة في الجوز ، وأوراق السماق ، وأوراق بعض أشجار الأكاسيا ، والقشور الخضراء الخارجية للجوز ، من بين نباتات أخرى. إن استخدام الدباغة النباتية هو عملية تستغرق وقتًا أطول من الدباغة المعدنية عند تحويل الجلود الخام إلى جلد. تُستخدم الجلود المدبوغة المعدنية بشكل أساسي في صناعة الأحذية ومقاعد السيارات والمفروشات في المنازل (الأرائك، وما إلى ذلك). تُستخدم الجلود المدبوغة نباتيًا في صناعة الجلود وفي صنع العناصر الجلدية الصغيرة، مثل المحافظ وحقائب اليد والملابس.

لطالما اعتُبرت كبريتات الكروم (III) ( [Cr(H ₂ O) ₆ ] ₂ (SO ₄ ) ₃ ^{) أكثر عوامل الدباغة كفاءة وفعالية. [12] [13]} مركبات الكروم (III) من النوع المستخدم في الدباغة أقل سمية بشكل ملحوظ من الكروم السداسي التكافؤ ، على الرغم من أن الأخير ينشأ في معالجة النفايات غير الكافية. تذوب كبريتات الكروم (III) لإعطاء كاتيون سداسي أكوا كروم (III)، [Cr(H ₂ O) ₆ ] ³⁺ ، والذي يخضع عند درجة حموضة أعلى لعمليات تسمى الانحلال لإعطاء مركبات بولي كروم (III) النشطة في الدباغة، ^[14] كونها ترابطًا متقاطعًا لوحدات الكولاجين. تكون كيمياء [Cr(H ₂ O) ₆ ] ³⁺ أكثر تعقيدًا في حمام الدباغة بدلاً من الماء بسبب وجود مجموعة متنوعة من الربائط. تتضمن بعض الربائط أنيون الكبريتات، ومجموعات الكربوكسيل في الكولاجين، ومجموعات الأمين من السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية ، وعوامل التغطية. عوامل التغطية هي أحماض كربوكسيلية ، مثل حمض الأسيتيك ، تستخدم لقمع تكوين سلاسل البولي كروم (III). تسمح عوامل التغطية للدباغ بزيادة درجة الحموضة بشكل أكبر لزيادة تفاعل الكولاجين دون تثبيط اختراق معقدات الكروم (III).

يتميز الكولاجين بمحتوى عالٍ من الجلايسين والبرولين والهيدروكسي برولين ، وعادةً ما يكون في التكرار -gly-pro-hypro-gly-. ^[15] تؤدي هذه البقايا إلى ظهور البنية الحلزونية للكولاجين. يسمح المحتوى العالي من الهيدروكسي برولين في الكولاجين بالترابط المتبادل عن طريق الرابطة الهيدروجينية داخل البنية الحلزونية. تتشكل مجموعات الكربوكسيل المؤينة (RCO ₂ ⁻ ) بفعل الهيدروكسيد. يحدث هذا التحويل أثناء عملية التكلس، قبل إدخال عامل الدباغة (أملاح الكروم). لاحقًا أثناء التخليل، يتم بروتون مجموعات الكربوكسيل الكولاجينية مؤقتًا للنقل الجاهز لأيونات الكروم. أثناء خطوة التأسيس في الدباغة، يتم تأين مجموعات الكربوكسيل وتنسيقها كربيطة لمراكز الكروم (III) لمجموعات أوكسو هيدروكسيد.

يؤدي الدباغة إلى زيادة المسافة بين سلاسل البروتين في الكولاجين من 10 إلى 17 Å. ^[16] يتوافق الفرق مع الارتباط المتبادل بواسطة أنواع البولي كروميوم، من النوع الناشئ عن الترابط والأكسدة.

قبل إدخال أنواع الكروم الأساسية في الدباغة، يلزم اتباع عدة خطوات لإنتاج جلد قابل للدباغة. يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني شديد الحموضة عند إدخال الكروم لضمان أن تكون معقدات الكروم صغيرة بما يكفي لتناسب بين الألياف وبقايا الكولاجين. بمجرد تحقيق المستوى المطلوب من اختراق الكروم للمادة، يتم رفع الرقم الهيدروجيني للمادة مرة أخرى لتسهيل العملية. تُعرف هذه الخطوة بالأساسية. في الحالة الخام، تكون الجلود المدبوغة بالكروم زرقاء رمادية، لذلك يشار إليها بالأزرق الرطب . الدباغة بالكروم أسرع من الدباغة النباتية (تستغرق أقل من يوم لهذا الجزء من العملية) وتنتج جلدًا قابلًا للتمدد ممتازًا للاستخدام في حقائب اليد والملابس.

بعد تطبيق عامل الكروم، تتم معالجة الحمام ببيكربونات الصوديوم في عملية التأسيس لزيادة الرقم الهيدروجيني إلى 3.8-4.0، مما يؤدي إلى ترابط متبادل بين الكروم والكولاجين. عادة ما يصاحب زيادة الرقم الهيدروجيني زيادة تدريجية في درجة الحرارة تصل إلى 40 درجة مئوية. ^[17] تفسر قدرة الكروم على تكوين مثل هذه الروابط الجسرية المستقرة سبب اعتباره أحد أكثر مركبات الدباغة فعالية. يمكن أن يحتوي الجلد المدبوغ بالكروم على ما بين 4 و 5٪ من الكروم. ^[16] تتميز هذه الكفاءة بثباتها الحراري المائي المتزايد للجلد ومقاومته للانكماش في الماء الساخن. ^[13]

تستخدم الدباغة النباتية العفص (فئة من المواد الكيميائية القابضة من البوليفينول)، والتي توجد بشكل طبيعي في لحاء وأوراق العديد من النباتات. يرتبط العفص ببروتينات الكولاجين في الجلد ويغلفها، مما يجعلها أقل قابلية للذوبان في الماء وأكثر مقاومة للهجوم البكتيري. تتسبب هذه العملية أيضًا في أن يصبح الجلد أكثر مرونة. اللحاء الأساسي الذي تتم معالجته في مطاحن اللحاء والمستخدم في العصر الحديث هو الكستناء والبلوط والريدول والتانواك والشوكران والكيبراتشو والمنغروف والسنط (أكاسيا؛ انظر الكاتيكول ) والميروبالان من Terminalia spp . ، مثل Terminalia chebula . في إثيوبيا ، تم استخدام الزيوت النباتية المدمجة من بذور النيجر ( Guizotia abyssinica ) وبذور الكتان في معالجة الجانب اللحمي من الجلد، كوسيلة للشد، وليس للدباغة. في اليمن ومصر ، كانت تتم دباغة الجلود عن طريق نقعها في حمام يحتوي على أوراق مطحونة ولحاء شجرة أكاسيا السلام (أكاسيا إتبايكا؛ أكاسيا نيلوتيكا كراوسيانا). ^[18] أما الجلود التي يتم شدها على إطارات، فتُغمر لعدة أسابيع في أحواض ذات تركيزات متزايدة من التانين. والجلود المدبوغة نباتيًا ليست مرنة للغاية. وهي تستخدم في صناعة الأمتعة والأثاث والأحذية والأحزمة وإكسسوارات الملابس الأخرى.

الأبيض الرطب هو مصطلح يستخدم للجلود المنتجة باستخدام طرق الدباغة البديلة التي تنتج جلدًا بلون أبيض باهت. مثل الأزرق الرطب، فإن الأبيض الرطب هو أيضًا مرحلة شبه نهائية. يمكن إنتاج الأبيض الرطب باستخدام الألدهيدات أو الألومنيوم أو الزركونيوم أو التيتانيوم أو أملاح الحديد أو مزيج منها. أدت المخاوف بشأن السمية والتأثير البيئي لأي كروم (VI) قد يتكون أثناء عملية الدباغة إلى زيادة البحث في طرق أكثر كفاءة للأبيض الرطب.

إن الظروف الموجودة في المستنقعات، بما في ذلك المياه شديدة الحموضة، وانخفاض درجة الحرارة، ونقص الأكسجين، تعمل مجتمعة على الحفاظ على جلد أجسام المستنقعات ولكنها تؤدي إلى تسميرها بشدة .

الشد هو طريقة تستخدم الشبة وأملاح الألومنيوم الأخرى، وعادة ما يتم ذلك بالاشتراك مع مواد رابطة مثل صفار البيض أو الدقيق أو أملاح أخرى. يتم شد الجلد عن طريق نقعه في محلول دافئ من الشبة وأملاح البوتاسيوم ، بين 20 و30 درجة مئوية (68 و86 درجة فهرنهايت). تزيد هذه العملية من مرونة الجلد وقابليته للتمدد ونعومته وجودته. بعد ذلك، يتم تجفيف الجلد بالهواء (تغطيته بقشرة) لعدة أسابيع، مما يسمح له بالاستقرار. ^[19]

لا ينصح باستخدام الشبة وحدها في دباغة الجلود الخام، لأنها تؤدي إلى انكماش مساحة سطح الجلد، مما يجعله أكثر سمكًا وصلابة عند اللمس. ^[20] إذا تم وضع الشبة على الفراء، فإنها تجعل الفراء باهتًا وقاسيًا. ^[20]

اعتمادًا على النهاية المرغوبة، قد يتم شمع الجلد، أو لفه، أو تشحيمه، أو حقنه بالزيت، أو تقسيمه، أو حلقه، أو صبغه.

تتضمن عملية الدباغة مركبات كيميائية وعضوية يمكن أن يكون لها تأثير ضار على البيئة. تُستخدم عوامل مثل الكروم والعفص النباتي والألدهيدات في خطوة الدباغة من العملية. ^[21] تزيد المواد الكيميائية المستخدمة في إنتاج الجلود المدبوغة من مستويات الطلب الكيميائي للأكسجين وإجمالي المواد الصلبة الذائبة في الماء عندما لا يتم التخلص منها بشكل مسؤول. تستخدم هذه العمليات أيضًا كميات كبيرة من المياه وتنتج كميات كبيرة من الملوثات. ^[22]

يمكن أن يؤدي الغليان والتجفيف بالشمس إلى أكسدة وتحويل مركبات الكروم (III) المختلفة المستخدمة في الدباغة إلى كروم سداسي التكافؤ مسبب للسرطان ، أو الكروم (VI). ثم تستهلك الحيوانات بقايا الكروم السداسي التكافؤ، وفي حالة بنجلاديش، الدجاج (المصدر الأكثر شيوعًا للبروتين في البلاد). تحتوي ما يصل إلى 25٪ من الدجاج في بنجلاديش على مستويات ضارة من الكروم السداسي التكافؤ، مما يزيد من عبء المشكلة الصحية الوطنية. ^[23]

الكروم ليس المسؤول الوحيد عن هذه الأمراض. ميثيل إيزوثيازولينون ، الذي يستخدم للحماية الميكروبيولوجية (نمو الفطريات أو البكتيريا)، يسبب مشاكل في العينين والجلد. الأنثراسين ، الذي يستخدم كعامل دباغة الجلود، يمكن أن يسبب مشاكل في الكلى والكبد ويعتبر أيضًا مادة مسرطنة . الفورمالديهايد والزرنيخ، اللذان يستخدمان في تشطيب الجلود، يسببان مشاكل صحية في العينين والرئتين والكبد والكلى والجلد والجهاز الليمفاوي ويعتبران أيضًا من المواد المسرطنة. ^[22] النفايات من مدابغ الجلود ضارة بالبيئة والأشخاص الذين يعيشون فيها. يلعب استخدام التقنيات القديمة عاملاً كبيرًا في كيفية تلوث مياه الصرف الصحي الخطرة للبيئة. هذا بارز بشكل خاص في المدابغ الصغيرة والمتوسطة الحجم في البلدان النامية. ^[24]

"توفر مجموعة عمل الجلود التابعة للأمم المتحدة ""بروتوكول تدقيق بيئي، مصمم لتقييم مرافق مصنعي الجلود،"" ^[25] من أجل ""إمكانية التتبع، والحفاظ على الطاقة، [و] الإدارة المسؤولة لمنتجات النفايات."" ^[26]

يمكن تجفيف الجلود غير المدبوغة وجعلها مرنة عن طريق فرك الألياف وتمديدها باستخدام أداة شد الجلود، ثم تسمينها. ومع ذلك، فإن الجلود ستعود إلى حالتها الخام إذا لم يتم تجديدها بشكل دوري بالدهون أو الزيت، وخاصة إذا تعرضت للبلل. ارتدى العديد من الأمريكيين الأصليين في المناطق الغربية القاحلة الملابس المصنوعة بهذه الطريقة.

تُدرج عملية الدباغة الدخانية ضمن الطرق التقليدية مثل الدباغة بالكروم والدباغة النباتية. ^[27] يوفر تشريب خلايا الجلد بالفورمالديهايد (من الدخان) بعض المقاومة للميكروبات والماء. ^[28]

كان من المعتاد في الماضي تحويل بقايا الجلود إلى غراء . وكان المدابغ يضعون قطع الجلود في حوض من الماء ويتركونها تتحلل لعدة أشهر. ثم يوضع الخليط فوق النار ليغلي الماء لإنتاج الغراء.

قد يرتبط اسم مدبغة الجلود بمطحنة الجلود، والتي كانت في الأصل منشأة حجرية لشحذ السكاكين والأدوات الحادة الأخرى، ولكنها في وقت لاحق قد تحمل أدوات ومواد صانعي الأحذية للبيع. ^[29]

هناك العديد من مناهج معالجة المياه الصلبة ومياه الصرف الصحي التي يتم البحث فيها حاليًا، مثل الهضم اللاهوائي للنفايات الصلبة وحمأة مياه الصرف الصحي.

• مياه التانواتر
• عمليات إنتاج الجلود

• "الدباغة المنزلية للجلود والفراء الصغيرة" (نُشر عام 1962) استضافه قسم الوثائق الحكومية بجامعة نورث تكساس
• دليل دباغة الجلود.
• الوصف التقني الذي قدمه موسبرات في منتصف القرن التاسع عشر للعملية برمتها.