A szalmacellulóz gombásodása

Gombásodás! jelenségek

Mint az előző — a szalmacellulóz gyár-tására vonatkozó cikkünkben1 már emlí-tettük — a Szolnoki Szalmacellulózgyárkísérleti üzemnek is. tekinthető. Mintilyennek, nemcsak a gyártás technológiairészével kell tehát részletesen foglalkoz-nia, hanem az új termék minőségét be-folyásoló tényezőkkel is.

Az elmúlt év nyarán késztermékünkön,a fehérített szalmacellulózon erős gom-básodási jelenségek mutatkoztak. Ezek agombatelepek nemcsak azért kellemet-lyenek, mert a cellulóz fehér színét afelületen barnára, illetve feketére vál-toztatják, hanem azért is, mert ezek agombatelepek nyilvánvalóan megváltoz-tatják a cellulóz fizikai tulajdonságait is.Ezért kellett ezzel a kérdéssel részletesenfoglalkoznunk. Az idevonatkozó és meg-lehetősen sokrétű vizsgálatokat LaknerKálmán vegyészmérnökkel közösen vé-geztük.

A cellulóz-alapú anyagokat megtá-madó mikroorganizmusok hatása több-féle lehet. Ezek közül elsősorban a szakí-tási szilárdságban beálló változás érde-kel bennünket. Kimutatták,2 hogy azAspergillus nevű mikroorganizmus pa-mutszövet-csíkon a szakítási érték kb.20%-os csökkenését tudja létrehozni ab-ban az esetben, ha a külső körülményeka mikroorganizmus életkörülményeinekkedveznek. Hasonlóképpen kimutattákazt is, hogy a Penicillium Luteum ké-pes 60%-os szakítási értékcsökkenést iselőidézni. Nem kétséges, hogy ezek amikroorganizmusok nemcsak a pamui-szöveten — amely elvileg tiszta cellulóz-nak mondható —, hanem a papíriparinyers cellulózon is jelentős károsodástokoznak szilárdság tekintetében.

A papírgyártásra felhasznált szalma-

cellulóznál fontos a mikroorganizmusokáltal okozott színhatás is. A 75—82 fehér-ségi fokú szalmacellulóz például két hétalatti gombásodás hatására 4—6 fehér-ségi fokot veszít, ami lehetetlenné teszia finomabb papírokban történő nagyobbmértékű felhasználást.

Megállapítottuk, hogy a Szolnokon te-nyésző és általunk identifikált mikro-organizmusok aerob3 kultúrák, amelyekelsősorban levegődús helyeken, tehát acellulóz felületén tenyésznek.

A mikrobák által létrehozott színválto-zás függ a mikroorganizmus fajától, va-lamint korától. Megfigyelésünk szerintáltalában szürkés, sárgás vagy feketeszínnel jelentkezik a cellulózon a mikro-organizmus. Ez a szín lényegileg a mikro-organizmusban előforduló pigmens fes-ték színe. Megfigyeltük, hogy a kezelet-len cellulózon elsősorban az AspergillusNiger fekete színe a döntő, míg a penta-klórfenollal kezelt cellulóztekercseken afekete szín nem észlelhető, jeléül annak,hogy pentaklórfenol a mikroorganizmustmegöli.

A mikroorganizmus életéhez szükségestáplálékszenet a grükózból, vagy a grü-kózféleségekből nyeri. A fejlődéshezezenkívül az életkörülmények kedvezőalakulása is szükséges, így például a le-vegő jelenléte, a telephelyül szolgálóanyag nedvességtartalma, az optimálishőfok, fény jelenléte, a közeg savasságavagy lúgossága, valamint tápanyagok,így szén, nitrogén, magnézium, kén, stb.jelenléte.

A fentiek alapján megvizsgáltuk, hogySzolnokon milyen életkörülmények kö-zött tenyésznek a mikroorganizmusok.Azt tapasztaltuk, hogy azok a cellulóz-tekercsek, amelyek közvetlenül a radiáto-

8 —

<*

X ;*

4.

5.

rok mellett voltak, egyáltalán nem gom-básodtak, vagy csak minimális mérték-ben. Ezzel szemben a normálisan tárolt,23% szárazanyagtartalommal rendelkezőtekercsek nyáron két hét alatt begombá-sodtak. Ez azt bizonyította, hogy a telep-helyül szolgáló anyag nedvességtartalma— jelen esetben tehát a cellulóz nedves-sége — rendkívül fontos:

Bebizonyosodott továbbá, hogy azanyag nedvességtartalmán kívül a levegőrelatív páratartalma is döntő, és ez vo-natkozik a levegő hőmérsékletére is. Ná-lunk a tavaszi esős időszakban jelentke-zik főleg a gombásodás, éppen a levegőnagyobb páratartalma és az emelkedőhőmérséklet következtében. Ezt a meg-figyelésünket a későbbiek folyamán iden-tifikált baktériumok és gombák eseté-ben az irodalom is alátámasztotta. Azirodalom^ tanúsága szerint az általunkSzolnokon identifikált Aspergillus- ésPenicillium-féleségek 75—100 relatív pá-ratartalom mellett tenyésznek, tehát ned-ves idő esetén fejlődnek. Az 1955. éviesős tavasz valóban meghozta hozzánkaz első gombatelepeket.

A telephelyül szolgáló anyag nedves-ségtartalmára vonatkozólag Fleming ésThayson? a következő összeállítást adjameg:

(A vizsgálatok az 1 gr. pamuton 3 napalatt 16 C fokon tenyésző mikroorganiz-musok szaporulatát tünteti fel a pamutnedvességtartalmának függvényében.)

pamut-nedvesség

%6,57.08.09,0

1015203050

mikroorganizmusokszáma

milliókban

1,41,52,31,4

124499

112215409040

A fenti táblázatból kitűnik, hogy míga nedvességtartalom 6,5-ről 50%-raemelkedik, addig a mikroorganizmusokszáma kereken ezerszeresére nő. Feltéte-lezhetjük tehát, hogy a nedvességtarta-lom további emelkedése a mikroorganiz-musok még nagyobb mértékű szaporodá-sát vonja maga után.

A mikroorganizmusok hatására a cellu-lóz-molekula biológiai átalakulásonmegy keresztül. Általában megállapít-ható, hogy a jobban orientált rostoknagyobb ellenállóképességet mutatnak,mint a kevésbé orientáltak.

így Schönleber kimutatta, hogy a ramie— amely erősen orientált cellulóz — sok-kal kevésbé hozzáférhető a mikroorganiz-musok részére, mint a kevésbé orientáltpamut.

A gombák hatására a cellulózból kü-lönféle anyagok képződnek, mint pl.:hydrogén, metán, ecetsav, vajsav, tejsav,grükóz, cellobióz, oxicellulóz, stb.

A gombásodás ellenszerei

Miután a mikroorganizmusok által acellulózra gyakorolt legfontosabb hatáso-kat tisztáztuk, szükséges volt megvizs-gálni az ellenük való védekezés kérdé-sét is. Elvileg a következő módon lehetellenük védekezni:

a) A mikroorganizmus megölése mér-gező anyaggal.

b) A mikroorganizmus életbenhagyása,de az általa termelt cellulózbontóenzim neutralizálása.

c) Megakadályozása annak, hogy'a cel-lulóz közvetlenül érintkezésbe ke-rüljön a mikroorganizmussal.

d) A cellulózrostokat kémiailag lehetúgy modifikálni, hogy a felületen amikroorganizmusoknak ellenálló ve-gyület keletkezzék.

Könnyen eldönthetjük, hogy a mi ese-tünkben az a) pont alatti út a járható.Az előbbiekben már szó esett arról, hogya telephely nedvességtartalma, tehát je-len esetben a cellulóz nedvességtartalmaigen nagy hatással van a mikroorganiz-musok fejlődésére. Mivel a szolnoki szal-macellulóz mintegy 75—78% nedvességettartalmaz, elsősorban a nedvességtarta-

9 -

lom csökkentését kellett elérnünk. Evég-ből a jelenleg üzemben lévő tekercselő-gép helyett még ez évben olyan tekercse-lőgépet fogunk beállítani, amely a ned-vességtartalmat lényegesen csökkenti.

A második lépés az volt, hogy megta-láljuk azt a vegyszert, amely a gombá-sodást megakadályozza. Erre vonatkozó-lag több vegyszerrel végeztünk kísérletet.

A balancofor (stilben alapú kompli-kált összetételű fehérítő szer) nevűanyaggal végzett kísérletek negatív ered-ménnyel végződtek. De negatív ered-ménnyel végződtek a klórmésszel, klóra-minnal végzett kísérletek is. A legjobberedményt a pentaklórfenol adta, mert apentaklórfenollal kezelt tekercseken a

gombásodás jelei nem mutatkoztak, vagycsak huzamosabb idő után, akkor is mi-nimális mértékben.

Ez lenne tehát az a vegyszer, amelyetalkalmaznunk kellene. Tekintettel arra,hogy ez a vegyszer külföldi eredetű,egyelőre nem alkalmazhatjuk. Jelenlegtehát azt megoldást választjuk, hogy acellulóztekercseket formaldehiddel ke-zeljük. A formaldehiddel kezelt tekercse-ken a gombásodás jelei akkor tapasztal-hatók csak, ha a formaldehid már elpá-rolgott. Viszont a formaldehidos kezelésilyenformán csupán félmegoldást biztosít.A minél jobb eredmény érdekében jelen-leg minden nap formaldehiddel spriccel-jük le cellulóztekercseinket.

Az identifikált mikroorganizmusok

Ebben a cikkben nem részletezzük amikropreparatív munkák laboratóriumikivitelezésének módját, de bemutatjukazokat a mikroorganizmusokat, amelye-ket identifikálni lehetett. Ezek közül alegfontosabbak:

a) Aspergillus niger. Spórái fekete,ovális alakú képződmények. Ezek agombák a legveszélyesebbek, és ezekokozzák a cellulóz gombásodásakora fekete színhatást. Az Aspergillusniger a Fungi Imperfecti csoportjá-hoz tartozó, I. Moniliales rendbeli B.Moniliaceae családhoz tartozik.

b) Ugyanebbe a családba tartozik aPenicillium gomba is. Ennek apróspórái a felvételen mint ovális, jólhatárolt, de belül fehér testek je-lennek meg.

c) Bacillus Amylobakter. Ezek hajlott,vagy egyenes botszerű képződmé-nyek. : ^

d) Cellfacikula. Sok apró, pontszerűsejt, füzér alakban elhelyezkedve.

A fenti mikroorganizmusokat az 1. és2. sz. kép tünteti fel. A 2. sz. képen különjól látható az Aspergillus niger conidiu-ma, vagyis spóra-tartója is, amely le-gyezőhöz hasonlít.6

Az 5. és 6. sz. képen főleg az Aspergil-lus niger és Penicillin Gaucum-spóráktömegei láthatók.

e) Cyptophage Aurentiace. Ez a mikro-organizmus az, amely a tekercsekbelseje felé hatol. Külsőleg arany-sárga nyálkás foltot képez. Ezt amikroorganizmust jól látjuk a 3. és4. sz. felvételen; a rostot mintegykörülnyalábolja.

A fentiekben vázolt munkák első részé-ben tehát sikerült identifikálni a gombá-sodást okozó mikroorganizmusokat, ésMegállapítottuk, hogy az ellenük való/édekezés legfontosabb feladatai:

a) A cellulóz szárazanyag nedvesség-tartalmának csökkentése.

b) Pentaklórfenolos, vagy ennek hiá-nyában formaldehides kezelés.

Dr. Molnár László

IRODALOM:

1) Dr Molnár László: DJ nyersanyag—új gyár.JÁSZKUNSÁG, 1955. 6. szám, II . !.

2) Reese E. T. „Thesis" Pennsylvania SlatsColfegn. 1946.

6) Fjodorov: Biokémia 83., 87., 88. 1.

3) Aerob kultúra: olyan kultúra, melynek élett-hez az oxigén elengedhetetlenül szükséges.

4) Suew D. Ann, Appl. Bioí. 1949. 36. 1.5) Fleming, Thayson: Bochenn J. 1921. 15.. 407 1,

- to