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Verfahren zur Behandlung von durch das Entfetten oder auf natürlichem Wege getrocknetem Knochengut vor der Entleimung.
Man hat bisher aus dem verschiedenen Knoehengut, das zur Leimgewinnung dient, nicht die Leimqualitäten erzielen können, die eigentlich bei der Art des Ausgangsproduktes, d. i. der Knochenknorpel (Kollagen) im Knochen, erwartet werden konnten.
Dieser Umtsand wurde im allgemeinen damit erklärt, dass durch das Kochen der aus Haushalten usw. entstammenden Knochen sowie durch das Entfetten der Knochen, sei es durch heisses Wasser, Dampfdruck oder organisehe Lösungsmittel, z. B. Benzin, ferner auch durch die Entleimungsarbeiten selbst, das Kollagen stark abgebaut würde. Diese Ansicht fand noch eine besondere Stütze in der Tatsache, dass gerade Knochenleim besonders viel Abbauprodukte (Gelatinosen, Aminosäuren) enthält.
Systematische Untersuchungen des Erfinders zwecks Verbesserung der Knochenleimqualitäten ergaben die Unrichtigkeit der bisherigen Annahme. Es wurde vielmehr festgestellt, dass der Trocknunggrad des Knochengutes in der Hauptsache bestimmend für den Zustand des Kollagens nach den erwähnten Behandlungsarten ist. Es erfolgt kein nennenswerter Abbau des Kollagens in dem obenerwähnten Sinne, vielmehr erleidet das Kollagen in der Hauptsache nur in dem Sinne eine Veränderung, als es bei der Trocknung, die z. B. bei der üblichen Benzinentfettung zwangsläufig erfolgt, Hydratationswasser verliert.
Nachdem der Erfinder festgestellt hat, dass frischangefallene Knochen, in denen das Kollagen seinen ursprünglichen Wassergehalt noch besitzt, für die Gewinnung hochwertigen Leims durchaus geeignet sind, hat er untersucht, ob die Abgabe des Hydratationswassers aus dem Kollagen reversibel ist. Er hat überlegt, dass bei einem umkehrbaren Verlauf dieser Reaktion die Möglichkeit gegeben sein müsse, das trockene Knochenmaterial bzw. das Kollagen wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückzuführen und es dadurch für die Erzielung hochwertiger Leime geeignet zu machen.
Das Ziel, das sich der Erfinder setzte, konnte durch Dampfbehandlung und Behandlung des Knoehengutes mit schwachen Säurebädern in der bisher üblichen Weise nicht erreicht werden. Die Ergebnisse übertrafen nicht wesentlich die der bisherigen Praxis, die aus anderer Überlegung heraus bereits Dampf und schwache Säurebehandlung anwandte.
Hier setzt nun die Erfindung ein, durch die mit einfachsten Mitteln die gestellte Aufgabe in überraschend wirkungsvoller Weise gelost werden kann, u. zw. dadurch, dass der leimgebenden Substanz des Knochenguts vor dem Entleimen der durch das Entfetten oder durch natürliche Trocknung verlorene Anteil an Hydratationswasser wieder einverleibt wird.
Das bisherige Entleimungsverfahren arbeitet bekanntlich in der Weise, dass das Knochengut durch eine Anzahl von 10-15 Dampfdrücken mit dazwischenliegenden Auslaugewässern behandelt wird. Durch die Dampfdrücke nimmt das Kollagen des Knoehenguts zunächst Hydratationswasser auf und wird dann in einer zweiten Stufe durch den weiter einwirkenden Dampfdruck erst in Leimsubstanz übergeführt, die sich alsdann in den Auslaugewässern löst. Nun wurde aber festgestellt, dass die Behandlung des Knochenguts mit gespanntem Dampf noch zu einer Nebenreaktion in einer dritten Richtung führt, nämlich zu einem Abbau, u. zw : zur Qualitätsverschlechterung des gebildeten Leimes.
Dies ist darin begründet, dass für die der Leimbildung notwendigerweise vorhergehende Wiedereinverleibung an Hydratationswasser Dampftemperaturen erforderlich sind, welche auf die zuerst gebildeten Leimmengen abbauend wirken müssen.
Die Erfindung beruht nun auf der im Laufe der Arbeiten gemachten Feststellung, dass die Überführung der wasserlöslichen Leimsubstanz mittels Dampfdruck in erheblichem Ausmass und bei Ver- wendung kürzerer und niedrigerer Dampfdrücke erfolgen kann, wenn das Hydratationswasser dem Knochen- gut in einem besonderen Arbeitsgang vor der Dampfbehandlung wieder einverleibt wird. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden.
Zunächst wurde gefunden, dass eine milde alkalische Behandlung des trockenen Knoehenmaterials es in besonders wirksamer Weise ermöglicht, dem Kollagen das Hydratationswasser ohne Schädigung des empfindlichen Guts wieder einzuverleiben, und es dadurch in einen Zustand zurückzuversetzen, in dem das Kollagen für die Erzielung hochwertiger Leime geeignet ist, wie es aus dem bisher verarbeiteten Knochengut auch nicht annähernd möglich war.
Diese Verfahrensweise hat natürlich nichts zu tun mit der Alkalibehandlung von Knochengnt, die zum Zweck der Reinigung gelegentlich vorgeschlagen worden ist.
Als alkalische Einwirkungsmittel kommen unter andern in Betracht : anorganische Basen, organische Basen, alkalisch reagierende Salze anorganischer und organischer Natur, Metalloxyde und Hydroxyde.
Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, die milde alkalische Behandlung mittels Ammoniak oder Amine zu bewirken.
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Die laboratoriums-und betriebsmässig durchgeführten Versuche gehen in folgender Weise vor sich :
Das Knochengut wurde bis zu 48 Stunden in schwachem Ammoniakwasser liegen gelassen. Das Knochengut durchweichte sehr gut. Hierauf wurde mit Wasser gut ausgewaschen.
Das so vorbehandelte Knochengut wurde dann durch abwechselnden Dampfdruck und Heisswasserauslaugung entleimt. Der erzielte Leim überstieg die bisher erreichbaren Knochenleimqualitäten ganz wesentlich.
Der Erfinder hat ferner gefunden, dass die Wiedereinverleibung des Hydratationswassers vor der Dampfbehandlung auch erfolgen kann durch die Verwendung schwacher Bäder von Säuren, sauren oder neutralen Salzen. Es ist zwar bisher schon üblich, in der Knochenleimfabrikation das Knochengut vor der Dampfbehandlung allgemein mit Bädern von schwefliger Säure zu behandeln, dies jedoch zu dem ausgesprochenen Zwecke, das Knochengut von Blut und andern Verunreinigungen zu reinigen. Im Sinn der Anmeldung sollte man annehmen, dass dieses Reinigungsbad als Nebenwirkung zu besseren Leimqualitäten führen müsste. Indessen führt diese Behandlung bei weitem nicht zu den Leimqualitäten, welche nach der Erfindung erzielt werden.
Durch die Arbeiten des Erfinders wurde festgestellt, dass die Ursache darin liegt, dass SchwefHg-Säure-Bäder in Berührung mit dem Knochengut sieh sehr schnell auf eine Wasserstoffionenkonzentration einstellen, welche in unmittelbarer Nähe des isoelektrischen Punktes liegt. Es ist bekannt, dass Leim und Gelatine bzw. Kollagen beim isoelektrisehen Punkt die geringste Hydratationsneigung zeigen, also auch im Sinne der Erfindung den schlechtesten Effekt ergeben müssen, was die bisherige Praxis bestätigt.
Alle andern Säuren, sauren und neutralen Salze, welche der Erfinder benutzte, ergaben Leimqualitäten, die erheblich über den bisher erzielten Qualitäten liegen. Es wurde einwandfrei ermittelt, dass die bessere Wirkung von Bädern mit diesen Chemikalien darauf zurückzuführen ist, dass deren Wasserstoffionenkonzentration während der ganzen Dauer des Bades oder während des überwiegenden Teils dieser Dauer abseits des isoelektrischen Punktes liegen oder dass sie, zumindest aber, soweit einzelne dazu neigen, längere Zeit eine Berührung mit dem Knoehengut benötigen, bis sie sich auf den isoelektrischen Punkt einstellen. In jedem Falle sind aber alle diese Reagenzien befähigt, die Hydratation genügend herbeizuführen, bevor in Einzelfällen der isoelektrische Punkt erreicht ist.
Die Säuren, sauren und neutralen Salze werden in so schwachen Lösungen verwendet, dass eine nennenswerte Lösung der Mineralsubstanz nicht erfolgt. Die Arbeitsweise hat deshalb nichts gemeinsam mit der Mazeration von Knoehengut durch z. B. Salzsäure für die Osseingewinnung der Gelatinefabrikation, weil mit grossen Säuremengen in verhältnismässig starker Konzentration gearbeitet werden muss, um die Mineralsubstanz des Knochenguts mehr oder minder zu lösen.
Die zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung besteht also darin, dass das Knochengut vor der Entleimung mit schwachen Bädern von Säuren, sauren oder neutralen Salzen zur Wiedereinverleibung des Hydratationswassers behandelt wird, wobei die Bäder so zu stellen sind, dass ihre Wasser- stoffionenkonzen1ration nicht beim isoelektrischen Punkt oder in dessen unmittelbarer Nähe liegt bzw. sich nicht sehr schnell darauf einstellt. Weiterhin ist ein Merkmal der Erfindung, dass die Bäder so schwach sind, dass eine nennenswerte Lösung der Mineralbestandteile des Knochenguts nicht erfolgt.
Durch diese Behandlung geht die Wiedereinverleibung des Hydratationswassers vor der Entleimung
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zuführen, so dass die abbauende Wirkung der Dampfbehandlung gegenüber der bisherigen Arbeitsweise ganz wesentlich herabgesetzt und eine Qualitätsverschlecliterung vermieden wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von durch das Entfetten oder auf natürlichem Wege getrocknetem Knochengut vor der Entleimung, dadurch gekennzeichnet, dass der leimgebenden Substanz des Knochengutes der durch die Trocknung verlorene Anteil an Hydratationswasser wieder einverleibt wird.