CZ34016U1 - Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů - Google Patents

Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů Download PDF

Info

Publication number
CZ34016U1
CZ34016U1 CZ2020-37375U CZ202037375U CZ34016U1 CZ 34016 U1 CZ34016 U1 CZ 34016U1 CZ 202037375 U CZ202037375 U CZ 202037375U CZ 34016 U1 CZ34016 U1 CZ 34016U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
feather
carboxylic acid
organic carboxylic
weight
hydrolyzate
Prior art date
Application number
CZ2020-37375U
Other languages
English (en)
Inventor
Olga Šolcová
Jiří HANIKA
Milena Rousková
Stanislav Šabata
Marcel Flemr
Vladimír Bohuslav
Original Assignee
Ústav Chemických Procesů Av Čr, V. V. I.
VAPO, spol. s r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav Chemických Procesů Av Čr, V. V. I., VAPO, spol. s r.o. filed Critical Ústav Chemických Procesů Av Čr, V. V. I.
Priority to CZ2020-37375U priority Critical patent/CZ34016U1/cs
Publication of CZ34016U1 publication Critical patent/CZ34016U1/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/18Peptides; Protein hydrolysates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/12General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by hydrolysis, i.e. solvolysis in general
    • C07K1/122Hydrolysis with acids different from HF
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/36Extraction; Separation; Purification by a combination of two or more processes of different types
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B13/00Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/74Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů
Oblast techniky
Předkládané technické řešení se týká hydrolyzátu s obsahem aminokyselin, nízkomolekulámích peptidů a lipidických složek z odpadního peří s obsahem keratinu a tuku. Hydrolyzát lze připravit provozní technologií s použitím kafilemího destruktoru v přítomnosti slabé organické kyseliny bez cizorodých látek, lze jej proto dále využít pro produkci bio-stimulantu či speciálního listového hnojivá, vykazujícího ochranu rostlin před stresovými vlivy jako je přemíra UV záření, resp. nedostatek vláhy.
Dosavadní stav techniky
České patenty CZ 306431, CZ 307856 a užitný vzor UV 33159 popisují postupy, podle kterých lze připravit hydrolyzát obsahující směs aminokyselin, nízkomolekulámích proteinů, triacylglyceridů, diacylglyceridů, monoacylglyceridů a volných mastných, alifatických, karboxylových kyselin bez přítomnosti solí a tím malého obsahu popelovin v produktu, který je připravený kyselou hydrolýzou obtížného bílkovinného odpadního materiálu s obsahem keratinu a tuku (například peří z drůbežáren) v přítomnosti slabé uhlíkaté kyseliny jako katalyzátoru, například kyseliny jablečné, při tlaku pod 10 bar (1 MPa).
Technologie umožňuje přípravu hydrolyzátu paralelní kyselou hydrolýzou proteinů (především keratinu) a lipidických složek (tuku) iniciované organickou karboxylovou kyselinou, nabízí dokonalé využití biogenních prvků, neboť obsahuje cenné výživné složky ve formě biogenních aminokyselin, ve vodě rozpustných nízkomolekulámích proteinů a volné mastné kyseliny (FFA) s výhodnými povrchově aktivními vlastnostmi včetně jejich mono-, di-a tri-acylglyceridů (MAG, DAG, TAG).
Nezreagovaný, tuhý podíl biomasy se po reakci v průběhu chlazení reaktoru usadí na dně reaktoru, a kapalný podíl se před aplikací obvyklým způsobem přefiltruje. Část hydrolyzátu obsahující zbylé pevné podíly může být rovněž využita na iniciaci další hydrolýzy v následující várce vzhledem ktomu, že obsahuje organické volné mastné kyseliny, čímž se sníží množství přidaného katalyzátom na bázi slabé uhlíkaté kyseliny.
Výše popisované způsoby hydrolýzy bílkovinného materiálu se věnují především vývoji vhodných katalytických postupů (homogenních, heterogenních, enzymatických). Ve stavu techniky neexistuje způsob hydrolýzy peří, vhodný pro velkoobjemovou technologii, splňující zároveň charakteristiky hydrolyzátu pro jeho úspěšnou aplikaci v polních podmínkách agronomie.
Podstata technického řešení
Technické řešení navazuje na předcházející dokumenty a týká se hydrolyzátu s obsahem aminokyselin, nízkomolekulámích peptidů a lipidických složek z odpadního peří s obsahem keratinu a tuku.
Předmětem předkládaného technického řešení je hydrolyzát peří obsahující směs aminokyselin, proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD, triacylglyceridů, diacylgylceridů, monoacylglyceridů a (Cl2 až C24)alifatických karboxylových kyselin, připravitelný způsobem, kdy se peří v množství alespoň 200 kg smíchá s vodou a výsledná suspenze se hydrolyzuje za míchání v tlakovém vsádkovém promíchávaném autoklávu o objemu alespoň 5000 1, v inertní atmosféře při teplotě v rozmezí od 100 do 150 °C a tlaku nasycených par alespoň 0,26 MPa
- 1 CZ 34016 U1 v přítomnosti organické karboxylové kyseliny. Popřípadě se po dokončení hydrolýzy z hydrolyzátu odstraní tuhé zbytky, například odstředěním nebo filtrací či dekantací. Inertní atmosférou se rozumí atmosféra bez přítomnosti kyslíku, s výhodou je inertní atmosférou sytá vodní pára, CO2, Ar, N2 nebo jejich směsi. Odstranění tuhých zbytků se následně provede odstředěním a/nebo filtrací, s výhodou pomocí tlakové filtrační nuče nebo kalolisem.
Ve výhodném provedení je tlakovým vsádkovým promíchávaným autoklávem kafilemí destruktor s parním ohřevem amíchadlem, s výhodou o objemu alespoň 8 0001, výhodněji o objemu 8 500 1.
Ve výhodném provedení se peří před krokem hydrolýzy upraví drcením.
V jednom výhodném provedení je tlak při hydrolýze v rozmezí od 1 do 5 MPa, s výhodou od 2 do 3 MPa, výhodněji 2,6 MPa.
Ve výhodném provedení hydrolyzátu peří podle předkládaného technického řešení má organická karboxylová kyselina pKa menší než 4, s výhodou je organickou karboxylovou kyselinou kyselina jablečná, citrónová nebo vinná, výhodněji kyselina jablečná přírodního původu.
S výhodou je při hydrolýze organická karboxylová kyselina přítomna v množství alespoň 0,5 hmota. %, výhodněji v množství od 5 do 50 hmota. %, vztaženo na hmotnost hydrolyzované suspenze.
Poměr hmotnosti organické karboxylové kyseliny ku hmotnosti peří je s výhodou v rozmezí od 1:10 do 1:20, výhodněji je poměr hmotnosti organické karboxylové kyseliny ku hmotnosti peří 1:13,6.
Hydrolyzát peří podle předkládaného technického řešení, kde zařízení, která jsou v kontaktu s hydrolyzátem (autokláv/reaktor, kalolis, odstředivka, filtrační nuč atd.), jsou vyrobena z antikorozního materiálu, s výhodou z nerez oceli.
Příprava hydrolyzátu z peří, které je považováno za obtížný bílkovinný odpadní materiál s obsahem keratinu a tuku, se tedy provádí vodou při zvýšené teplotě v tlakovém, kafilemím destruktoru v přítomnosti slabé uhlíkaté kyseliny, například kyseliny jablečné, která je homogenním katalyzátorem hydrolytického rozkladu bílkovin a tuků, obsažených ve struktuře odpadní biomasy. Výhodou předkládaného technického řešení je možnost velkoobjemové přípravy hydrolyzátu, který je cenným zdrojem aminokyselin, proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD, triacylglyceridů, diacylglyceridů, monoacylglyceridů a(C12 až C24)alifatických karboxylových kyselin. Výsledný hydrolyzát neobsahuje soli ani popeloviny, je tedy vhodný jako surovina pro výrobu hnojiv, preparátů kloubní výživy nebo jako bio-stimulant pro ochranu rostlin před stresem.
Postup získávání hydrolyzátu ve velkotonážním měřítku zahrnuje následující operační kroky:
• Vlhké odpadní drůbeží peří (kuřecí, kachní či husí) lze výhodně v první fázi upravit drcením za účelem zmenšení středního rozměru částic peří, čímž dojde ke zvýšení mezifázového povrchu, a tím i rychlosti sdílení hmoty mezi tuhou fází (peřím) a kapalným reakčním prostředím tvořeným zředěným vodným roztokem vhodné slabé organické kyseliny.
• Do vodou vypláchnutého a parou vyhřátého kafilemího destruktoru je napuštěn odměřený objem čisté vody a pásovým dopravníkem vložena zvážená vsádka surového peří.
• Před uzavřením kafilemího destruktoru (hydrolýzního reaktoru) je nezbytná inertizace reakčního prostředí prováděná proplachem parou nebo jiným inertním plynem uvedeným výše.
-2 CZ 34016 U1 • Při parním ohřevu uzavřeného kafilemího destruktoru po dobu 10 až 15 hodin je vsádka promíchávána, což zajistí rovnoměrný ohřev při současné intenzifikaci přenosu hmoty mezi fázemi v systému: tuhá-biomasa, kapalná-vodný roztok kyseliny, plynná-vodní pára.
• Po vychlazení reaktoru je nezbytná separace reakční směsi, s výhodou pomocí tlakové nuče, kalolisu nebo odstředěním na centrifuze, zajišťující oddělení kapalného hydrolyzátu od případné tuhé zbytkové biomasy.
Kapalný produkt hydrolýzy (hydrolyzát) připravitelný výše uvedeným postupem v inertní atmosféře vodní páry v přítomnosti katalyzátoru na bázi slabé uhlíkaté kyseliny s disociační konstantou pKa menší než 4, při tlaku alespoň 0,26 MPa a teplotě s výhodou 140 °C obsahuje pouze směs nízkomolekulámích proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD, rozpustných ve vodě, aminokyselin, acylglyceridů aC12 až C24 volných mastných kyselin, vzniklých rozkladem terciární struktury keratinu, a tuků z odpadní biomasy živočišného původu (peří).
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Hydrolyzát byl připraven v kafilemím destruktoru typu vsádkového reaktoru, opatřeným rámovým horizontálním míchadlem o objemu 8 500 1, do kterého bylo vloženo 340 kg vlhkého odpadního kuřecího peří z porážky drůbežámy, 25 kg kyseliny jablečné a 2 5001 vody. Destruktor byl předehřát a inertizován vodní parou a za neustálého promíchávání při frekvenci 15 ot.min1 byla vsádka vyhřátá na teplotu 139 °C a při přetlaku 2,6 MPa udržována při těchto podmínkách po dobu 1 h. Po ochlazení a filtraci kapalný produkt (hydrolyzát) obsahoval následující koncentrace: 0,43 g/1 aminokyselin all,4g/l rozpuštěných nízkomolekulámích proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD a relativní koncentrace triacylglyceridů, resp. volných mastných kyselin činily 274 749, resp. 831 360 a. u. (relativní koncentrace při chromatografické analýze metodou HPLC/MS).
Příklad 2
Hydrolyzát byl připraven postupem, uvedeným v Příkladu 1, stím rozdílem, že reakční doba hydrolýzy činila 16 h. Po ochlazení a sedimentaci vsádky v destruktoru byl reakční produkt zfiltrován a analyzován. Jeho složení, stanovené metodou HPLC/MS bylo následující: Celkový obsah aminokyselin 2,5 g/1; nízkomolekulámích proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD 36,9 g/1 a relativní koncentrace triacylglyceridů, resp. volných mastných kyselin činily 131 151, resp. 427 188 a. u.
Je evidentní, že při delší reakční době lze dosáhnout vyšší koncentrace aminokyselin a rozpuštěných proteinů a nižší koncentrace triacylglyceridů a volných mastných kyselin v hydrolyzátu, což je v souladu s vyšší celkovou konverzí hydrolýzy. Současně bylo konstatováno, že profil zastoupení aminokyselin a dalších složek jev dobrém souladu s profily složek v hydrolyzátech, připravených v laboratorních a poloprovozních podmínkách s použitím autoklávů objemů 2, resp. 2,5 a 25 litrů.

Claims (8)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Hydrolyzát peří obsahující směs aminokyselin, proteinů o relativní molekulové hmotnosti do 10 kD, triacylglyceridů, diacylgylceridů, monoacylglyceridů a C12 až C24 alifatických karboxylových kyselin, připravitelný způsobem, kdy se peří v množství alespoň 200 kg smíchá s vodou a výsledná suspenze se podrobí hydrolýze za míchání v tlakovém vsádkovém promíchávaném autoklávu o objemu alespoň 5 000 1, v inertní atmosféře po dobu alespoň 0,5 hodiny při teplotě v rozmezí od 100 do 150 °C a tlaku nasycených par alespoň 0,26 MPa v přítomnosti alespoň jedné organické karboxylové kyseliny, popřípadě se po dokončení hydrolýzy z hydrolyzátu odstraní tuhé zbytky.
  2. 2. Hydrolyzát peří podle nároku 1, kde tlakovým vsádkovým promíchávaným autoklávem je kafilemí destruktor s parním ohřevem a míchadlem, s výhodou o objemu alespoň 8 000 1, výhodněji o objemu 8 500 1.
  3. 3. Hydrolyzát peří podle nároku 1 nebo 2, kde peří se před krokem hydrolýzy upraví drcením.
  4. 4. Hydrolyzát peří podle nároku 1, 2 nebo 3, kde organická karboxylová kyselina má pKa menší než 4, s výhodou je organickou karboxylovou kyselinou kyselina jablečná, citrónová nebo vinná, výhodněji kyselina jablečná přírodního původu.
  5. 5. Hydrolyzát peří podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 4, kde poměr hmotnosti organické karboxylové kyseliny ku hmotnosti peří je v rozmezí od 1:10 do 1:20, s výhodou je poměr hmotnosti organické karboxylové kyseliny ku hmotnosti peří 1:13,6.
  6. 6. Hydrolyzát peří podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 5, kde organická karboxylová kyselina je přítomna v množství alespoň 0,5 hmota. %, vztaženo na hmotnost hydrolyzované suspenze.
  7. 7. Hydrolyzát peří podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6, kde se odstranění tuhých zbytků provede odstředěním a/nebo filtrací, s výhodou pomocí tlakové filtrační nuče nebo kalolisem.
  8. 8. Hydrolyzát peří podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 7, kde tlakový vsádkový promíchávaný autokláv je vyroben z antikorozního materiálu, s výhodou z nerez oceli.
CZ2020-37375U 2020-03-26 2020-03-26 Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů CZ34016U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-37375U CZ34016U1 (cs) 2020-03-26 2020-03-26 Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-37375U CZ34016U1 (cs) 2020-03-26 2020-03-26 Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ34016U1 true CZ34016U1 (cs) 2020-05-26

Family

ID=70848254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020-37375U CZ34016U1 (cs) 2020-03-26 2020-03-26 Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ34016U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wisuthiphaet et al. Production of fish protein hydrolysates by acid and enzymatic hydrolysis
Marcet et al. The use of sub-critical water hydrolysis for the recovery of peptides and free amino acids from food processing wastes. Review of sources and main parameters
CA2919930C (en) Method for producing hydrolysed keratinaceous material
CN102887732A (zh) 一种以罗非鱼加工废水生产氨基酸液体肥料的方法
CZ34016U1 (cs) Hydrolyzát z odpadního peří s obsahem proteinů a lipidů
CN104996726A (zh) 利用亮斑扁角水虻幼虫生产功能性饲料添加剂的方法
RU2487152C2 (ru) Способ производства желатина
JPH03168064A (ja) 家畜の血液を利用した粉末調味食品の製造方法
JP4156621B2 (ja) 亜臨界水処理による鶏由来副生物から高付加価値有用成分を抽出する方法
Gopalakannan et al. Application of proteolytic enzyme, papain for the production of chitin and chitosan from shrimp waste
CN106148467A (zh) 一种贻贝活性肽的制备方法
CA2530610A1 (en) Recovery of peptones
RU2105495C1 (ru) Способ получения белковой кормовой добавки из отходов шерстяной промышленности
JP5334594B2 (ja) 亜臨界水処理方法
RU2533037C1 (ru) Способ получения белкового стимулятора роста и развития растений
EP3262952A1 (en) Method for preparing digestible feather or hair meal
FR2590450A1 (fr) Procede de preparation d'un additif pour fourrage et d'un fourrage a partir de sous-produits contenant de la keratine
CZ2015629A3 (cs) Způsob přípravy směsi proteinů a aminokyselin s převažujícím obsahem kyseliny asparagové
WO2006121361A1 (en) Process for the preparation of gelatine and gelatine hydrolyzate
CN100417332C (zh) 利用牛羊肉加工副产品提取动物蛋白的方法
WO2005018337A1 (fr) Procede de preparation d'un hydrolysat enzymatique a base de proteines de poisson
RU2015673C1 (ru) Способ получения белкового продукта
CN111116390B (zh) 一种谷氨酸钙的制备方法
CN108208800A (zh) 一种牛骨补钙营养物质的提取方法
US389270A (en) Friedrich wilhelm wendenburg

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20200526

MK1K Utility model expired

Effective date: 20240326