DE716428C

DE716428C - Process for the production of binders from keratin-containing proteins

Info

Publication number: DE716428C
Application number: DEK156281D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Pietschmann
Original assignee: KALTLEIM IND CERTUS GmbH
Current assignee: KALTLEIM IND CERTUS GmbH
Priority date: 1939-12-14
Filing date: 1939-12-14
Publication date: 1942-01-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus keratinhaltigen Eiweißstoffen Man hat vorgeschlagen, Leim aus ' Htornspänen durch Auflösen in Natronlauge, durch Aufspaltung im Autoklaven bei höhener Temperatur, aus Borsten durch Lösen in Alkaiilaugeoder Erhitzen mit ' Soda und Ätzkalk herzustellen. In allen Fällen wurden unter Abbau des Eiweißmoleküls Alkalieiweißverbindungen von.verschiedenen Abbaustufen erhalten. Die Leime zeigten nur ungenügende Bindekraft und Wasserbeständigkeit. Man hat zwar Keratin durch Behandeln mit Alkali aufgeschlossen, jedoch hat man auf diese Weise Albumosen von geringer Molekülgröße für therapeutische Zwecke gewonnen.Process for the production of binders from keratin-containing proteins It has been suggested to make glue from wood shavings by dissolving them in caustic soda Splitting in an autoclave at a higher temperature, from bristles by dissolving in alkali or Heat with 'soda and quick lime. In all cases they were under dismantling of the protein molecule obtained alkali protein compounds from various stages of degradation. The glues showed only insufficient binding power and water resistance. One has Keratin is unlocked by treating it with alkali, however one has that way Small-molecule albumoses obtained for therapeutic purposes.

Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus keratinhaltig,en. Eiweißstoffen durch Behandlung mit Alkalilauge, das sieh dadurch auszeichnet, daß das kei'ätinhaltfge Ausgangsgut zerkleinert, mit Wasser angesetzt, auf Temperaturen bis zu etwa 8o°, vorzugsweise :auf 65°C, erwärmt, unter Zusatz von Natronlauge etwa 5 bis i o Minuten gerührt und sofort anschließend mit verdünnter Säure, z. B. n/i-Säure, bis zur schwach sauren Reaktion versetzt, das ausgeschiedene Eiweiß von. der Flüssigkeit abgetrennt wird, worauf das ausgeschiedene Eiweiß mit- den für Casein üblichen Aufschlußmitteln in sich bekannter Weise in eine viscose Leimlösung übergeführt -wird. Das ausgefällte, getrocknete Eiw ieißerzeugnis wird mit den üblichen Aufscblußmitteln für die Caseinkaltleimherstellung, -wie Kalkhydrat, Natriumfluorid @o.. dgl., vermischt, mit kaltem Wasser angerührt und kurze Zeit bis zur Bildung einer viscosen Leimlösung stehengelassen. Aus-der vom ausgefällten Eiweiß abgetrennten Alkahlösung können die wasserlöslichen Eiweißstoffe durch schonendes Eindampfen gewonnen werden.In contrast, the present invention relates to a method for Manufacture of binders from keratin-containing, en. Proteins through treatment with alkali, which is characterized by the fact that the initial material contains no content crushed, mixed with water, to temperatures of up to about 80 °, preferably : heated to 65 ° C, stirred with the addition of sodium hydroxide solution for about 5 to 10 minutes and immediately afterwards with dilute acid, e.g. B. n / i acid, up to weakly acidic Reaction, the excreted protein of. the liquid is separated, whereupon the excreted protein is mixed with the disintegrating agents customary for casein is converted into a viscous glue solution in a known manner. The precipitated, The dried egg white product is made with the usual whitening agents for casein cold glue production, -like hydrated lime, sodium fluoride @o .. like., mixed, mixed with cold water and left to stand for a short time until a viscous glue solution has formed. From the separated from the precipitated protein Alkali solution can be the water-soluble Proteins can be obtained through gentle evaporation.

Beispiel 1 i oo kg Hornmehl werden mit 4oo kg Wasser auf 8o' C erwärmt. Darauf wird eine Lösung von 2o kg Natriumhydroxyd in c oo l Wasser zugesetzt und das Gemisch gerührt, bis eine leimige Lösung entsteht, was in etwa 5 bis io Minuten eintritt. Anschließend wird mit 124o kg kalten Wassers verdünnt und dann 1/1-Normalsalzsäure bis zur schwach sauren Reaktion zugefügt, bis eine Wasserstoffionenkonzentration von etwa pii 4,3 erreicht ist und Lackmus sich schwach rot färbt.' Hierbei fällt der Eiweißkörper quarkartig .aus und wird nach Trennung von der klaren Mutterlauge mit kaltem Wasser gewaschen, abgepreßt, gemahlen und bei etwa 5o bis 70°C, vorzugsweise aber im Vakuum bei Temperaturen unter 5o°C, getrocknet. Die Ausbeute beträgt 8o bis 9o %.Example 1 100 kg of horn meal are heated to 80 ° C. with 400 kg of water. Then a solution of 20 kg of sodium hydroxide in c oo l of water is added and the mixture is stirred until a gluey solution is formed, which takes about 5 to 10 minutes entry. It is then diluted with 1240 kg of cold water and then 1/1 normal hydrochloric acid added until weakly acidic reaction, until hydrogen ion concentration of about pii 4.3 is reached and litmus turns faintly red. ' Here falls the protein body becomes quark-like and becomes after separation from the clear mother liquor Washed with cold water, pressed, ground and at about 5o to 70 ° C, preferably but dried in vacuo at temperatures below 50 ° C. The yield is 80 up to 9o%.

i oo kg des gemahlenen und getrockneten Erzeugnisses werden mit 51 Petroleum, 25 kg Kalkhydrat und 15 kg Natriumfluorid vermischt. Zum Gebrauch ,wird i kg dieser pulverförmigen Mischung reit 21 kalten Wassers angerührt. Nach etwa 15 Minuten. ist eine starkzügige Leimlösung entstanden, die etwa i Arbeitstag lang brauchbar ist. Damit wurden verleimt: a)- Geschäftetes Kiefernholz nach den. Bedingungen der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt bzw. des Reichsausschusses für Lieferbedingungen unter dem Kennzeichen RAL o93 C für die Prüfung von Caseinkaltleim. Trockenfestigkeit 8o kg je Quadratzentimeter (Vorschrift mindestens 55 kg je Quadratzentimeter). Naßfestigkeit 38,5 kg je Quadratzentimeter (Vorschrift mindestens 2o kg je Quadratzentimeter).i oo kg of the ground and dried product are 51 Petroleum, 25 kg hydrated lime and 15 kg sodium fluoride mixed. For use, becomes i kg of this powdery mixture is mixed with 21 cold water. After about 15 minutes. a strong glue solution has been created that lasts about 1 working day is useful. This was used to glue: a) - Shanked pine wood after the. conditions of the German Research Institute for Aviation and the Reich Committee for Delivery Conditions under the label RAL o93 C for the testing of cold casein glue. Dry strength 80 kg per square centimeter (requirement at least 55 kg per square centimeter). Wet strength 38.5 kg per square centimeter (requirement at least 20 kg per square centimeter).

b) Weißbuchenbrettchen, je 15 cm lang, 7 cm breit und o,5 cm stark wurden an den Enden .auf 4 qcm zusammengeleimt, 18 Stunden unter Zwingendruck gepreßt und anschließend geprüft. Durchschnittszerreißfestigkeit 107 kg je Quadratzentimeter.b) White beech boards, each 15 cm long, 7 cm wide and 0.5 cm thick, were glued together at the ends to 4 square centimeters, pressed for 18 hours under compulsory pressure and then tested. Average tensile strength 1 07 kg per square centimeter.

c) Mittellagen aus Kiefernholz wurden mit Leim bestrichen, 2 mm starke Gabenfurniere aufgelegt und in einer hydraulischen Heißpresse bei 85°C io Minuten lang gepreßt. Die abgesperrte Platte kann heiß heraus-;genommen werden, und die Bindekraft ist vorzüglich. Beispiel 2 iookg des neuen gemahlenen und getrockneten Eiw .eißerzeugnisses werden mit 51- Petröleürn, 13 kg Kalkhydrat und 13 kg Natriüinfluorid "@ermischt. i kg des erhaltenen Kaltleiiripulvers wird mit 3,51r kalten Wassers angerührt. Nach 30 Minuten ist eine schöne - Leimlösung entstanden, mit der Buchenhölzer wie unter Beispiel i b verleimt terden. Die Durchsclmittstrockenfestigkeit b<-rug 90,7 kg je Quadratzentimeter. Die Leimlösung ist auch ain nächsten Tage noch verwendbar.c) Middle layers of pine wood were coated with glue, 2 mm thick gift veneers were placed on top and pressed in a hydraulic hot press at 85 ° C. for 10 minutes. The locked plate can be removed while it is hot, and the binding force is excellent. Example 2 iookg of the new, ground and dried egg white product are mixed with 51 petroleum oils, 13 kg hydrated lime and 13 kg sodium fluoride. I kg of the cold lead egg powder obtained is mixed with 3.5 ml cold water. After 30 minutes there is a nice glue solution originated, with which beech wood is glued as in example ib. The average dry strength b <-rug 90.7 kg per square centimeter. The glue solution can still be used in the next few days.

Während man früher durch einfachen Aufschluß mit Alkali ein Gemisch von den verschiedensten Eiweißabhaustufen, das" auch wasserlösliche Eiweißstoffe enthielt, bekam, werden de wasserlöslichen Eiweißstofte nach der vorliegenden Erfindung durch die Säureausfällung entfernt. Es war überraschend. daß die .alkalilöslichen, aber wasserunlöslichen keratinhaltigen Eiweißstoffe eine große Bindefähigkeit und Wasserfestigkeit zeigen, daß die Leimlösungen lange Zeit haltbar sind, daß sie eine gute Lagerbeständigkeit aufweisen, daß sie einfach zu handhaben sind und sich ein bestem -Caseinleim ebenbürtiges Bindemittel schnell herstellen läßt, so. d:aß erstmalig die wirtschaftliche Ausnutzung von keratinhaltigen Eiweißstoffen, wie Horn, Federn, Haaren, Wollabfällen, Borsten usw. z. B. für die H.olzleimfabrikation möglich ist.Whereas in the past a mixture was obtained by simple digestion with alkali of the various protein waste levels, the "also water-soluble protein substances contained, got, de water-soluble protein substances according to the present invention removed by the acid precipitation. It was surprising. that the .alkali-soluble, but water-insoluble keratin-containing proteins have a great binding capacity and Water resistance show that the glue solutions are stable for a long time, that they are a have good storage stability, that they are easy to handle and that they are easy to use Binder equivalent to best casein glue can be produced quickly, so. d: ate for the first time the economic use of keratin-containing proteins such as horn, feathers, Hair, wool waste, bristles, etc. z. B. for wood glue production is possible.

Das Lösen der hornhaltigen Ausgangsstoftc. in Alkali kann bei erhöhter Temperatur, z. B. bei 65°C, oder ,aber bei. gewöhnlicher Temperatur erfolgen. Es muß nur schonend vcrgenomnzen werden, so: daß sich nicht größere Mensen wasserlöslicher Eiweißstoffe bilden, wodurch die Ausbeute .an alkalilöslichen, in Wasser unlöslichen .Eiweißstoffen vermindert würde.The dissolving of the horny starting materials. in alkali can be increased at Temperature, e.g. B. at 65 ° C, or, but at. ordinary temperature. It only has to be used gently so that larger canteens do not become more water-soluble Form protein substances, whereby the yield of alkali-soluble, insoluble in water . Protein substances would be reduced.

Die Ausfällung der Eiweißstoffe aus der Alk .a.hlösung kann mit :allen Säuren vorgenommen werden. Als zweckmäßig haben sich insbesondere Salzsäure, Schwefelsäure usw. erwiesen, die zweckmäßig in großer Verdünnung anzuwenden sind, z. B. als 1/i-Normalsäuren. Auch erfolgt die Ausfällung zweckmäßig unter größerer Verdünnung mit Wasser. Soll der Eiweißstoff filtriert werden, so ist die Ausfällung zweckmäßig bei 25 bis 4o°C vorzunehmen, damit der Niederschlag leicht filtrierbar ist.The precipitation of the proteins from the alkali solution can be done with: all Acids are made. Hydrochloric acid and sulfuric acid have proven to be particularly useful etc., which are expedient to use in great dilution, z. B. as 1 / i normal acids. The precipitation is also expediently carried out with greater dilution with water. Intended to If the protein is filtered, the precipitation is expedient at 25 to 40 ° C make so that the precipitate can be easily filtered.

Die quarkartige Masse ist in Wasser unlöslich, in Alkalien löslich, in Erdalkalien vorübergehend löslich, mit Formaldehyd hartbar und verhält sich daher ganz. ähnlich wie das Milchcasein. Infolgedessen kann man ,aus dem neuen Erzeugnis im großen und ganzen mit den gleichen Aufschlußmitteln, wie sie bei der Herstellung von Caseinleim üblich und bekannt sind, Kaltleim herstellen, indem man entweder das noch feuchte Fällungsprodukt mit alkalischen Lösungsmitteln auflöst oder das Produkt trocknet, mahlt, - reit pulverförmigen Aufschlußmitteln vermischt und dann das fertige Leimpulver mit kaltem Wasser ,anrührt, wobei nach kurzer Zeit eine gebrauchsfähige Leimlösung entsteht.The quark-like mass is insoluble in water, soluble in alkalis, Temporarily soluble in alkaline earths, hardable with formaldehyde and therefore behaves quite. similar to milk casein. As a result, it is possible to get out of the new product by and large with the same disintegrating agents as they are used in production of casein glue are common and known to produce cold glue by either the still moist precipitation product dissolves with alkaline solvents or that Product dries, grinds, mixed with pulverulent disintegrating agents and then the finished glue powder with cold water, mixed, after a short time a Usable glue solution is created.

Derartige Leime können in einer Kalt- oder Heißpresse verarbeitet werden.Such glues can be processed in a cold or hot press will.

Als Aufschlußmittel sind verwendbar Alkauen, Erdalkalien, alkalisch ü.der neutral reagierende Salze allein oder in Mischung mit Erdalkalien. Bei Mitverwendung von Erdalkalien kann die Wasserbeständigkeit eines hochwertigen Caseinleimes erzielt werden. Durch Änderung der Aufschlußmittel und der Mengen kann man die V-rgiebigkeit des Leimes weitgehend steuern. Man kann also konzentrierte Lösungen für ,die H;olzverleimung oder weniger konzentrierte Leimlösungen für andere Verwendungszwecke herstellen. Der neue Leimstoff verträgt sich gut mit Casein, Blutpulver, Blutalbumin, Hornmehl, Sojamehl und anderen Eiweißstoffen und kann in Mischung mit diesen Stoffen unter Zuhilfenahme der genannten Aufschlußmittel vorteilhaft zu Kaltleim verarbeitet werden.Alkaues, alkaline earths and alkaline can be used as disintegrating agents ü.the neutral reacting salts alone or in a mixture with alkaline earths. When using of alkaline earths, the water resistance of a high-quality casein glue can be achieved will. The yield can be adjusted by changing the disintegrating agents and the quantities control of the glue to a large extent. So you can use concentrated solutions for wood gluing or make less concentrated glue solutions for other uses. The new glue goes well with casein, blood powder, blood albumin, horn meal, Soy flour and other protein substances and can be mixed with these substances below With the aid of the abovementioned disintegration agents, they can advantageously be processed into cold glue.

Nach der Erfindung gelingt es, aus Hornabfällen, Klauen, Wollabfällen usw. einen hochwertigen Leim herzustellen.According to the invention, horn waste, claws and wool waste can be used etc. to produce a high quality glue.

Auch können die wasserlöslichen Eiweißstoffe aus dem schwach sauren Ausfällungswasser durch schonendes Eindampfen gewonnen werden und als Leim, als Nahrungsmittel;, Futtermittel sowie zur Herstellung von Wirkstoffen benutzt werden, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nach der Erfindung noch erhöht.The water-soluble proteins can also be extracted from the weakly acidic Precipitation water can be obtained by gentle evaporation and as glue, as Food, feed and for the production of active ingredients are used, whereby the economy of the method according to the invention is increased.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of binders keratin-containing proteins by treatment with alkali, characterized in that the keratin-containing starting material is crushed, mixed with water, to temperatures up to about 80 °, preferably to 65 ° C., with the addition of caustic soda for about Stirred for 5 to 10 minutes and then immediately afterwards with dilute acid, e.g. B. n / i acid, up to a weakly acidic reaction, the: secreted protein from the liquid separated% vird, whereupon the excreted protein with the disintegrating agents customary with casein is converted into a viscous glue solution in a manner known per se.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the precipitated, dried protein product with the usual digesting agents for casein cold glue production, such as hydrated lime, Sodium fluoride and the like, mixed, mixed with cold water and a short time until is allowed to stand to form a viscous glue solution.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that separated from the precipitated protein Alkali solution, the water-soluble proteins obtained by gentle evaporation will. .