DK157121B - Centrifuge til udvinding af proteiner fra knogler - Google Patents

Description

DK 157121 B

I dansk patentskrift nr. 143 584 omhandles en fremgangsmâde til udvinding af protein fra knogler, ved hvilken knoglernes kollagen opl0seligg0res ved behand-ling med damp ved tryk st0rre end 1 atmosfære, og denne 5 fremgangsmâde er ejendommelig ved, at dampbehandlingen finder sted, eventuelt under tilsætning af vand, medens de fugtige, knuste knogler beflnder sIg i en i en tryk-beholder roterende centrifugekurv, hvori de udsættes for en centrifugalacceleration pâ mindst 5 g, idet be-10 handlingen afpasses sâledes, at der opnâs en protein-oplosning med en koncentration pâ mere end 10 vægt%, hvorpâ proteinoplosningen, om onsket, terres pâ i sig selv kendt mâde.

Denne fremgangsmâde har man hidtil udevet under 15 anvendelse af en centrifuge med et som trykbeholder ud-formet centrifugehus med en pâ en lodret hul aksel fastgjort centrifugekurv med perforeret periferivæg.

Ved driften tilledes damp til centrifugehuset og gennem den lodrette hule aksel indpumpes til centrifugekurvens 20 indre en væske, som ved processens start bestâr af vand. Centrifugekurven var ved denne kendte konstruk-tion forsynet med et tætsluttende lâg, sâledes at der ved indpumpningen af væske gennem den hule aksel kunne skabes et tryk i centrifugekurvens indre, sterre end 25 det tryk, som fandtes i centrifugehuset uden for centrifugekurven, med andre ord en trykgradient over det lag af knuste knogler, der under driften befinder sig indvendigt pâ centrifugekurvens periferivæg. Denne trykgradient blev betragtet som nodvendig for at opnâ 30 en tilstrækkelig gennemskylning af knoglelaget og heraf betinget udvaksning af den ved behandlingen opleselig-gjorte protein.

Den samme forestilling om nedvendigheden af ved indpumpning af væske i centrifugekurven at kunne skabe 35 et sterre tryk i centrifugekurvens indre end i den del af centr.ifugehusets indre, som ligger uden for centri-

DK 157121 B

2 fugekurven, genfindes i US patentskrift nr. 728 205.

I dette gengives en centrifuge til anvendelse ved ud-vaskning af gélatine fra skind og huder med varmt vand.

Dette vanne vand indf0res i centrifugekurven, ikke gen-5 nem en hul aksel, som tilfældet er i den i dansk patentskrift nr. 143 584 beskrevne centrifuge, men gennem et indl0b, der er f0rt centrait gennem centrifugekur-vens lâg, hvorhos der forefindes pakningsorganer mellem indlobet og lâget, sâledes at det tryk, hvormed det 10 varme vand indpumpes, kan medvirke til at tvinge vandet gennem det lag af huder eller skind, hvorfra der skal ekstraheres gélatine. I modsætning til hvad der gælder for den i dansk patentskrift nr. 143 584 omhandlede centrifuge, er centrifugehuset ikke udformet som en 15 trykbeholder, og der kan ved den pâgældende gelâtineud- vaskning derfor ikke anvendes temperaturer, som væsent- 0 ligt overstiger 100 C.

Det nævnte hidtil anvendte System til indforing af væsken under tryk i centrifugekurven under anvendel-20 se af en hul aksel eller et ovenfra kommende indlob med tilherende tætningsorganer udger imidlertid en kompli-ceret og kostbar konstruktion, der væsentligt pâvirker totalomkostningerne ved fremstillingen af en centrifuge af den omhandlede art.

25 Det har imidlertid overraskende vist sig, at det er muligt at gennemfore den ovenfor beskrevne, fra dansk patentskrift nr. 143 584 kendte, procès under anvendelse af en centrifuge med en centrifugekurv, der gennem en âbning i lâget star i forbindelse med den 0v-30 rige del af centrifugehusets indre, selv om der sâledes ikke kan tilvejebringes et storre tryk i centrifugekurven end i den 0vrige del af centrifugehuset. Herved muliggeres det, at væsken, der skal indferes i centrifugekurven, ikke behover at indpumpes gennem en hul ak-35 sel, men kan indledes pâ væsentligt simplere mâde pak-ningsfrit gennem nævnte âbning i centrifugekurvens 3

DK 157121 B

lâg.

Ârsagen til at det for fagmanden har været over-raskende, at tilfredsstillende resultater kunne opnâs ved udelukkende at anvende de ved centrifugekurvens ro-5 tation fremkomne kræfter til at give tilstrækkelig væ-skegennemstromning gennem det lag af knuste knogler, der ved centrifugeringen findes pâ indersiden af cen-trifugevæggen, er, at dette lag af knuste knogler har en sâdan karakter, at man ikke hidtil har troet det mu-10 ligt at opnâ en tilstrækkelig væskegennemskylning af laget ved de omdrejningshastigheder, der kommer i be-tragtning for de store centrifuger, som anvendes ved processer af den pâgældende art. Ogsâ ved centrifuger til ekstraktion af fedt fra knogler ved hjælp af orga-15 niske oplosningsmidler er det hidtil blevet betragtet som nodvendigt at indpumpe disse oplosningsmidler gennem en hul aksel til en med tætsluttende lâg forsynet centrifugekurv.

Erkendelsen af, at indforing af væsken ikke be-20 hover at ske gennem en hul aksel til det indre af en lukket centrifugekurv eller af, at der iovrigt ikke be-hover at være nogen tæt afspærring mellem centrifugekurvens indre og centrifugehuset, muliggor en væsentlig forenklet konstruktion, og opfindelsen angâr i overens-25 stemmelse hermed en centrifuge til udvinding af protei-ner fra knogler og med et som trykbeholder udformet centrifugehus, der er forsynet med et aftageligt lâg og er tilsluttet en kilde for damp af tryk storre end 1 atmosfære, med en ligeledes med et aftageligt lâg for-30 synet perforeret centrifugekurv, som er fastgjort pâ en gennem centrifugehusets bund fort roterbar lodret aksel, hvorhos der fra centrifugehusets bund findes en afgangsâbning for væske, hvilken centrifuge ifolge opfindelsen er ejendommelig ved, at et gennem centrifuge-35 huset eller dets lâg indfort ror til indforsel af væske til centrifugekurvens indre udmunder over eller stræk-

DK 157121 B

4 ker sig pakningsfrit gennem en central âbning i centri-fugekurvens lâg.

Det er mest hensigtsmæssigt, at roret til ind-forsel af væske er fort gennem centrifugehusets lâg og 5 udmunder over centrifugekurvens centrale âbning. Nâr roret er fastgjort i lâget, vil det fjernes samtidig med dette og derfor ikke komplicere indforelse og ud-tagning af centrifugekurven i forbindelse med dennes tomning for udvasket knoglemasse og ifyldning af en 10 frisk portion knuste knogler.

Centrifugen ifolge opfindelsen illustreres nær-mere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et anlæg til proteinud-vinding, hvilket anlæg omfatter en cen-15 trifuge ifolge opfindelsen, fig. 2 viser i snit en detalje af en ændret ud- forelsesform for centrifugen ifolge op findelsen, og fig. 3 viser et snit langs linien III-III i 20 fig. 2.

Det pâ fig. l viste anlæg omfatter en cenrifuge 1 med et centrifugehus 2 forsynet med et aftageligt lâg 3.

Centrifugehuset og lâget er konstrueret med sâ-25 danne dimensioner og forsynet med sâdanne (ikke viste) lukkeorganer, at centrifugen kan modstâ et indre tryk pâ mindst 6 ato, og det samme gælder de pâ fig. 1 viste, nedenfor beskrevne ror- og slangeforbindelser.

Centrifugehuset er forsynet med et tilferselsror 30 4, som er sluttet til en (ikke vist) dampkilde, som er i stand til at opretholde et tryk pâ f.eks. 5 ato i centrifugehusets indre.

I centrifugehuset findes en centrifugekurv 5, hvis periferivægge er forsynet med (ikke viste) perfo-35 reringer. Disse perforeringer kan i typiske tilfælde være borede huiler med en diameter pâ 2-4 mm og en ind- 5

DK 157121 B

byrdes afstand pâ ca. 15 mm.

Centrifugekurven er i den viste udf0relsesform forsynet med en plan bund 6, som er udloseligt fast-gjort til et underst0ttelsesorgan 7, som er anbragt pâ 5 en roterbar aksel 8 koblet til et passende drivorgan, fortrinsvis en hydraulisk motor 9.

Hvor akslen 8 er fort gennem centrifugehusets bund findes et væske- og trykbestandigt leje 10. Dette leje med tilhorende aksel 8 og understottelsesor-10 ganet 7 udgor en væsentligt enklere og billigere konstruktion end hvad der kræves, nâr indpumpning af væske skal ske under tryk gennem en hul aksel eller gennem en pakning som omhandlet i ovennævnte patent-skrifter.

15 Centrifugekurven 5 er forsynet med et aftage- ligt lâg 11, som er ringformet, sâledes at der i den centrale del findes en âbning.

Over denne âbning udmunder et ror 12, som er fastgjort til centrifugehusets lâg 3 og fort gennem 20 dette.

Roret 12 er uden for centrifugen forbundet med en slange 13, som via en rorforbindelse 14, en pumpe 15 og et yderligere ror 16 stâr i forbindelse med en tryktank 17.

25 Tanken 17 er via et med afspærringsventil forsynet ror 18 forbundet med den laveste del af centri- fugehuset 2.

Til udligning af trykforskelle mellem det indre af centrifugen og tryktanken 17 findes endvidere et 30 tyndt ror 19, som forbinder de ovre dele af henholds- vis tank og centrifuge.

Ved driften af det pâgældende anlæg foretages folgende:

Centrifugehusets lâg âbnes og centrifugekurven 35 5 frigores fra understottelsesorganet 7 og loftes op af centrifugehuset 2.

DK 157121 B

6

Centrifugekurvens lâg il aftages og en passen-de mængde knuste knogler indfores i centrifugen. Lâget 11 pâsættes atter, og centrifugekurven sænkes tilbage i centrifugehuset, hvor den fastgores til understottel- 5 sesorganet, sâledes at den vil folge dettes rotation.

Efter at centrifugehusets lâg 3 er fastspændt, tilfores der damp gennem 4 til opnaelse af et tryk i centrifugen pâ ca. 5 ato, og centrifugen bringes til at rotere f.eks. med en omdrejningshastighed pâ ca. 150 10 omdrejninger pr. minut. Herved fordeler de knuste knogler sig i et lag 20 pâ indersiden af centrifugekurvens perforerede vægge.

Selv om der under disse omstændigheder kan fri-gores en vis mængde proteinoplosning fra knoglerne, og-15 sâ uden at der tilfores vand, foretrækkes det at indle-de behandlingen ved gennem en ventil 21 at indfore vand som via rorforbindelsen 14, slangen 13 og roret 12 nâr det indre af centrifugekurven 5. Her fordeler vandet sig, uden at der træffes særlige foranstaltnin- 20 ger herfor, over laget 20, og der fâs en tilfredsstil-lende proteinudvaskning fra knoglerne, selv om der ik-ke, sâledes som tilfældet er ved de kendte centrifuger til dette formâl, ved pumpning tilvejebringes et foro-get tryk i centrifugekurven i forhold til trykket uden 25 for denne i centrifugehuset. Nâr den onskede vandmæng-de er indtaget, lukkes ventilen 21, og fra bunden af centrifugehuset ledes proteinoplosning til tryktanken 17, hvorfra denne oplosning recirkuleres via roret 16, pumpen 15, rorforbindelsen 14, slangen 13 og roret 30 12 til centrifugekurvens indre, hvor den atter passe- rer gennem knoglelaget og herved beriges med protein og atter cirkulerer tilbage til tanken.

Denne procès fortsættes til væsken har antaget den optimale proteinkoncentration, hvilket f.eks. kon-35 stateres refraktometrisk. Pâ dette tidspunkt âbnes en ventil 22, hvorigennem proteinoplosningen udtages.

DK 157121 B

7 trykket i centrifugen udloses, og centrifugen âbnes og t0mmes.

Alternativt kan da efter udtagningen af f0rste portion proteinopl0sning gennem 22 atter indtages 5 frisk vand gennem 21, og processen gentages med samme portion knogler.

Ved den udforelsesform for centrifugen ifolge opfindelsen, af hvilken en detalje er vist i fig. 2 og 3, er det pâ fig, l viste ror 12 og den dér viste 10 slange 13 erstattet af andre konstruktionsdele.

Ved denne udforelsesform er centrifugelâget 3 forsynet med en loftearm 23 omfattende to vanger 24 af hvilke kun den ene ses pâ fig. 2.

Loftearmen 2 3 er fastgjort til lâget 3 og 15 aktiveres pneumatisk eller hydraulisk, som det fremgâr af fig, 2.

Loftearmen er underst0ttet drejeligt i et leje 25, hvis konstruktion fremgâr af det i fig. 3 viste snit.

20 Loftearmen 25 bæres af en konsol 26 fast gjort til centrifugehuset 2 og omfattende to vanger 27 af hvilke begge ses pâ fig. 3.

Nâr loftearmen hæves, drejer vangerne 24 sig ved de pâ fig. 3 viste bosninger 28.

25 Mellem vangerne 24 findes et ror 29, hvis ene ende udmunder centrait i centrifugehuset, dvs. over den i centrifugekurvens lâg værende âbning. Rorets anden ende er forbundet med en central passage i lejet 25, hvilken passage 30 atter stâr i forbindelse med en 30 rortilslutning 31. Nâr loftearmen aktiveres til hæv-ning af lâget, folger roret 29 lâgets bevægelser, hvilken bevægelighed muliggores ved anvendelse af væ-sketætte pakninger 32.

Ved anvendelse af centrifugen i denne udforel-35 sesform tilsluttes rorforbindelsen 14 rortilslutnin-gen 31.

Claims (3)

1. Centrifuge til udvinding af proteiner fra knogler og med et som trykbeholder udformet centrifu- 10 gehus (2), der er forsynet med aftageligt lâg (3) og tilsluttet en kilde for damp af tryk st0rre end 1 at-mosfære, med en ligeledes med et aftageligt lâg (il) forsynet perforeret centrifugekurv (5), som er fast-gjort pâ en gennem centrifugehusets bund fort roterbar, 15 lodret aksel (8), hvorhos der fra centrifugehusets bund findes en afgangsâbning for væske, kendeteg-n e t ved, at et gennem centrifugehuset (2) eller dets lâg (3) indfort ror (12, 29) til indforsel af væske til centrifugekurvens indre udmunder over eller strækker 20 sig pakningsfrit gennem en central âbning i centrifugekurvens lâg (11).

2. Centrifuge ifolge krav 1, kendeteg-n e t ved, at roret (12, 29) til indforsel af væske i centrifugekurvens indre er fort gennem centrifugehusets 25 lâg (3) og udmunder over centrifugekurvens centrale âbning.

3. Centrifuge ifolge krav 2, kendeteg-n e t ved, at der til centrifugehusets lâg (3) er fastgjort en loftearm (23) drejelig om et af en konsol 30 (26) pâ centrifugehuset (2) understottet leje (25) med en central passage (30), og ved at roret (29) til ind-forsel af væske til det indre af centrifugekurven (5) er fort centrait gennem centrifugehusets lâg (3) og uden for lâget fores langs loftearmen (23) til lejet 35 (25) og stâr i forbindelse med dettes centrale passage (30), hvilket leje (25) har en rortilslutning (31), DK 157121 B der forbliver stationær i forhold til centrifugehuset, nâr laget (3) og dermed r0ret (29) til indf0rsel af væske l0ftes ved aktivering af ldftearmen. 5 10 15 20 25 30 35