RO126673B1 - Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată - Google Patents
Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată Download PDFInfo
- Publication number
- RO126673B1 RO126673B1 ROA201000240A RO201000240A RO126673B1 RO 126673 B1 RO126673 B1 RO 126673B1 RO A201000240 A ROA201000240 A RO A201000240A RO 201000240 A RO201000240 A RO 201000240A RO 126673 B1 RO126673 B1 RO 126673B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- temperature
- hydrolysis
- alkaline
- chromium
- stirring
- Prior art date
Links
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010985 leather Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 24
- 238000000751 protein extraction Methods 0.000 title 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims abstract description 36
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims abstract description 35
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 18
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 18
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 23
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 23
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 16
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 13
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims description 9
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 claims description 8
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims description 8
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims description 7
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 7
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 claims description 7
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 23
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 22
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 5
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FRTQJIZWSIDRGM-UHFFFAOYSA-N [N].N[N] Chemical compound [N].N[N] FRTQJIZWSIDRGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000758789 Juglans Species 0.000 description 3
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- -1 hydroxyl amino Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006862 enzymatic digestion Effects 0.000 description 1
- FCZCIXQGZOUIDN-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-diethoxyphosphinothioyloxyacetate Chemical compound CCOC(=O)COP(=S)(OCC)OCC FCZCIXQGZOUIDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229940024999 proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Treatment And Processing Of Natural Fur Or Leather (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Description
Invenția se referă la un procedeu de extragere a proteinelor din deșeuri de piele cromată și reducere a masei moleculare medii a hidrolizatelor de colagen. Acest procedeu se aplică în domeniul prelucrării pieilor naturale, pentru extragerea componentei proteice din deșeuri de piele tăbăcită cu crom, sub formă de hidrolizate de colagen cu conținut de aminoacizi, inclusiv aminoacizi esențiali, în vederea valorificării în domeniul agricol, în compoziția fertilizanților foliari.
Industria de pielărie este nominalizată în OG nr. 34, adoptat în 2002, privind Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) și Best Available Technicque (BAT). Deși s-au luat câteva măsuri în sensul creșterii eficacității proceselor chimice și diminuării cantităților de deșeuri, sectorul de pielărie are încă serioase probleme tehnologice de rezolvat. Dintre acestea, cea mai importantă o reprezintă procesul de tăbăcire cu crom, la care se adaugă tratarea efluenților, datorită sărurilor de crom folosite, știut fiind că speciația cromului generează produși deosebit de toxici. Eforturile de a înlocui sărurile de crom cu alte substanțe tanante s-au dovedit până acum neconvingătoare în ceea ce privește performanțele semifabricatelor din piele obținute prin tehnologiile alternative.
Desigur că există și aplicații unde acestea sunt viabile, dar în cea mai mare parte din situații, încă nu se poate renunța la tăbăcirea cu săruri bazice de crom, iar acest proces este generatorul unor importante surse de poluare (ape reziduale cu crom, care în urma epurării este transferat în nămoluri și deșeuri solide cu crom și proteine, pentru care nu există o strategie unitară de eliminare sau inertizare). în acest context, căile de diminuare a impactului cromului vehiculat în tăbăcării constau în abordarea celor mai bune practici care împiedică apariția cromului hexavalent în fluxul de fabricație și un bun management al deșeurilor de piele cromată și al flotelor cu crom neepuizate. Dacă în cadrul unităților prelucrătoare de piele, aceste practici pot fi stăpânite, nu același lucru se poate spune despre deșeurile care sunt evacuate din perimetrul acestora și a căror trasabilitate se pierde, reprezentând un risc major pentru mediu [K. Kolomaznik, M. Adamek, I. Andel, M. Uhlirova - Leather Waste - Potențial Threat to Human Health, and a New Technology of its Treatment, J. Hazard. Mater., 160(2-3), 2008, pp. 514-520],
Constrângerile legislative și responsabilitatea producătorilor de piele pentru impactul acestor deșeuri asupra mediului impun concentrarea atenției spre găsirea unor soluții științifice și tehnice, accesibile, de armonizare a producției de piele finită, cu exigențele unui management de mediu performant. Din această perspectivă, studiile asupra deșeurilor de piele cromată s-au axat pe înglobarea acestora în diverse produse, ca talpă artificială, beton, asfalt, folosirea lor ca mediu de adsorbție pentru diverse reziduuri, dar în ultimii ani, s-a pus accentul pe procesarea lor pentru recuperarea masei proteice.
Studiile de extragere prin hidroliză a proteinelor din deșeurile de piele cromată, în scopul disponibilizării lor ca aditivi proteici pentru diverse aplicații (biofertilizanți agricoli, surfactanți etc.) sunt de mare actualitate și promovează ideea de conservare a resurselor naturale, printr-o valorificare avansată, aducând contribuții importante în sfera preocupărilor pentru protecția mediului și creșterea competitivității economice.
Din cercetările ultimilor ani în această direcție [J. Hrncirik, M. Dvorackova, F. Hruska, J. Kupec, K. Kolomazik - Kinetics of Alkaline Hydrolysis ofthe Insoluble Protein Fraction Following Enzymatic Hydrolysis of Chrome-Tanned Shavings, J. Am. Leather Chem. Assoc., 100(1), 2005, pp. 1 - 7], reiese evident faptul că hidroliză trebuie abordată în mod complex, în mai multe trepte, cu mecanisme diferite de desfășurare, inițiate de agenți chimici diferiți, care să se completeze reciproc.
Spre deosebire de deșeurile de piei brute sau numai cenușărite, a căror dizolvare nu ridică prea multe dificultăți, în cazul deșeurilor tăbăcite, apar dificultăți legate de detanarea acestora.
RO 126673 Β1
Prin combinarea efectului agenților chimici cu efectul temperaturii și a duratei de 1 desfășurare a proceselor, se obțin diferite stadii de hidroliză a colagenului, caracterizate prin greutatea moleculară medie a hidrolizatelor. Gradul de polidispersie a hidrolizatelor de 3 colagen este foarte mare, deoarece scindarea lanțurilor polipeptidice se produce în punctele slabe de legătură. Atât natura chimică a legăturilor din structura colagenului, cât și numărul 5 lor foarte mare, nu permit o distrugere selectivă a lor, ceea ce face ca procesul de hidroliză să aibă un caracter statistic. 7
Dacă hidroliză acidă poate conduce la solubilizarea completă a deșeurilor de piele cromată și obținerea unei singure fracții hidrolitice, din care separarea cromului de proteine 9 este un proces destul de complicat și costisitor, hidrolizele alcaline și cele enzimatice au ca rezultat un sistem eterogen format din două fracții hidrolitice distincte. Una dintre fracții este 11 lichidă și conține componenta proteică, cealaltă fracție este solidă și conține preponderent precipitatul cu crom. 13
Abordarea hidrolizei enzimatice pentru dezagregarea deșeurilor de piele cu conținut de crom reprezintă o opțiune ce se evidențiază prin avantajele pe care le oferă utilizarea 15 enzimelor proteolitice, respectiv, condițiile moderate de reacție: temperatură nu prea ridicată, până la 70°C, pH între 7 și 10, presiune atmosferică, precum și un conținut mai scăzut de 17 săruri în hidrolizatele de colagen [D. Janocova, K. Kolomaznik, V. Vasek - Optimization of Chrome Shavings Treatment by Enzymatic Digestion, Internațional Carpathian 19 Control Conference ICCC Malenivice, Czech Republic, 2002].
în timpul procesului de hidroliză, are loc atât ruperea legăturilor caracteristice 21 proteinelor, cât și formarea de noi legături: electrovalente, coordinative, covalente etc., care vor determina un nivel al energiei interne a produselor care le conțin mult mai scăzut decât 23 al reactanților. în această situație, diversele combinații între temperatură și durată, la aceeași valoare a concentrației agentului de hidroliză, nu vor furniza o energie de reacție capabilă 25 să distrugă legăturile formate la nivelul oligopeptidelor. Prin urmare, mărirea temperaturii și a duratei de hidroliză peste o valoare limită nu vor determina creșteri semnificative ale 27 randamentului în hidrolizate proteice. Teoretic, există trei motive posibile ale hidrolizei incomplete a deșeurilor de piele cromată: 29
- Aminoacizii nepolari și aminoacizii bazici din resturile proteinice, fiind toți hidrofobi în condiții alcaline, ar putea să formeze domenii hidrofobe inaccesibile apei, conducând la 31 proteine rezistente la apă.
- Produsele din resturile proteinice pot să formeze legături transversale covalente 33 între aminoacizii bazici și aminoacizii hidroxilici, legături distructibile doar în condiții acide, conducând la hidroliză completă a resturilor proteinice și obținerea de hidrolizate proteinice 35 cu conținut de crom.
-în condiții alcaline (pH < 12), majoritatea cromului legat coordinativ se desprinde de 37 grupele carboxil din catena laterală a acidului aspartic (Asp) și glutamic (Glu) și este precipitat sub formă de Cr(OH)3. Totuși, complecșii cromului formați în timpul bazificării au 39 rezistență mare la alcalii. Aceștia ar putea să formeze legături transversale cu grupele carboxil din punțile Asp și Glu sau hidrolizate proteinice, care să conducă la formarea de 41 complecși metalici macromoleculari insolubili.
Se cunosc procedee de tratare a deșeurilor de piele cromată prin hidroliză alcalină 43 (brevetele US 4100154; US 4483829) sau hidroliză enzimatică (brevet US 5094946), pentru separarea proteinelorîn vederea folosirii lorca suplimente nutritiveîn alimentația animalelor, 45 ca îngrășăminte sau în preparatele cosmetice. De asemenea, s-au căutat și soluții bazate pe hidrolize alcalino-enzimatice elaborate în principal pentru obținerea de hidrolizate de 47 colagen apte pentru realizarea de fertilizanți.
RO 126673 Β1
Aceste procedee prezintă următoarele dezavantaje:
- deșeurile de piele folosite se supun în prealabil unor operații mecanice de măcinare;
- procesele de hidroliză alcalină se desfășoară la temperaturi de peste 90°C;
- hidrolizatele proteice obținute au un conținut de crom de ordinul sutelor de ppm la pH<11;
- conținutul de aminoacizi liberi în hidrolizatele proteice destinate folosirii ca fertiIizanți este mic;
- procesele nu pun accentul pe obținerea de hidrolizate de colagen cu conținut de aminoacizi esențiali, recunoscuți pentru contribuția importantă pe care o au în metabolismul plantelor, mai ales în condiții de stres;
- nu prezintă o alternativă de reducere a maselor moleculare medii ale hidrolizatelor de colagen.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă din obținerea de hidrolizate de colagen cu un conținut diversificat de aminoacizi, inclusiv aminoacizi esențiali, în care cromul nu se regăsește decât la nivelul zecilor de ppb, prin elaborarea unui procedeu de extragere a proteinelor din deșeuri de piele cromată și de reducere a masei moleculare medii a hidrolizatelor de colagen, care se desfășoară în două etape de hidroliză. în etapa I are loc extracția componentei proteice prin hidroliză alcalină sau alcalino-enzimatică sub formă de hidrolizat de colagen și separarea prin filtrare de compușii cu crom sub formă de precipitat, care urmează a fi transferat în matrice minerale valorificabile, iar în etapa II, are loc reducerea masei moleculare medii a hidrolizatului de colagen, prin relansarea procesului de hidroliză, darîn condiții enzimatice, când are loc punerea în libertate a aminoacizilor, inclusiv a aminoacizilor esențiali.
Hidrolizele se desfășoară în vase de reacție închise, prevăzute cu sistem de încălzire-răcire prin manta, termostatat și cu sistem de agitare.
Ca materie primă, se folosesc fragmente reziduale de piele cromată, care au, în general, umiditatea de 50.. .60% și se caracterizează printr-un conținut de 85.. .87% substanță dermică (raportat la produsul liber de umiditate), 4,5...5,5% oxid de crom (raportat la produsul liber de umiditate), restul fiind constituit din săruri provenite din faza de pregătire a suportului colagenic pentru tăbăcire.
Deșeurile de piele cromată (analizate din punct de vedere al conținutului de umiditate, azot total, substanță dermică, crom), dispersate în apă într-un raport solid/lichid de 1/5, se supun etapei I de hidroliză alcalină sau alcalino-enzimatică, folosind oxid de calciu ca agent alcalin de hidroliză și un preparat pe bază de enzime pancreatice (solid, lipsit de săruri de amoniu, activ la 37°C și pH = 7-9), pentru hidroliză enzimatică. Oxidul de calciu are proprietatea de a coagula ionii sulfat sub formă de sulfat de calciu, în mod semănător precipitării hidroxidului de crom, iar coprecipitarea celor doi compuși ajută la separarea hidroxidului de crom din dispersia rezultată în urma hidrolizei. Oxidul de calciu se dozează sub formă solidă, într-o cantitate stoichiometric stabilită, pentru precipitarea întregii cantități de crom conținut de deșeurile de piele. Hidroliză alcalină se desfășoară sub agitare continuă, la temperatura de 7O...8O°C, timp de 6...4 h. Dacă se optează pentru hidroliză alcalinoenzimatică, durata se scurtează la 2...3 h, după care masa de reacție se răcește la 37°C, se verifică pH-ul și dacă este cazul, se corectează cu acid sulfuric, astfel încât să aibă valoarea în intervalul 7...10, și sub agitare continuă, se adaugă preparatul pe bază de enzime pancreatice, în stare solidă, într-o cantitate echivalentă pentru un raport de 2...4 unități enzimatice/gram azot total, se menține la temperatura de 37°C, timp de 4...3 h, sub agitare continuă, după care se încălzește la 60°C, pentru dezactivarea enzimei.
RO 126673 Β1
Oricare dintre cele două variante descrise conduce la dezagregarea fragmentelor de 1 piele, precipitarea cromului sub formă de hidroxid de crom și trecerea componentei proteice în soluție, în proporție 80...90%. Dispersia caldă se filtrează printr-un filtru presă sau sub vid 3 (filtru Nuce). Filtratul care este format din hidrolizatul de colagen cu o masă moleculară medie de 10000... 14000 Daltoni este supus analizei pentru determinarea conținutului de azot 5 total și azot aminic, precum și pentru stabilirea pH-ului.
Hidrolizatul de colagen se transferă în vasul de reacție și se supune etapei II de 7 hidroliză, în condiții enzimatice, cu un preparat enzimatic proteolitic (lichid obținut din specii Bacillus, activ la 70°C și pH = 7-10) sau cu preparatul pe bază de enzime pancreatice (activ 9 la 37°C și pH = 7-9). Dacă este cazul, se corectează pH-ul prin adăugare de acid sulfuric 96%, sub agitare, astfel încât să se încadreze în limitele de activitate a preparatului enzimatic 11 folosit. Sub agitare continuă, se dozează preparatul enzimatic proteolitic într-o cantitate echivalentă pentru un raport de 3...5 unități enzimatice/gram (azot total-azot aminic), se 13 aduce masa de reacție la temperatura de 70°C și se menține la această temperatură timp de 4...2 h, cu agitare intermitentă: 10 min agitare, 20 min repaus, după care se încălzește 15 la 85°C, pentru dezactivarea enzimei și apoi se răcește liber, sau se dozează preparatul pe bază de enzime pancreatice, într-o cantitate echivalentă pentru un raport de 4...6 unități 17 enzimatice/gram (azot total-azot aminic), se aduce masa de reacție la temperatura de 37°C și se menține la această temperatură, sub agitare intermitentă: 10 min agitare, 20 min 19 repaus, timp de 5...3 h, după care se încălzește la60°C, pentru dezactivarea enzimei și apoi se răcește liber. 21
Drept consecință a relansării procesului hidroliticîn etapa II, în condiții enzimatice, are loc reducerea masei moleculare medii a hidrolizatului de colagen cu 40...50% față de 23 masa moleculară medie a hidrolizatului de colagen obținut în etapa I prin hidroliză alcalină sau alcalino-enzimatică. Scindările lanțurilor peptidice, care au loc în timpul hidrolizei 25 enzimatice în etapa II, asigură diversificarea conținutului de aminoacizi, inclusiv aminoacizi esențiali, în hidrolizatele de colagen, cu aplicații în special în domeniul agricol. 27
Procedeul de extragere a proteinelor din deșeuri de piele cromată și reducere a masei moleculare medii a hidrolizatelorde colagen, conform invenției, elimină dezavantajele 29 menționate anterior, prin aceea că:
- folosește fragmente reziduale de piele cromată, rezultate după operația de egalizare 31 a pieilor tăbăcite cu săruri bazice de crom, cu umiditatea de 50...60%, cu un conținut de 85...87% substanță dermică (raportat la produsul liber de umiditate) și 4,5...5,5% 33 oxid de crom (raportat la produsul liber de umiditate), fără a fi necesare operații mecanice de tăiere, măcinare și tocare; 35
- folosește, în etapa I, hidroliză alcalină la un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la temperatura de 7O...8O°C, timp de 6...4 h, sub agitare continuă, sau hidroliză 37 alcalino-enzimatică la un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la temperatura de
7O...8O°C, timp de 2...3 h, și preparatul pe bază de enzime pancreatice, la temperatura de 39 37°C, timp de 4...3 h, sub agitare continuă, asigurând extragerea componentei proteice cu un randament de 80...90%, sub formă de hidrolizat de colagen cu masa moleculară medie 41 de 10 000...14 000 Daltoni și cu mai puțin de 100 ppb crom;
- folosește, în etapa II, hidroliză enzimatică, cu un preparat enzimatic proteolitic, la 43 temperatura de 70°C, timp de 4...2 h, sau un preparat pe bază de enzime pancreatice, la temperatura de 37°C, timp de 5...3 h, cu agitare intermitentă: 10 min agitare, 20 min repaus, 45 asigurând reducerea masei moleculare medii a hidrolizatului de colagen cu 40...50% față de masa moleculară medie a hidrolizatului de colagen obținut în etapa I prin hidroliză alcalină 47
RO 126673 Β1 sau alcalino-enzimatică și promovarea diversificării conținutului de aminoacizi, inclusiv aminoacizi esențiali, astfel încât hidrolizatul de colagen obținut prin acest procedeu să fie destinat, în special, aplicațiilor în domeniul agricol.
Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:
- recuperarea cu randamente mari a componentei proteice din deșeurile de piele cromată, cu toate implicațiile favorabile legate de eliminarea acestora și implicit reducerea spațiilor de depozitare, transport, respectarea legislației de mediu în vigoare, conservarea resurselor naturale printr-o valorificare avansată;
- evidențierea posibilității de a utiliza o resursă alternativă de aminoacizi (care în general au prețuri ridicate) pentru fertilizanții foliari destinați culturilor agricole;
- convertirea unui deșeu dintr-o industrie, într-un factor de creștere a eco-eficienței pentru un alt domeniu de activitate (prin înlocuirea totală sau parțială a aminoacizilor din alte resurse mai costisitoare);
- procedeul de reducere a masei moleculare medii a hidrolizatelor de colagen conform invenției este simplu, eficient, ieftin, reproductibil;
- diversificarea gamei de hidrolizate de colagen în funcție de necesități;
- promovarea tehnologiilor bazate pe procese enzimatice, cu certe implicații favorabile în reducerea poluării induse de utilizarea substanțelor chimice de sinteză.
Se dau în continuare două exemple de realizare a invenției.
Exemplul 1.
Etapa I. Fragmente reziduale de piele cromată, rezultate după operația de egalizare a pieilor tăbăcite cu săruri bazice de crom, analizate pentru determinarea conținutului de crom, de azot total și de substanță dermică, sunt dispersate într-un volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/5, într-un vas de reacție termostatat, prevăzut cu sistem de agitare, sunt tratate cu oxid de calciu echivalent precipitării complete a cromului conținut. Masa de reacție se încălzește până la 7O...8O°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 6...4 h, timp în care fragmentele de piele sunt dezagregate, cromul este precipitat sub formă de hidroxid de crom și componenta proteică trece în soluție în proporție
80...90%. Dispersia caldă se filtrează printr-un filtru presă sau sub vid (filtru Nuce), iar filtratul, supus analizei pentru determinarea conținutului de azot total și azot aminic, având o masă moleculară medie de 10000...14000 Daltoni, se transferă într-un vas de reacție termostatat, prevăzut cu agitare.
Etapa II. Se verifică pH-ul hidrolizatului de colagen și dacă este cazul se corectează cu acid sulfuric astfel încât să aibă valoarea în intervalul 7...10. Sub agitare continuă, se adaugă preparatul enzimatic proteolitic într-o cantitate echivalentă pentru un raport de 3...5 unități enzimatice/gram (azot total-azot aminic), se aduce masa de reacție la temperatura de 70°C și se menține la această temperatură timp de 4...2 h, cu agitare intermitentă: 10 min agitare, 20 min repaus, după care se încălzește la 85°C, pentru dezactivarea enzimei și apoi se răcește liber.
Exemplul 2.
Etapa I. Fragmente reziduale de piele cromată, rezultate după operația de egalizare a pieilor tăbăcite cu săruri bazice de crom, analizate pentru determinarea conținutului de azot total și de substanță dermică, sunt dispersate într-un volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/5, într-un vas de reacție termostatat, prevăzut cu sistem de agitare, sunt tratate cu oxid de calciu echivalent precipitării complete a cromului conținut. Masa de reacție se încălzește până la 7O...8O°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 2...3 h, după care masa de reacție se răcește la 37°C, se verifică pH-ul și dacă este cazul se corectează cu acid sulfuric astfel încât să aibă valoarea în intervalul 7...9 și sub
RO 126673 Β1 agitare continuă, se adaugă preparatul pe bază de enzime pancreatice, într-o cantitate 1 echivalentă pentru un raport de 2...4 unități enzimatice/gram azot total, se menține la temperatura de 37°C timp de 4...3 h, sub agitare continuă, după care se încălzește la 60°C, 3 pentru dezactivarea enzimei. Dispersia caldă se filtrează printr-un filtru presă sau sub vid (filtru Nuce), iar filtratul, supus analizei pentru determinarea conținutului de azot total și azot 5 aminic, având o masă moleculară medie de 10000...14000 Daltoni, se transferă într-un vas de reacție termostatat, prevăzut cu agitare. 7
Etapa II. Se verifică pH-ul hidrolizatului de colagen și dacă este cazul se corectează cu acid sulfuric astfel încât să aibă valoarea în intervalul 7...9. Sub agitare continuă, se 9 adaugă preparatul pe bază de enzime pancreatice, într-o cantitate echivalentă pentru un raport de 4...6 unități enzimatice/gram (azot total-azot aminic), se aduce masa de reacție la 11 temperatura de 37°C și se menține la această temperatură, sub agitare intermitentă: 10 min agitare, 20 min repaus, timp de 5...3 h, după care se încălzește la60°C, pentru dezactivarea 13 enzimei și apoi se răcește liber.
Claims (3)
1. Procedeu de extragere a proteinelor din deșeuri de piele cromată și reducere a masei moleculare medii a hidrolizatelor de colagen, caracterizat prin aceea că fragmente reziduale de piele cromată, rezultate după operația de egalizare a pieilor tăbăcite cu săruri bazice de crom, cu umiditatea de 50...60%, cu un conținut de 85...87% substanță dermică, raportat la produsul liber de umiditate, și 4,5...5,5% oxid de crom, raportat la produsul liber de umiditate, fără tăiere, măcinare, tocare, se supun unei prime etape de hidroliză alcalină într-un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la o temperatură de 7O...8O°C, timp de
4.. .6 h, sub agitare continuă, sau de hidroliză alcalino-enzimatică la un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la o temperatură de 7O...8O°C, timp de 2...3 h și preparat pe bază de enzime pancreatice la o temperatură de 37°C, timp de 3...4 h, sub agitare continuă, iarîntr-o a doua etapă, se supun hidrolizei enzimatice, cu un preparat enzimatic proteolitic, la o temperatură de 70°C, timp de 2...4 h, sau un preparat pe bază de enzime pancreatice la o temperatură de 37°C, timp de 3...5 h, cu agitare intermitentă cu 10 min agitare, 20 min repaus.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în prima etapă de hidroliză alcalină, se folosește un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la o temperatură de 7O...8O°C, timp de 4... 6 h, sub agitare continuă, sau hidroliză alcalinoenzimatică la un raport solid/lichid de 1/5, cu oxid de calciu, la o temperatură de 7O...8O°C, timp de 2...3 h, și un preparat pe bază de enzime pancreatice la temperatura de 37°C, timp de 3...4 h, sub agitare continuă, asigurând extragerea componentei proteice cu un randament de 80...90%, sub formă de hidrolizat de colagen cu masa moleculară medie de
10000.. .14000 Daltoni și cu mai puțin de 100 ppb crom.
3. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, în a doua etapă de hidroliză enzimatică, se folosește un preparat enzimatic proteolitic, la o temperatură de 70°C, timp de 4...2 h, sau un preparat pe bază de enzime pancreatice la o temperatură de 37°C, timp de 3...5 h, cu agitare intermitentă cu 10 min agitare, 20 min repaus, asigurând reducerea masei moleculare medii a hidrolizatului de colagen cu 40...50% față de masa moleculară medie a hidrolizatului de colagen obținutîn prima etapă prin hidroliză alcalină sau alcalino-enzimatică și diversificarea conținutului de aminoacizi, inclusiv aminoacizi esențiali, hidrolizatul de colagen obținut astfel fiind utilizat, în special, în domeniul agricol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000240A RO126673B1 (ro) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000240A RO126673B1 (ro) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO126673A2 RO126673A2 (ro) | 2011-09-30 |
| RO126673B1 true RO126673B1 (ro) | 2013-09-30 |
Family
ID=44681628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201000240A RO126673B1 (ro) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO126673B1 (ro) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RO131871A2 (ro) | 2015-11-18 | 2017-05-30 | Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie - Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie | Polidispersii de colagen pentru tratarea seminţelor de cereale, şi procedeu de realizare |
-
2010
- 2010-03-16 RO ROA201000240A patent/RO126673B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO126673A2 (ro) | 2011-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101747093B (zh) | 以维生素c发酵废弃物生产菌体蛋白和多肽有机肥的方法 | |
| CN102153378A (zh) | 一种利用皮革废弃物制备氨基酸、小分子肽复合有机肥料及铬收回的方法 | |
| CN101624230B (zh) | 一种废水处理和蛋白质回收的方法 | |
| EP3170393A1 (en) | Collagen polydispersions for the treatment of cereal seeds and process thereof | |
| Shanthi et al. | Recovery and characterization of protein hydrolysate from chrome shavings by microbial degradation | |
| CN102010460A (zh) | 一种油茶籽多肽及其制备方法 | |
| US20090173122A1 (en) | Soluble Fertilizer for Organic Agriculture From Distiller's Yeast | |
| CN105567775A (zh) | 鱼胶原肽螯合钙的生产方法 | |
| AU2021101626A4 (en) | Multi-stage enzymolysis method and use of animal proteins | |
| CN112457781A (zh) | 采用酶解提取制革废弃皮屑中明胶的方法 | |
| US11117841B2 (en) | Organic flocculant and fertilizer | |
| CN100581380C (zh) | 水华蓝藻水解获得游离氨基酸的方法 | |
| RO126673B1 (ro) | Procedeu de extragere a proteinelor din deşeuri de piele cromată | |
| CN103564178A (zh) | 菌体复合氨基酸饲料添加剂的制备设备、制备方法及应用 | |
| CN102220296B (zh) | 从蒜片加工废水中提取大蒜超氧化物歧化酶的方法 | |
| Galarza et al. | Alternative technologies for adding value to bovine hair waste | |
| Pitpreecha et al. | Hydrolysis of raw hide using proteolytic enzyme extracted from papaya latex | |
| CN1041547A (zh) | 铬革渣综合利用的方法和产品 | |
| CN104782885B (zh) | 乳酸水解畜禽血液的方法 | |
| CA1096794A (en) | Treatment process | |
| Voinitchi et al. | Collagen and keratin hydrolysates to delay the setting of gypsum plaster | |
| CN110655553B (zh) | 一种芝麻来源的ace抑制肽、制备方法及其在制备降血压药物方面的应用 | |
| JP2006290716A (ja) | ゼラチン廃棄物由来の天然アミノ酸肥料の製造方法 | |
| SU971223A1 (ru) | Способ получени корма из отходов кожевенного производства | |
| JP4524522B2 (ja) | タンパク質含有廃水の処理方法 |