RU2010538C1

RU2010538C1 - Method for producing fodder addition

Info

Publication number: RU2010538C1
Authority: RU
Inventors: Т.И. Стручалина; В.С. Иванова; А.М. Богер; А.Г. Нефедов; А.А. Алтымышев; Т.П. Шелепова; А.И. Херенский
Original assignee: Институт органической химии АН Республики Кыргызстан
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: fodder production. SUBSTANCE: waste of gauze in the capacity of cellulose-containing raw material is subjected to hydrolysis with hydrochloric-acid mother liquor of α-isoleucine followed by electrodialysis of hydrolizate at current density of 10-25 mA/cm² to complete removal of chlorine ions and steaming down the material to a dry powdered state. Electrodialysis is conducted in installation with the following arrangement of membranes: cation-exchange membrane - concentration chamber - anion-exchange membrane - chamber with source solution (desalination chamber) - anion-exchange membrane - chamber with sodium hydroxide solution. EFFECT: higher efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано в качестве кормовой добавки, содержащей незаменимые аминокислоты и порошкообразную целлюлозу, минеральные компоненты, для выращивания сельскохозяйственных животных. The invention relates to feed production and can be used as a feed additive containing essential amino acids and powdered cellulose, mineral components, for growing farm animals.

Известна технология приготовления комбинированных комплексов биологически активных веществ в промышленном животноводстве в состав которых входят лизин, метионин, витамины группы В, макро- и микроэлементы и т. д. (К. М. Солнцев//Научные основы комбинированного применения комплекса биологически активных веществ в промышленном животноводстве: Мат. Всесоюз. сов. 26-28 июня г. Горки. - 1973; А. Р. Вальдман, А. И. Абрам Минерально-витаминные смеси в животноводстве//Физиология и биохимия питания с. -х. животных: Тр. сек. III. Изд. АНЛатвСССР. - Рига. - 1962; Патент Австралии N 429742). The known technology for the preparation of combined complexes of biologically active substances in industrial animal husbandry, which includes lysine, methionine, B vitamins, macro- and microelements, etc. (K. M. Solntsev // Scientific basis for the combined use of a complex of biologically active substances in industrial animal husbandry: Mat. All-Union Soviet Union June 26-28, Gorki. - 1973; A.R. Waldman, A.I. Abram Mineral and vitamin mixtures in animal husbandry // Physiology and Biochemistry of Nutrition of Agricultural Animals: Tr sec. III. Ed. ANLatSSSSR. - Riga. - 1962; Patent Australia N 429742).

Известен способ получения кормового лизина путем сушки культуральной жидкости с наполнителем и обработки углекислым калием. (В. Ф. Беккер, М. Е. Беккер. Лизин микробного синтеза. - Изд. "Зинатне": Рига. - 1974). A known method of obtaining feed lysine by drying the culture fluid with a filler and treatment with potassium carbonate. (V.F. Becker, M.E. Becker. Lysine of microbial synthesis. - Ed. Zinatne: Riga. - 1974).

Известен также способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных путем химической и термической обработки культуральной жидкости микробиологического синтеза аминокислот, например треонина. (Авт. св. СССР N 605599, Стручалина Т. И. , Аймухамедова Г. Б. и др. Способ получения кормовой добавки для с. -х. животных и птиц. - 1978). There is also a method of producing a feed additive for farm animals by chemical and thermal treatment of the culture fluid of the microbiological synthesis of amino acids, for example, threonine. (Aut. St. USSR N 605599, Struchalina T. I., Aymukhamedova G. B. et al. Method for producing a feed additive for agricultural animals and birds. - 1978).

Ближайшим прототипом является способ получения кормовой добавки из отходов производства аминокислот. По этому способу глутаминово-кислый маточник из отходов получения L-глутаминовой кислоты смешивается с предварительно измельченным свекловичным жомом в соотношении 1: 5-8 до образования желированной массы с последующей сушкой смеси. Полученная таким образом кормовая добавка пригодна для использования при выращивании сельскохозяйственных животных и птицы. (Авт. св. СССР N 1084003, Стручалина Т. И. , Вернер Э. С. , Аймахамедова Г. Б. и др. Способ получения кормовой добавки из отходов производства аминокислот. - 1983). The closest prototype is a method of obtaining a feed additive from waste production of amino acids. According to this method, the glutamic acid mother liquor from the waste products of L-glutamic acid is mixed with pre-ground beet pulp in a ratio of 1: 5-8 until a gelled mass is formed, followed by drying of the mixture. Thus obtained feed additive is suitable for use in the cultivation of farm animals and poultry. (Aut. St. USSR N 1084003, Struchalina T. I., Werner E. S., Aimakhamedova G. B. et al. Method for producing a feed additive from waste products of amino acids production. - 1983).

Недостатком известного способа является то, что для получения кормовой добавки необходима многостадийность процесса (специальное измельчение сырого свекловичного жома), а также кормовая добавка представляет собой желированную массу с большим содержанием хлористоводородной (соляной) кислоты. The disadvantage of this method is that to obtain a feed additive requires a multi-stage process (special grinding of raw beet pulp), and the feed additive is a gelled mass with a high content of hydrochloric (hydrochloric) acid.

Цель предлагаемого изобретения - утилизация бросовых отходов биофармацевтической промышленности и получение из них биологически активного препарата в виде сухого порошка, несодержащего хлористоводородной кислоты, включающего незаменимые аминокислоты с порошкообразной целлюлозой, стимулирующего рост, развитие и увеличение массы подопытных животных. The purpose of the invention is the disposal of waste biopharmaceutical industry and obtaining from them a biologically active preparation in the form of a dry powder that does not contain hydrochloric acid, including essential amino acids with powdered cellulose, stimulating the growth, development and increase in the mass of experimental animals.

Сущность изобретения заключается в гидролизе обрезков марли - отхода производства перевязочного материала непосредственно маточным раствором от соляной перекристаллизации технического осадка L-изолейцина не менее 1,5 ч кипячения с последующей обработкой в электродиализной установке, где основной процесс проходит в трехсекционном элементе аппарата: катионообменная мембрана - камера концентрирования - анионообменная мембрана - камера обессоливания (камера с исходным раствором) - анионообменная мембрана - камера с раствором гидроокиси натрия, при проведении процесса электродиализа вводится плотность тока 10 - 25 мА/см², температура 18 - 22^оС до полного удаления ионов хлора или до необходимого значения рН в камере с исходным раствором и последующим упариванием.The essence of the invention lies in the hydrolysis of scraps of gauze - waste production of dressing directly with the mother liquor from salt recrystallization of the technical precipitate of L-isoleucine for at least 1.5 hours of boiling, followed by processing in an electrodialysis unit, where the main process takes place in a three-section device: cation-exchange membrane - chamber concentration - anion exchange membrane - desalination chamber (chamber with the initial solution) - anion exchange membrane - chamber with a hydroxide solution n atria, during the electrodialysis process injected current density of 10 - 25 mA / cm ^2, temperature 18 - 22 ^{° C} until complete removal of chlorine ions or pH to the desired value within the chamber with the original solution and subsequent evaporation.

Маточный раствор от соляной перекристаллизации технического осадка L-изолейцина представляет собой 5 - 6 М раствор хлористоводородной кислоты, содержащей (г/л): изолейцина - 55-110. метионина и норвалина - 5-15; лейцина - 0,2-2,0; следы норлейцина, аргинина, лизина. В примерах используется среднее значение содержания аминокислот. The mother liquor from the salt recrystallization of the technical precipitate of L-isoleucine is a 5-6 M solution of hydrochloric acid containing (g / l): isoleucine - 55-110. methionine and norvaline - 5-15; leucine - 0.2-2.0; traces of norleucine, arginine, lysine. In the examples, the average amino acid content is used.

П р и м е р 1. 2 г образцов марли гидролизуют 10 мл маточного раствора от соляной перекристаллизации L-изолейцина, содержащего изолейцина - 0,825 г, метионина и норвалина - 0,100 г, лейцина - 0,011, следы норлейцина, аргинина, лизина, в колбе с обратным холодильником при кипячении 1,5 ч. Гидролизат охлаждают после разбавления в 10 раз, заливают в камеру обессоливания электродиализной установки, снабженной мешалкой. В соседнюю камеру со стороны катода заливают 0,6 М раствор гидроокиси натрия, а со стороны анода - воду. Процесс электродиализа проводят при комнатной температуре и плотности тока 10 аМ/см² до рН 6,5 в камере обессоливания. Время продолжительности процесса 7 ч. Выход продукта 2,921 г, что составляет 99% , содержание аминокислот (в г): изолейцина - 0,817, метионина и норвалина - 0,09, лейцина - 0,0109, следы норлейцина, аргинина, лизина, порошкообразная целлюлоза - 2,0.Example 1. 2 g of gauze samples hydrolyze 10 ml of the mother liquor from the salt recrystallization of L-isoleucine containing isoleucine - 0.825 g, methionine and norvaline - 0.100 g, leucine - 0.011, traces of norleucine, arginine, lysine, in a flask under reflux at the boil for 1.5 hours. The hydrolyzate is cooled after dilution by 10 times, poured into the desalination chamber of the electrodialysis unit equipped with a stirrer. A 0.6 M sodium hydroxide solution is poured into the adjacent chamber from the cathode side, and water from the anode side. The electrodialysis process is carried out at room temperature and a current density of 10 am / cm ² to a pH of 6.5 in the desalination chamber. The duration of the process is 7 hours. The yield of the product is 2.921 g, which is 99%, the amino acid content (in g): isoleucine - 0.817, methionine and norvaline - 0.09, leucine - 0.0109, traces of norleucine, arginine, lysine, cellulose powder - 2.0.

П р и м е р 2. 2 г обрезков марли гидролизуют 10 мл маточного раствора от соляной перекристаллизации L-изолейцина, содержащего изолейцина - 0,825 г, метионина и норвалина - 0,100 г, лейцина - 0,011 г, следы норлейцина, аргинина, лизина в колбе с обратным холодильником при кипячении 1,5 г. Гидролизат охлаждают после разбавления в 10 раз, заливают в камеру обессоливания электродиализной установки, снабженной мешалкой. Процесс электродиализа проводят при комнатной температуре и плотности тока 20 мА/см² до рН 6,5 в камере обессоливания. Время продолжительности процесса 3 ч 40 мин. Выход продукта 2,919 г, что составляет 98,8% , содержание аминокислот (в г): изолейцина - 0,815, метионина и норвалина - 0,098, лейцина - 0,0108, следы норлейцина, аргинина, лизина, порошкообразная целлюлоза - 2,0.PRI me R 2. 2 g of scraps of gauze hydrolyze 10 ml of the mother liquor from the salt recrystallization of L-isoleucine containing isoleucine - 0.825 g, methionine and norvaline - 0.100 g, leucine - 0.011 g, traces of norleucine, arginine, lysine in the flask under reflux at the boiling point of 1.5 g. The hydrolyzate is cooled after dilution by a factor of 10, and is poured into the desalination chamber of an electrodialysis unit equipped with a stirrer. The electrodialysis process is carried out at room temperature and a current density of 20 mA / cm ² to a pH of 6.5 in the desalination chamber. The duration of the process is 3 hours 40 minutes. The yield of the product is 2.919 g, which is 98.8%, the amino acid content (in g): isoleucine 0.815, methionine and norvaline 0.098, leucine 0.0108, traces of norleucine, arginine, lysine, powdered cellulose 2.0.

П р и м е р 3. 2 г обрезков марли гидролизуют 10 мл маточного раствора от соляной перекристаллизации L-изолейцина, содержащего изолейцина - 0,825 г, метионина и норвалина - 0,100 г, лейцина - 0,011 г, следы норлейцина, аргинина, лизина в колбе с обратным холодильником при кипячении 1,5 ч. Гидролизат охлаждают после разбавления в 10 раз, заливают в камеру обессоливания электродиализной установки, снабженной мешалкой. Процесс электродиализа проводят при комнатной температуре и плотности тока 25 мА/см² до рН 6,5 в камере обессоливания. Продолжительность процесса 2 ч 45 мин. Выход продукта 2,916 г, что составляет 98,5% , содержание аминокислот (в г): изолейцина - 0,813, метионина и норвалина - 0,099, лейцина - 0,0108, следы норлейцина, аргинина, лизина, порошкообразная целлюлоза - 2,0.PRI me R 3. 2 g of scraps of gauze hydrolyze 10 ml of the mother liquor from the salt recrystallization of L-isoleucine containing isoleucine - 0.825 g, methionine and norvaline - 0.100 g, leucine - 0.011 g, traces of norleucine, arginine, lysine in the flask under reflux at the boil for 1.5 hours. The hydrolyzate is cooled after dilution by 10 times, poured into the desalination chamber of the electrodialysis unit equipped with a stirrer. The electrodialysis process is carried out at room temperature and a current density of 25 mA / cm ² to a pH of 6.5 in the desalination chamber. The duration of the process is 2 hours and 45 minutes. The yield of the product is 2.916 g, which is 98.5%, the amino acid content (in g): isoleucine 0.813, methionine and norvaline 0.099, leucine 0.0108, traces of norleucine, arginine, lysine, cellulose powder 2.0.

П р и м е р 4. 2 г обрезков марли гидролизуют 10 мл маточного раствора от соляной перекристаллизации L-изолейцина, содержащего изолейцин - 0,825 г, метионина и норвалина - 0,100 г, лейцина - 0,011 г, следы норлейцина, аргинина, лизина в колбе с обратным холодильником при кипячении 1,5 ч. Гидролизат охлаждают после разбавления в 10 раз, заливают в камеру обессоливания электродиализной установки, снабженной мешалкой. Процесс электродиализа проводят при комнатной температуре и плотности тока 30 мА/см² до рН 6,5 в камере обессоливания. Продолжительность процесса 2 ч 10 мин. Выход продукта 2,902 г, что составляет 97% , содержание аминокислот (в г): изолейцина - 0,800, метионина и норвалина - 0,097, лейцина - 0,097, лейцина - 0,0107, следы норлейцина, аргинина, лизина, порошкообразная целлюлоза - 2,0.PRI me R 4. 2 g of scraps of gauze hydrolyze 10 ml of the mother liquor from the salt recrystallization of L-isoleucine containing isoleucine - 0.825 g, methionine and norvaline - 0.100 g, leucine - 0.011 g, traces of norleucine, arginine, lysine in the flask under reflux at the boil for 1.5 hours. The hydrolyzate is cooled after dilution by 10 times, poured into the desalination chamber of the electrodialysis unit equipped with a stirrer. The electrodialysis process is carried out at room temperature and a current density of 30 mA / cm ² to a pH of 6.5 in the desalination chamber. The duration of the process is 2 hours 10 minutes. The yield of the product is 2.902 g, which is 97%, the amino acid content (in g): isoleucine - 0.800, methionine and norvaline - 0.097, leucine - 0.097, leucine - 0.0107, traces of norleucine, arginine, lysine, powdered cellulose - 2.0 .

При плотности тока свыше 25 мА/см² наряду с резким увеличением потерь аминокислот происходит разогрев растворов в электродиализаторе, т. е. в данном случае ионообменные мембраны служат источником тепла.At a current density of more than 25 mA / cm ^2, along with a sharp increase in amino acid losses, solutions are heated in the electrodialyzer, i.e., in this case, ion-exchange membranes serve as a heat source.

П р и м е р 5. 2 г обрезков марли гидролизуют 10 мл маточного раствора от соляной перекристаллизации L-изолейцина, содержащего изолейцина - 0,825 г, метионина и норвалина - 0,100 г, лейцина - 0,011 г, следы норлейцина, аргинина, лизина в колбе с обратным холодильником при кипячении 1,5 ч. Гидролизат охлаждают после разбавления в 10 раз, заливают в камеру обессоливания электродиализной установки, снабженной мешалкой. Процесс электродиализа проводят при комнатной температуре, при плотности тока 5 мА/см² до рН 6,5 в камере обессоливания. Продолжительность процесса 13 ч 50 мин. Выход продукта 2,921 г, что составляет 99% , содержание аминокислот (в г): изолейцина - 0,817, метионина и норвалина - 0,090, лейцина - 0,0109, следы норлейцина, лизина, аргинина, порошкообразная целлюлоза - 2,0.Example 5. 2 g of gauze scraps hydrolyze 10 ml of the mother liquor from the salt recrystallization of L-isoleucine containing isoleucine - 0.825 g, methionine and norvaline - 0.100 g, leucine - 0.011 g, traces of norleucine, arginine, lysine in the flask under reflux at the boil for 1.5 hours. The hydrolyzate is cooled after dilution by 10 times, poured into the desalination chamber of the electrodialysis unit equipped with a stirrer. The electrodialysis process is carried out at room temperature, at a current density of 5 mA / cm ² to a pH of 6.5 in the desalination chamber. The duration of the process is 13 hours 50 minutes. The yield of the product is 2.921 g, which is 99%, the amino acid content (in g): isoleucine - 0.817, methionine and norvaline - 0.090, leucine - 0.0109, traces of norleucine, lysine, arginine, powdered cellulose - 2.0.

Из примера 5 видно, что при проведении процесса электродиализа при плотности тока ниже 10 мА/см² потери аминокислот практически не уменьшаются при значительной затрате времени.From example 5 it is seen that during the electrodialysis process at a current density below 10 mA / cm ^{2 the} loss of amino acids practically does not decrease with a significant investment of time.

Базовым объектом является прототип - способ получения кормовой добавки из маточного раствора L-глутаминовой кислоты со свежеизмельченным жомом в соотношении 1: 5-8 до образования желированной массы (а. с. N 1084003). The basic object is a prototype - a method for producing a feed additive from a mother liquor of L-glutamic acid with freshly pulp in a ratio of 1: 5-8 to form a gelled mass (a.a. N 1084003).

Преимуществом заявленного способа по сравнению с базовым объектом является утилизация отходов биофармацевтической промышленности: маточного раствора от перекристаллизации технического осадка L-изолейцина и обрезков марли, в результате получается сухой, негигроскопичный, не содержащий хлористоводородную кислоту биологически активный целлюлозоаминокислотный комплекс. Этот способ с указанным чередованием ионообменных мембран позволяет достигать определенного значения рН гидролизата без внесения в данный раствор каких-либо катионов с одновременным удалением ионов хлора при потерях аминокислот не более 1,5% по сумме. Предлагаемый способ обеспечивает получение препарата с различным аминокислотным составом, зависящим от промышленного производства L-изолейцина микробиологическим синтезом. The advantage of the claimed method in comparison with the base object is the disposal of biopharmaceutical industry waste products: the mother liquor from recrystallization of the technical precipitate of L-isoleucine and scraps of gauze, resulting in a dry, non-hygroscopic, biologically active cellulose amino acid complex that does not contain hydrochloric acid. This method with the specified alternation of ion-exchange membranes allows you to achieve a certain pH of the hydrolyzate without introducing any cations into the solution while removing chlorine ions with an amino acid loss of not more than 1.5% in total. The proposed method provides a preparation with a different amino acid composition, depending on the industrial production of L-isoleucine by microbiological synthesis.

Входящие в состав кормовой добавки "Новил" аминокислоты являются незаменимыми структурными элементами белка органов и тканей, а также регуляторами обменных процессов организма, необходимы для образования антител и антитоксинов; порошкообразная целлюлоза из отходов перевязочного материала, полученная путем гидротехнической деструкции, представляет сыпучий порошок, влажность которого 4-5% , зольность - 0,15% , рН водной вытяжки 6,5, обладает химической инертностью, неусвояемостью организмом, свойствами детоксикации ядов и их декорпорации. The amino acids that make up the Novil feed additive are essential structural elements of the protein of organs and tissues, as well as regulators of the body's metabolic processes, and are necessary for the formation of antibodies and antitoxins; Powdered cellulose from dressings waste obtained by hydraulic engineering destruction is a free-flowing powder with a moisture content of 4-5%, ash content of 0.15%, pH of an aqueous extract of 6.5, chemical inertness, non-digestibility by the body, detoxification properties of poisons and their decorporation .

Кормовая добавка "Новил" относится к малотоксичным препаратам (ЛД₅₀ > 2,5 к/кг), способствует лучшей усвояемости корма, ускоряет рост, развитие и прибавку в массе экспериментальных животных. (56) Авторское свидетельство СССР N 1084003, кл. A 23 K 1/02, 1983.The feed additive "Novil" refers to low-toxic drugs (LD ₅₀ > 2.5 kg / kg), contributes to better digestibility of the feed, accelerates the growth, development and increase in the mass of experimental animals. (56) Copyright certificate of the USSR N 1084003, cl. A 23 K 1/02, 1983.

Claims

1. A method of producing a feed additive for farm animals, comprising treating cellulose-containing raw materials, characterized in that gauze wastes are used as cellulose-containing raw materials, processed by hydrolysis of the feedstock with a hydrochloric mother liquor of α-isoleucine, followed by electrodialysis of the hydrolyzate at a current density of 10 - 25 mA / cm ² until complete removal of chlorine ions and evaporation to a dry powder.

2. The method according to p. 1, characterized in that the electrodialysis is carried out in an electrodialysis unit having the following arrangement of membranes: cation exchange membrane - concentration chamber - anion exchange membrane - chamber with the initial solution (desalination) - anion exchange membrane - chamber with sodium hydroxide solution.