SU1693011A1 - Способ получени гидролизата коллагена из отходов хромовых кож - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к переработке отходов кожевенного производства, в частности к получению водорастворимого гид1 ролизата коллагена из отходов хромовых кож, и может быть использовано дл  получени  азотсодержащего белкового продукта, не содержащего посторонних примесей. Цель изобретени  - повышение качества продукта и увеличение срока его хранени . Гидролиз отходов хромовых кож провод т дисперсией промышленной извести в аммиачной воде с концентрацией аммиака 5-20%, а осаждение избыточных катионов кальци  осуществл ют газообразным диоксидом углерода , что исключает попадание катионов натри  в коллаген. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

s

6

Изобретение относитс  к области переработки отходов кожевенного производства , в частности к получению водорастворимого гидролизата коллагена из отходов хромовых кож, и может быть использовано дл  получени  азотсодержащего белкового продукта, не содержащего посторонних примесей.

Цель изобретени  - повышение качества продукта и увеличение срока его хране- ни .

Способ осуществл ют следующим образом .

Воздушно-сухую навеску отходов кожевенного производства - 250 г в виде хромовой стружки смешивают с 31,2 кг промышленной извести в 500 мл &%-ной аммиачной воды, помещают в герметически закрывающийс  сосуд, который став т в вод ную баню, нагревают до 60-100°С и выдерживают при ней в течение 2-6 ч. Фильтрат сливают, добавл ют в него 4,3 мл 30%-ного водного раствора пероксида. водорода . Через 3 ч из фильтрата током диоксида углерода осаждают кальций и хром в виде карбонатов, которые затем отдел ют фильтрованием. Фильтрат выпаривают до сухого остатка.

В оставшуюс  нерастворенной разм гченную кожу заливают 350-500 мл воды, нагревают на вод ной бане до 60-100°С и выдерживают при ней в течение б ч. Экстракт сливают, фильтруют, пропускают через него ток диоксида углерода до прекращени  образовани  осадка. Фильтруют , упаривают до сухого остатка. В оставшуюс  после первой экстракции разм гченную кожу снова добавл ют воду в

5

(А

С

количестве 350-500 мл, нагревают до 70- 100°С, выдерживают при этой температуре 6 ч. Процесс экстракции повтор ют 3-4 раза до полного извлечени  водорастворимого гидролизата коллагена.

Сухие упаренные порошки объедин ют и используют в качестве единого продукта либо используют продукт, полученный при экстракции, либо гидролизат и порошок объедин ют и используют как единый продукт .

Пример 1, Воздушно-сухую навеску отходов кожевенного производства - 250 г в виде хромовой стружки смешивают с 31,2 г промышленной извести а 500 мл 8%-ной аммиачной воды, помещают в герметически закрывающийс  сосуд и нагревают при 60°С в сушильном шкафу в течение 2 ч. Затем содержимое сосуда фильтруют в нагретом до 60°С состо нии на термостатируемой воронке и в фильтрат добавл ют 4,3 мл 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Через 3 ч из фильтрата током диоксида углерода осаждают кальций и хром в виде карбонатов, которые затем отдел ют фильтрованием. Фильтрат помещают в фарфоровую выпарительную чашку и подвергают выпариванию на кип щей вод ной бане до сухого остатка.

В оставшуюс  нерастворенной разм гченную кожу в том же сосуде заливают 350 мл воды, помещают в сушильный шкаф на 6 ч при 60°С и производ т выплавление (или экстракцию) водорастворимой части коллагена , после чего жидкую часть сливают, фильтруют, пропускают диоксид углерода до прекращени  образовани  осадка (полутемные растворы), фильтруют, помещают в выпарительную чашку и упаривают до сухого остатка.

В оставшуюс  после первого выплавлени  (экстракции) разм гченную кожу в том же сосуде снова заливают 350 мл .воды, помещают в сушильный шкаф на 6 ч при 70°С, после чего жидкую часть сливают, пропускают через нее (по мере надобности) диоксид углерода, фильтруют, помещают в выпарительную чашку и упаривают на вод ной бане до сухого остатка.

Аналогичное выплавление (экстракцию) провод т последовательно при 80, 90, 100, 110, 120 и 130°С в течение 6 ч при заданной температуре.

Сухие упаренные порошки объедин ют и используют в качестве единого продукта либо используют продукт, полученный при выплавлении (экстракции) в заданных услови х в зависимости от назначени . Получено 167 г порошка, что составл ет 66,8% от веса отходов хромовой кожи. Содержание

остаточного хрома 0,08% (в виде оксида трехвалентного хрома), кальций не обнаружен .

Пример 2. Воздушно-сухую навеску

отходов кожевенного производства - 250 г в виде хромовой стружки смешивают с 31,2 г промышленной извести в 500 мл 8%-ной аммиачной воды,помещают в сосуд, который став т в вод ную баню, нагревают до

0 температуры кипени  воды и выдерживают при ней в течение 6 ч. Фильтрат сливают, добавл ют в него 4,3 мл 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Через 3 ч из фильтрата током диоксида углерода осажда5 ют кальций и хром в виде карбонатов, которые затем отдел ют фильтрованием. Фильтрат тонким слоем размазывают по гладкой поверхности (гладка  поверхность

-термостойка  пластмасса, эмалирован- 0 ный металл и т.д.) и оставл ют на воздухе

при температуре окружающей среды до полного высыхани , после чего продукт собирают в виде порошка. В оставшуюс  нерастворенной разм гченную кожу заливают

5 500 мл воды, нагревают на вод ной бане до температуры кипени  воды, и выдерживают при ней в течение 6 ч. Экстракт сливают, фильтруют, пропускают через него ток диоксида углерода в случае надобности. В даль0 нейшем поступают аналогично описанному

-фильтрат тонким слоем разливают по гладкой поверхности, оставл ют на воздухе до полного высыхани . В оставшуюс  после первой экстракции разм гченную кожу в

5 том же сосуде снова заливают 500 мл воды, помещают в вод ную ванну, нагревают на вод ной бане до температуры кипени  воды , выдерживают при ней в течение 6 ч и т.д. Процесс экстракции повтор ют 3-4 раза до

0 полного извлечени  водорастворимого гидролизата коллагена, Гидролизат и экстрагированный водорастворимый коллаген в виде порошка объедин ют и используют как единый продукт. Получено 200,4 г порошка,

5 что составл ет 80,1 % от исходного веса отходов хромовой кожи. Соединени  хрома - следовые количества, кальций - не обнаружен .

Коллагенсодержащее сырье, обрабо0 танное известковым молоком, содержит белковые количества кальци , который находитс  в сырье или в свободном состо нии (в виде гидроокиси) или в св занном с коллагеном . При неполном удалении кальци 

5 из коллагена увеличиваетс  врем  выплавлени  его водорастворимой части и снижаетс  ее качество.

Использование аммиачной воды в качестве раздубливэющего агента обосновано тем, что водный раствор аммиака  вл етс 

растворителем хромовой стружки особенно при повышенной температуре и концентрации аммиака. Газообразный аммиак, образующийс  в результате нагрева аммиачной воды, может внедр тьс  в комплекс хрома и вытесн ть внутренний раствор из капилл ров коллагена, что приводит к интенсивному выводу соединений хрома во внешний раствор. Концентраци  аммиака при этом составл ет 5-20 мас.%. При уменьшении его концентрации снижаетс  эффект раз- дубливани , а при увеличении процесс гидролиза становитс  экономически нецелесообразным в св зи с излишним перерасходом реагента.

Врем  гидролиза 2-10 ч. При сравнительно низкой температуре и малом временем гидролиз проходит частично, при длительном гидролизе и повышенной температуре происходит деструкци  коллагена и снижение качества продукта. Проводить гидролиз более 10 ч нецелесообразно, так как за это врем  полностью завершаетс  гидролиз всей водорастворимой части.

Использование в качестве осадител  остаточных катионов кальци  газообразного диоксида углерода обеспечивает полноту осаждени  без внесени  посторонних примесей в продукт гидролиза.

Основна  часть соединений хрома из коллагенсодержащего сырь  удал етс  на стадии гидролиза, выпада  в осадок в виде гидроксида хрома при действии, гидрокси- дов кальци  и аммони . Дл  выделени  оставшегос  количества хрома из коллагена добавл ют пергидроль в количестве 2-2,5% от массы сырь  - достаточном дл  окислени  оставшегос  хрома и уничтожени  краски кожи , с последующим осаждением хрома диоксидом углерода в виде карбоната.

Дл  повышени  качества получаемого коллагена из отходов хромовых кож щелочным или щелочно-солевым агентами дл  удалени  натри  провод т нейтрализацию либо кислотой (чаще всего серной), либо сульфатом аммони  с последующей отмывкой до нейтральной реакции промывных вод и отсустви  ионов натри , сульфат-ионов и др. При этом катионы натри  св зывают сульфат-ионы, образу  хорошо ратворимый сульфат натри , и удал ютс  при промывке.

При неполном удалении посторонних примесей, в частности щелочных, из коллагенсодержащего сырь , котрые наход тс  в виде гидроокисей или св заны с коллагеном , увеличиваетс  врем  выплавлени  коллагена и снижаетс  его качество.

Химизм раздубливани  при воздействии на хромовый комплекс NaOH состоит в разрыхлении поверхности кожи и разрушении комплекса хромколлаген в поверхностном слое. При воздействии Nf-ЦОН (водный раствор) хромова  стружка частично раствор етс , превраща сь в жидкую взвесь, со- 5 держащую мелкие коллагенсвые волокна, которые впоследствии легко поддаютс  растворению. Газообразный аммиак, образующийс  в результате нагрева аммиачной воды, может внедр тьс  в комплекс хрома

0 и вытесн ть внутренний раствор из капилл ров коллагена, что приводит к интенсивному выводу соединений хрома во внешний раствор. Кроме того, катионы могут вступать во взаимодействие с карбоксильными груп5 пами аминокислот, образу  соответственно натриевую или аммониевую соль. Аммониева  соль, повыша  количество аминных групп, тем самым усиливает адсорбцию свойства гидролизата и стабилизирует его.

0 Данные по выходу, процент готового продукта, в зависимости от условий гидролиза и условий экстракции водорастворимой части приведены в табл. 1.

Целесообразность экстрагировани  в

5 диапазоне изменени  температуры от 60 до 130°С обусловлена тем, что «иже 60°С выплавл етс  в основном только жир, а выход гидролизата не превышает 1 % (табл. 1), а выше 130°С происходит деструкци  моле0 кул белка, что приводит к изменению свойств полученного продукта.

Зависимость общего выхода гидролизата и продукта экстракций, процент от расхода извести, пероксида водорода и

5 аммиачной воды представлены в табл.2.

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  гидролизата коллагена из отходов хромовых кож, предусматривающий раздубливание и гидролиз

   0 отходов путем их смешивани  с водной дисперсией извести и раствором гидролизую- щего агента, нагревани  полученной смеси и выдержки при повышенной температуре, а также фильтрацию смеси дл  отделени 

   5 нерастворившегос  остатка коллагена, обработку фильтрата пероксидом водорода, осаждение из фильтрата ионов кальци  и хрома путем образовани  карбонатов, очистку и выпаривание фильтрата, отличаю0 щ и и с   тем, что, с целью повышени  качества продукта и увеличени  срока его хранени , в качестве гидролизующего аген-, та используют аммиачную воду, содержащую 5-20% аммиака, при этом

   5 нерастворившийс  коллаген экстрагируют путем многократной подачи воды с последовательно повышающейс  -температурой в процессе экстракции и последующими сливами , каждый слив фильтруют, осаждают из него ионы кальци  и хрома и упаривают, а

   V

   затем смешивают сливы ренным фильтратом.

   с основным упа2 . Способ поп, 1, отличаю, щийс  тем, что образование карбонатов в фильтра60

   1:2

   те осуществл ют введением в него газообразного диоксида углерода.

   3. Способ поп. 1, отличающийс  тем, что экстрагирование коллагена из остатков ведут, начина  с 60°С.