UA44558C2 - Method for producing fat substrate - Google Patents
Method for producing fat substrate Download PDFInfo
- Publication number
- UA44558C2 UA44558C2 UA2001053456A UA2001053456A UA44558C2 UA 44558 C2 UA44558 C2 UA 44558C2 UA 2001053456 A UA2001053456 A UA 2001053456A UA 2001053456 A UA2001053456 A UA 2001053456A UA 44558 C2 UA44558 C2 UA 44558C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fat
- temperature
- splitting
- fats
- enzyme
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 16
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 5
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 5
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical group S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до біотехнологічного способу отримання жирового субстрату, який може бути використаний у різних процесах нафтохімічного синтезу, зокрема, у виробництві мастил, що змащувально- охолоджуючих рідин, жируючих препаратів та інше.The invention relates to a biotechnological method of obtaining a fatty substrate, which can be used in various processes of petrochemical synthesis, in particular, in the production of lubricants, lubricating and cooling fluids, lubricating preparations, etc.
Відомий реактивний спосіб гідролізу жиру, що здійснюється у присутності суміші сірчаної та сульфокислот при температурі біля 100"С, а також безреактивний, що реалізується при температурі 200- 22570 і тиску 2,0-2,5МПа ("Химия жиров", изд. "Колос", М. 1992г., стр.225-229). Ці способи забезпечують досить високу якість жирних кислот та гліцерину. Проте, використання їх замість технічних жирів у ряді виробництв нафтохімічного синтезу економічно не виправдане і не раціональне, оскільки початкова стадія зазначених вище процесів передбачає обов'язкову рафінацію жиру, при якій частина його губиться, як і супутні жирам технічно цінні продукти.There is a known reactive method of fat hydrolysis, which is carried out in the presence of a mixture of sulfuric and sulfonic acids at a temperature of about 100 "С, as well as a non-reactive method, which is implemented at a temperature of 200-22570 and a pressure of 2.0-2.5 MPa ("Chemistry of fats", ed. Kolos", M. 1992, pp. 225-229). These methods ensure a fairly high quality of fatty acids and glycerol. However, their use instead of technical fats in a number of petrochemical synthesis productions is not economically justified and not rational, since the initial stage of the above processes involves mandatory refining of fat, during which part of it is lost, as well as technically valuable products accompanying fats.
Відомий метод виділення жирних кислот шляхом лужного обробітку жиру із наступним розкладанням мила сірчаною або соляною кислотою (Тютюнников Б.Н., Науменко П.В. "Технология переробки жиров", изд. "Пищевая промьшленность", М. 1970г.). Незважаючи на громіздкість апаратурного оформлення, енерго- та трудомісткість процесу, втрати неутилізованого гліцерину, наявність великої кількості забруднених стічних вод, а, отже, екологічну проблематичність, цей спосіб і в даний час використовують у заводській практиці, у тому числі і на ВАТ "АЗМОЛ" (м. Бердянськ), де виділені кислоти, як технічний продукт, використовують у багатототажному виробництві, наприклад, мастил, змащувально- охолоджувальних рідин, жируючих препаратів та в інших нафтохімічних синтезах.There is a well-known method of extracting fatty acids by alkaline processing of fat followed by decomposition of soap with sulfuric or hydrochloric acid (B.N. Tyutyunnikov, P.V. Naumenko, "Technology of fat processing", "Pishchevaya promshlennost", Moscow, 1970). Despite the cumbersome design of the equipment, the energy- and labor-intensiveness of the process, the loss of unused glycerin, the presence of a large amount of contaminated wastewater, and, therefore, the environmental problem, this method is still used in factory practice, including at JSC "AZMOL" (city of Berdyansk), where the extracted acids, as a technical product, are used in multi-volume production, for example, lubricants, lubricating and cooling fluids, lubricating preparations and in other petrochemical syntheses.
У якості нового різновиду промислової сировини знайшов застосування у гірничорудній промисловості, а також для переробки із метою отримання мастил, фосфатидів та біологічно активних речовин, жир мікробний технічний (ТУ 59.03.045.86-85), що є побічним продуктом біосинтезу кормових дріжджів із вуглеводнів. У промисловості мікробний жир отримують екстракцією попередньо підготовленої біомаси мікроорганізмів бензином. У залежності вад штаму мікроорганізмів, джерела вуглеводневого живлення, умов культивування склад мікробних жирів коливається у деяких межах та характеризується наступними фізико-хімічними показниками: кислотне число, мг КОН/г, не більш 50 відстій по масі, 95, не більш 8 число омилювання, мг КОН/г, не менше 130 температура застигання, "С, не вище 5 вміст неомилюємих речовин, 956, небільш 45Microbial technical fat (TU 59.03.045.86-85), which is a by-product of feed yeast biosynthesis from hydrocarbons, was used as a new type of industrial raw material in the mining industry, as well as for processing to obtain lubricants, phosphatides and biologically active substances. In industry, microbial fat is obtained by extracting previously prepared biomass of microorganisms with gasoline. Depending on the defects of the strain of microorganisms, the source of hydrocarbon nutrition, the cultivation conditions, the composition of microbial fats varies within certain limits and is characterized by the following physicochemical parameters: acid number, mg KOH/g, no more than 50 sediments by mass, 95, no more than 8 saponification number, mg KOH/g, not less than 130 solidification temperature, "С, not higher than 5 content of unsaponifiable matter, 956, not more than 45
Стримуючим фактором більш широкого використання мікробного жиру є значний вміст неомилюваних речовин і речовин різної хімічної природи під загальною назвою "відстій по масі".A restraining factor for the wider use of microbial fat is the significant content of unsaponifiable substances and substances of different chemical nature under the general name "scum by mass".
У технічній літературі зазначається перспективність ферментативного розщеплення ряду продуктів, у тому числі і жирів (К.Д. Неницеску "Органическая химия", изд. иностранной литературьі, М. 1963г.; П.The technical literature notes the prospects of enzymatic splitting of a number of products, including fats (K. D. Nenitsescu "Organic chemistry", ed. of foreign literature, M. 1963; P.
Каррер "Курс органической химии", "Госхимиздат", Л. 1960г.; Б.Н. Тютюнников, Ф.Ф. Гладкий, "Химия жиров", изд. "Колос", М. 1992гГ.).Karrer "Course of organic chemistry", "Goshimizdat", L. 1960; B.N. Tyutyunnikov, F.F. Hladkyi, "Chemistry of Zhirov", ed. "Colossus", Moscow, 1992).
Найбільше близьким технічним рішенням до передбачуваного винаходу є спосіб ферментативного розщеплення жирів, що здійснюється у присутності 30-359омас. води, при температурі 25-35", із використанням 5-1095 ферменту ліпази, виділеної із рицини. Активатором процесу ферментативного розщеплення служить оцтова кислота (0,06-0,190) та/або сульфат марганцю (0,15-0,295). Тривалість розщеплення жиру до 80905 складає 24 години і більш.The closest technical solution to the intended invention is the method of enzymatic splitting of fats, which is carried out in the presence of 30-359omas. of water, at a temperature of 25-35", using 5-1095 lipase enzyme isolated from castor. The activator of the enzymatic cleavage process is acetic acid (0.06-0.190) and/or manganese sulfate (0.15-0.295). Duration of cleavage of fat to 80905 is 24 hours or more.
До недоліків цього способу слід віднести його тривалість, недостатню глибину розщеплення, труднощі, пов'язані із переробкою проміжного прошарку, який утримує значну кількість важко виділяємих із нього жирних кислот та гліцерину, (Н.И. Козин "Химия и товароведение пищевьх жиров", "Гостопиздат", М. 1958Г., стр.102).The disadvantages of this method include its duration, insufficient depth of cleavage, difficulties associated with processing the intermediate layer, which holds a significant amount of difficult-to-extract fatty acids and glycerol, (N.I. Kozin "Khimiya i tovarovedenie pischevkh zhirov", "Hostopizdat", Moscow, 1958, p. 102).
В основу виноходу поставлено завдання удосконалення способу ферментативного розщеплення жирів шляхом використання у якості ферменту ліполактину (4-69омас), як активатору - адсорбційно-активної присадки "Амірол-М" (5-995мас.), при здійсненні процесу в інтервалі початкових температур 15-17" із наступним екзотермічним підійманням та подальшим підтримуванням й на рівні 34-377"С при рн середовища 5,8-6,3, що дозволяє забезпечити отримування нової, більш дешевої омилюваної сировини - жирового субстрату, призначеного для використання у нафтохімічному синтезові, економічно вигідним, технологічно простим та екологічно безпечним способом переробки натуральних жирів.The basis of the work was the task of improving the method of enzymatic splitting of fats by using lipolactin (4-69 mass) as an enzyme and the adsorption-active additive "Amirol-M" (5-995 mass) as an activator, when the process is carried out in the initial temperature range of 15- 17" with subsequent exothermic rise and further maintenance at the level of 34-377"С at a medium pH of 5.8-6.3, which makes it possible to obtain a new, cheaper saponified raw material - a fat substrate intended for use in petrochemical synthesis, economically a profitable, technologically simple and environmentally safe way of processing natural fats.
У залежності від призначення жирового субстрату ферментативному розщепленню можуть бути піддані як низькоплавкі жири, так і суміші їх із високоплавкими жирами за умови, щоб температура плавлення жирової суміші не перевищувала температурного оптимуму для діяльності ферменту.Depending on the purpose of the fat substrate, both low-melting fats and their mixtures with high-melting fats can be subjected to enzymatic cleavage, provided that the melting temperature of the fat mixture does not exceed the temperature optimum for the activity of the enzyme.
Ліполактин - ТУ оп 42-5800665-3-92 - ферментний препарат, що отримують при поглибленому культивуванні грибної культури Оозрога Іасіїх шт. узЛМ-2. Ліполактин широко використовують для знежирювання шкіряної сировини та здійснення ряду біотехнологічних процесів.Lipolactin - TU op 42-5800665-3-92 - an enzyme preparation obtained during the in-depth cultivation of the mushroom culture of Oozrog Iasiykh pcs. uzLM-2. Lipolactin is widely used for degreasing leather raw materials and carrying out a number of biotechnological processes.
Амірол-М - адсорбційно-активна присадка - пат. України Ме20862, ТУ 38.301-48-49-97. Використовують як додаток до мила (заявка Ме95111792/13/020306 від 07.07.95р.), рішення про видачу патенту РФ від 04.02.97р., самостійно використовують як концентрат водозмішуваних змащувально-охолоджувальних рідин у процесах металообробки, як присадку до мастил та олив, як компонент способу для очищення металевої поверхні (заявка Ме2000063496 від 15.06.00р.), рішення про видачу патенту України від 22.01.01р.Amirol-M - adsorption-active additive - pat. of Ukraine Me20862, TU 38.301-48-49-97. It is used as an additive to soap (application Me95111792/13/020306 dated 07.07.95), the decision on issuing a patent of the Russian Federation dated 02.04.97, independently used as a concentrate of water-miscible lubricating and cooling fluids in metalworking processes, as an additive to lubricants and oils, as a component of a method for cleaning a metal surface (application Me2000063496 dated 15.06.00), decision on the issuance of a patent of Ukraine dated 22.01.01.
Шляхом постановки спеціальних експериментів була визначена оптимальна кількість води, стехіометрично необхідна для виконання функції донору іонів водню. Допоміжним донором іонів водню є присадка Амірол-М, що містить у своєму складі ряд сполук, при дисоціації яких в умовах можливого впливу ферменту можна спрогнозувати наявність значної кількості іонів водню.By setting up special experiments, the optimal amount of water, stoichiometrically necessary to perform the function of hydrogen ion donor, was determined. An auxiliary donor of hydrogen ions is the Amirol-M additive, which contains a number of compounds, the dissociation of which under conditions of possible enzyme influence can predict the presence of a significant amount of hydrogen ions.
Спосіб отримання жирового субстрату включає стадію розщеплення жиру, відстоювання продуктів реакції, їх наступне розділення та використання за цільовим призначенням. Одним із визначальних факторів ефективності процесу ферментативної деструкції жиру, поряд із складом реакційної суміші і співвідношенням компонентів, є температурний режим, що відображено у наведених нижче прикладах.The method of obtaining a fatty substrate includes the stage of splitting the fat, settling the reaction products, their subsequent separation and use for the intended purpose. One of the determining factors of the efficiency of the process of enzymatic destruction of fat, along with the composition of the reaction mixture and the ratio of components, is the temperature regime, which is reflected in the examples below.
Запропонований спосіб отримання жирового субстрату полягає у наступному.The proposed method of obtaining a fatty substrate is as follows.
Приклад 1.Example 1.
До реактору, спорядженому пристроєм, що перемішує, та сорочкою для підігріву або охолодження реакційної маси, подають (у розрахунку на 1 тонну маси продуктів) 37Окг води (конденсат), 500кг жиру, 80кг адсорбційно-активної присадки "Амірол-М" та перемішують при температурі 15-177"С протягом 20-30 хвилин. Потім додають 50кг ліполактину та підсилюють перемішування, вмикаючи систему циркуляції.37Okg of water (condensate), 500kg of fat, 80kg of adsorption-active additive "Amirol-M" are fed to the reactor, equipped with a stirring device and a jacket for heating or cooling the reaction mass, and are mixed at at a temperature of 15-177"C for 20-30 minutes. Then add 50 kg of lipolactin and strengthen the mixing, turning on the circulation system.
Температура 15-17"С є достатньою для початку процесу ферментативного розщеплення жиру, який у наступному протікає в екзотермічному режимові. У наступні 1,5-2 години температура суміші досягає 34- 37"С та зберігається на протязі 5-7 годин активної фази деструкції жиру, глибина якої складає 65-70905.A temperature of 15-17"С is sufficient for the start of the process of enzymatic splitting of fat, which in the next process proceeds in an exothermic mode. In the next 1.5-2 hours, the temperature of the mixture reaches 34-37"С and is maintained for 5-7 hours of the active phase of destruction fat, the depth of which is 65-70905.
Надалі активність процесу розщеплення жиру декілька слабшає і для забезпечення його глибини 82-8595 оптимальну температуру підтримують шляхом нагрівання ще протягом 2-3 годин. Згідно із пропонованим способом процес розщеплення жиру на цій стадії вважають закінченим, але, у залежності від призначення жирового субстрату, глибина розщеплення жиру може коливатися від 45 до 9095. Після закінчення ферментативного розщеплення жиру температуру у реакторі підіймають до 80-857"С. Під впливом цієї температури білки зсідаються, фермент руйнується. Потім перемішування припиняють та продукт відстоюють протягом 1,5-2 години, після чого окремо зливають нижній водяно-гліцериновий прошарок, проміжний та жировий субстрат. На цьому процес ферментативного розщеплення жиру вважають закінченим. Загальна тривалість процесу отримання жирового субстрату складає 10-14 годин, причому власне деструкція жиру здійснюється за 8,5-12 годин.In the future, the activity of the fat splitting process weakens a bit, and to ensure its depth 82-8595, the optimal temperature is maintained by heating for another 2-3 hours. According to the proposed method, the fat splitting process is considered complete at this stage, but, depending on the purpose of the fat substrate, the depth of fat splitting can vary from 45 to 9095. After the end of enzymatic fat splitting, the temperature in the reactor is raised to 80-857"C. Under the influence at this temperature, the proteins are precipitated, the enzyme is destroyed. Then the stirring is stopped and the product is allowed to stand for 1.5-2 hours, after which the lower water-glycerol layer, intermediate and fat substrate are drained separately. At this point, the process of enzymatic splitting of fat is considered complete. The total duration of the production process fat substrate is 10-14 hours, and the actual destruction of fat is carried out in 8.5-12 hours.
Даний спосіб дозволяє, при декілька змінених умовах, досягти повної деструкції жиру, але одним із завдань передбачуваного винаходу є отримання, при сприятливих техніко-економічних показниках, такого продукту, який може бути більш раціонально використаний у великопромисловому масштабі із великим ефектом.This method allows, under several changed conditions, to achieve complete destruction of fat, but one of the tasks of the proposed invention is to obtain, with favorable technical and economic indicators, such a product that can be more rationally used on a large industrial scale with a great effect.
Приклад 2.Example 2.
Аналогічно прикладу 1, до реактору завантажують ті ж сировинні компоненти, у такому ж співвідношенні, здійснюють інтенсивне перемішування маси при початковій температурі процесу 10-1176.Similarly to example 1, the same raw components are loaded into the reactor, in the same ratio, intensive mixing of the mass is carried out at the initial process temperature of 10-1176.
Розщеплення жирів у такому режимі протікає мляво. Екзотермічно температура протягом 1,5-2 годин підвищується на 5-7"С та далі інтенсивність реакції практично не зростає. Підтримування температури в межах 34-377"С шляхом нагрівання суміші декілька активізує процес розщеплення жиру. Але за 14 годин деструкція останнього складає 30-3505.The breakdown of fats in this mode proceeds sluggishly. Exothermicly, the temperature increases by 5-7"C for 1.5-2 hours, and then the intensity of the reaction practically does not increase. Maintaining the temperature in the range of 34-377"C by heating the mixture somewhat activates the fat splitting process. But in 14 hours the destruction of the latter is 30-3505.
Приклад 3.Example 3.
Не змінюючи складу і співвідношення компонентів, узятих для здійснення ферментативного розщеплення жиру відповідно до прикладу 1, при тій же інтенсивності перемішування, реакційну суміш нагрівають до 25"С, уводять ліполактин і обігрів припиняють. Температурне активування процесу супроводжується бурхливим плином реакції розщеплення жиру, різким, некерованим підвищенням температури вище 40"С, що утримується на цьому рівні протягом 1-1,5 години, і на стільки ж різким її падінням. Наступне штучне підтримування температурного режиму на рівні 34-37"С практично не дає позитивних результатів. За 14 годин процесу жир розщеплюється на 37-4295.Without changing the composition and ratio of the components taken for enzymatic fat splitting according to example 1, with the same intensity of stirring, the reaction mixture is heated to 25"C, lipolactin is introduced and the heating is stopped. The temperature activation of the process is accompanied by a rapid flow of the fat splitting reaction, sharp, an uncontrollable rise in temperature above 40"C, which is maintained at this level for 1-1.5 hours, and its sharp drop for the same amount of time. The next artificial maintenance of the temperature regime at the level of 34-37"С practically does not give positive results. In 14 hours of the process, the fat is split into 37-4295.
Таким чином, при реалізації запропонованого способу отримання жирового субстрату шляхом розщеплення жиру з використанням ферменту ліполактину, оптимальною є температура початку процесу 15-177С із наступним екзотермічним підійманням та наступним підтримуванням її на рівні 34-3770.Thus, when implementing the proposed method of obtaining a fatty substrate by splitting fat using the enzyme lipolactin, the optimal temperature for the beginning of the process is 15-177C with subsequent exothermic rise and subsequent maintenance at 34-3770C.
Запропонований спосіб дозволяє вдвічі скоротити час деструкції жиру у порівнянні з прототипом та отримати кінцеві продукти, подальша переробка яких не викликає утруднень.The proposed method makes it possible to halve the time of fat destruction compared to the prototype and to obtain final products, the further processing of which does not cause difficulties.
Ефективність способу розщеплення жирів, склад та властивості кінцевого продукту, крім технологічних чинників, значною мірою залежать від обраного ферменту та активатору (так званого коферменту) із урахуванням їхньої оптимальної концентрації.The efficiency of the fat splitting method, the composition and properties of the final product, in addition to technological factors, largely depend on the selected enzyme and activator (the so-called coenzyme), taking into account their optimal concentration.
Визначальним фактором у використанні ліполактину в якості ферменту при розщеплюванні жирів, стала його специфічність, що виявилась у вибірковому впливові на жири при знежирюванні шкіри.The decisive factor in the use of lipolactin as an enzyme for breaking down fats was its specificity, which was manifested in the selective effect on fats during skin degreasing.
Комплекс специфічних властивостей адсорбційно-активної присадки "Амірол-М" послужив підставою для застосування її у поєднанні з ліполактином в якості активатору процесу розщеплення жирів.The complex of specific properties of the adsorption-active additive "Amirol-M" served as the basis for its use in combination with lipolactin as an activator of the process of splitting fats.
Шляхом ставлення ряду експериментів (таблиця 1), в яких залишалися незмінними технологічні параметри процесу, описані у прикладі 1, були визначені граничні концентрації ферменту та активатору, що забезпечували оптимальні умови перебігу процесу розщеплення жирів, а також склад та властивості кінцевих продуктів.By conducting a series of experiments (table 1), in which the technological parameters of the process described in example 1 remained unchanged, the limit concentrations of the enzyme and activator were determined, which provided optimal conditions for the fat splitting process, as well as the composition and properties of the final products.
Таблиця 1Table 1
Приклади зразків реакційної суміші оилонентя реко УТExamples of samples of the reaction mixture of the reco UT oil oil
Фермент"Ліпапактин;ї | 8 | 8 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 2 | 2 (Присадка"Амірол-М' | 5 | - | є | - | 8 | - | 7 | - | "| -Enzyme "Lipapactin" | 8 | 8 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 2 | 2 (Additive "Amirol-M" | 5 | - | is | - | 8 | - | 7 | - | " |-
В результаті експериментальної перевірки було установлено, що тривалість розщеплення жиру в перших чотирьох зразках мало відрізняється та складає в середньому 12-14 годин, а у п'ятому зразку процес загасає, не досягнувши оптимальної температури для перебігу реакції. При концентрації ферменту 4-5-69омас. (зразки 2-3-4) у присутності відповідно 9-8-79омас. присадки "Амірол-М" розщеплення жиру відбувається у екзотермічному режимі та необхідність у підігріванні продукту настає після деструкції його на 65-7090.As a result of the experimental verification, it was established that the duration of fat splitting in the first four samples does not differ much and is an average of 12-14 hours, and in the fifth sample the process dies out without reaching the optimal temperature for the course of the reaction. At an enzyme concentration of 4-5-69omas. (samples 2-3-4) in the presence of 9-8-79omas, respectively. "Amirol-M" additives, fat splitting occurs in an exothermic mode and the need to heat the product occurs after its destruction at 65-7090.
У п'ятому зразку, навіть при постійному підтримуванні температури в реакторі 34-377"С шляхом підігрівання, не вдається досягти деструкції жиру, що має практичний інтерес.In the fifth sample, even with constant maintenance of the temperature in the reactor at 34-377"C by means of heating, it is not possible to achieve fat destruction, which is of practical interest.
У першому зразку розщеплення жиру протікає у початковій стадії досить активно та супроводжується, в низці випадків, підйомом температури вище оптимальної межі, у зв'язку з чим, для запобігання критичної позначки, виникає необхідність у охолодженні реакційної суміші. Проте, із зниженням температури до оптимальної величини після припинення охолодження, екзотермічна реакція практично не відновлюється та розщеплення жиру відбувається тільки при підігріванні. Таким чином ускладнюється технологічний процес.In the first sample, fat splitting proceeds quite actively in the initial stage and is accompanied, in a number of cases, by a rise in temperature above the optimal limit, in connection with which, in order to prevent a critical mark, there is a need to cool the reaction mixture. However, with a decrease in temperature to the optimal value after stopping cooling, the exothermic reaction is practically not restored and fat splitting occurs only during heating. Thus, the technological process is complicated.
Та, хоча глибина розщеплення жиру декілька вища у порівнянні із іншими зразками, використання ферменту у більш високій концентрації є технологічно та економічно нераціональним.Although the depth of fat splitting is somewhat higher compared to other samples, the use of the enzyme in a higher concentration is technologically and economically irrational.
У відсутності присадки "Амірол-М" в реакційній суміші (зразки Та, 2а, За, 4а, 5а) тривалість реакції розщеплення жиру зростає та складає 16-18 годин.In the absence of the "Amirol-M" additive in the reaction mixture (samples Ta, 2a, Za, 4a, 5a), the duration of the fat splitting reaction increases and is 16-18 hours.
Після закінчення процесу розщеплення жиру продукти у реакторі розподіляються пошарово. Одним із чинників, що впливають на регульованість агрегатного стану цих продуктів у загальному об'ємові є присутність в оптимальній кількості присадки "Амірол-М".After the fat splitting process is over, the products in the reactor are distributed layer by layer. One of the factors affecting the controllability of the aggregate state of these products in the total volume is the presence of the additive "Amirol-M" in the optimal amount.
У зразках 1, 2, 3, 4 відбувається чіткий розподіл післяреакційної суміші на три прошарки: верхній - жировий субстрат; середній - згущений, вміщуючий адсорбовані присадкою "Амірол-М" супутні жирам домішки, дезактивований фермент, деяку кількість жиру; нижній - розчин гліцерину у воді.In samples 1, 2, 3, 4, there is a clear distribution of the post-reaction mixture into three layers: the upper one is a fatty substrate; medium - thickened, containing impurities accompanying fats adsorbed by the additive "Amirol-M", deactivated enzyme, some amount of fat; the bottom - a solution of glycerin in water.
У п'ятому зразку продукти часткового розщеплення жиру, адсорбовані присадкою "Амірол-М", агломеративно розподіляються по всьому об'ємові суміші.In the fifth sample, the products of partial splitting of fat, adsorbed by the additive "Amirol-M", are agglomeratively distributed throughout the volumetric mixture.
У зразках Та, 2а, За, 4а, 5а, що не містять присадки "Амірол-М", чіткого пошарового розподілу речовин, що утворилися в процесі деструкції жиру, не відбувається. Функція присадки "Амірол-М", як прискорювача процесу ферментативного розщеплення жиру, обумовлена, значною мірою, спроможністю вхідних до її складу з'єднань, в тому числі і кислого мила, при дисоціації у воді підтримувати кислотність середовища у межах рн 5,8-6,3, що є найбільше сприятливою для регулювання активності ферменту.In samples Ta, 2a, Za, 4a, 5a, which do not contain "Amirol-M" additives, there is no clear layer-by-layer distribution of substances formed in the process of fat destruction. The function of the additive "Amirol-M" as an accelerator of the process of enzymatic splitting of fat is determined, to a large extent, by the ability of the compounds included in its composition, including acid soap, when dissociating in water, to maintain the acidity of the environment within the pH range of 5.8- 6.3, which is the most favorable for regulating enzyme activity.
В результаті здійснення запропонованого способу ферментативного розщеплення жиру отримують жировий субстрат, що характеризується показниками якості, наведеними у таблиці 2.As a result of the implementation of the proposed method of enzymatic splitting of fat, a fatty substrate is obtained, characterized by the quality indicators listed in Table 2.
Таблиця 2Table 2
Якісна характеристика жирового субстрату пали втQualitative characteristics of the fat substrate burned Tuesday
Дані, приведені в таблиці 2, показують, що жировий субстрат, отриманий відповідно до запропонованого способу, характеризується високою кислотністю, обумовленою вмістом біля 70-8295 жирних кислот. Компонентом, що омиляється, в субстраті виявляються гліцериди. Гідроксильне число свідчить про наявність гідроксилвміщуючих з'єднань, які можуть бути подані моно- та дігліцеридами, що є продуктами неповного розщеплення жиру.The data given in Table 2 show that the fatty substrate obtained according to the proposed method is characterized by high acidity due to the content of about 70-8295 fatty acids. Glycerides are found to be a saponifying component in the substrate. The hydroxyl number indicates the presence of hydroxyl-containing compounds, which can be represented by mono- and diglycerides, which are products of incomplete fat breakdown.
В якості оптимального прийнято зразок МеЗ із достатньою глибиною розщеплення жиру та найкращим агрегатним станом продуктів реакції, що сприяє більш чіткому їхньому поділу та наступній ефективній утилізації. Відхилення кількісного співвідношення компонентів від заявлених меж (зразки 2, 3, 4) у зразку 5 не забезпечує енергетичного розвитку процесу ферментативного розщеплення жиру, а склад зразку 1 - технологічно та економічно не виправданий.The MeZ sample with a sufficient depth of fat splitting and the best aggregate state of the reaction products was taken as the optimal one, which contributes to their clearer separation and subsequent effective disposal. Deviation of the quantitative ratio of components from the stated limits (samples 2, 3, 4) in sample 5 does not ensure the energetic development of the process of enzymatic splitting of fat, and the composition of sample 1 is technologically and economically unjustified.
У зразках 1а, 2а, За, 4а, 5а, за відсутність активатора - присадки "Амірол-М", кількість расщепленого жиру зменшується.In samples 1а, 2а, За, 4а, 5а, in the absence of the activator - additive "Amirol-M", the amount of split fat decreases.
Сукупність властивостей жирового субстрату визначила можливість його використання у якості нового джерела жирової сировини як у традиційних, так і у нових напрямках нафтохімічного синтезу. Інформація, наведена у патентних джерелах, дозволила виявити нові тенденції у розвитку промислового виробництва, наприклад, мастил, змащувально-охолоджуючих рідин, жируючих препаратів, у основу яких покладено використання біоруйнованих продуктів (5 5595965 А, 6С 10М 117/00, 21.01.97р.; 05 5641734 А, 6С 10М 161/00, 24.06.97р.), у тому числі синтезованих жирів (ММО 9617909 А1, 6С 10М 105/38, 13.06.96р.; 005 5658863 А, 6С 10М 129/70, 19.01.97р.), гідроксилвміщуючих з'єднань (В.А. Вайншток, Н. Абдул-Бари Касем "Влияние гидроксилсодержащих соединений на свойства литеевьїх смазок на основе растительного омьіляемого сьірья", "Нефтепереработка и нефтехимия", М. Мо7 1999г.), моно-, ди- та тригліцеридів різних органічних кислот. Та якщо кожен із цих компонентів призначений для поліпшення окремих характеристик кінцевого продукту, то використання жирового субстрату, що включає комплекс різновидів подібних з'єднань у різноманітному сполученні, до того ж із урахуванням синергетичного ефекту, дозволяє розширити можливості нафтохімічного синтезу та отримати продукт із декілька покращеними показниками якості.The set of properties of the fatty substrate determined the possibility of its use as a new source of fatty raw materials in both traditional and new directions of petrochemical synthesis. The information provided in the patent sources made it possible to identify new trends in the development of industrial production, for example, lubricants, lubricating and cooling fluids, fat-enriching preparations, which are based on the use of biodegradable products (5 5595965 A, 6C 10М 117/00, 21.01.97 05 5641734 А, 6С 10М 161/00, 24.06.97), including synthetic fats (ММО 9617909 А1, 6С 10М 105/38, 13.06.96; 005 5658863 А, 6С 10М 129/70, 19.01. 1997), hydroxyl-containing compounds (V. A. Vainshtok, N. Abdul-Bary Kasem "The influence of hydroxyl-containing compounds on the properties of foundry lubricants based on vegetable saponified sulfur", "Neftepererabotka i neftekhimiya", M. Mo7 1999), mono -, di- and triglycerides of various organic acids. And if each of these components is intended to improve individual characteristics of the final product, then the use of a fatty substrate, which includes a complex of types of similar compounds in various combinations, moreover, taking into account the synergistic effect, allows you to expand the possibilities of petrochemical synthesis and obtain a product with several improved quality indicators.
У промислових умовах на ВАТ "АЗМОЛ" запропонованим способом ферментативної деструкції соняшникової олії отримані три зразки (по одній тонні) жирового субстрату із різною глибиною розщеплення для застосування у трьох різних напрямках. Побічні продукти даного процесу утилізують в тих же виробництвах. Отримані практичні результати підтвердили доцільність використання жирового субстрату, як нового виду сировини, можливість спрощення та скорочення при цьому технологічного процесу його виробництва, поліпшення якості цільових продуктів та послужили матеріалом для оформлення трьох самостійних заявок на передбачувані винаходи.In industrial conditions at JSC "AZMOL" by the proposed method of enzymatic destruction of sunflower oil, three samples (one ton each) of fat substrate with different depth of cleavage were obtained for use in three different directions. The by-products of this process are disposed of in the same factories. The obtained practical results confirmed the expediency of using a fat substrate as a new type of raw material, the possibility of simplifying and shortening the technological process of its production, improving the quality of the target products, and served as material for the registration of three independent applications for alleged inventions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001053456A UA44558C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for producing fat substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001053456A UA44558C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for producing fat substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA44558C2 true UA44558C2 (en) | 2005-01-17 |
Family
ID=34618362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2001053456A UA44558C2 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Method for producing fat substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA44558C2 (en) |
-
2001
- 2001-05-22 UA UA2001053456A patent/UA44558C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abdelmoez et al. | Utilization of oleochemical industry residues as substrates for lipase production for enzymatic sunflower oil hydrolysis | |
Francisco et al. | From waste-to-energy: the process integration and intensification for bulk oil and biodiesel production by microalgae | |
Rathod et al. | Effect of various additives on enzymatic hydrolysis of castor oil | |
Kumar et al. | Performance evaluation of a yeast biorefinery as a sustainable model for co-production of biomass, bioemulsifier, lipid, biodiesel and animal-feed components using inexpensive raw materials | |
US5677160A (en) | Fat splitting process | |
Hares Júnior et al. | Conversion of triolein into mono-and diacylglycerols by immobilized lipase | |
KR20220047322A (en) | Method for pretreatment of feeds to produce biofuels by hydrolysis of fats at high temperature and pressure | |
US5968792A (en) | Calcium activation of lipase enzyme in process of pressure splitting glycerides | |
Cherif et al. | Lipase pre-hydrolysis enhance anaerobic biodigestion of soap stock from an oil refining industry | |
AU688287B2 (en) | Improved fat splitting process | |
EP2247703B1 (en) | Transesterification of vegetable oils | |
UA44558C2 (en) | Method for producing fat substrate | |
US5830719A (en) | Process for continuously splitting a glyceride into carboxylic acids and glycerin | |
RU2533419C1 (en) | Method of biodiesel production | |
Sklyar et al. | Research Study of the Conditions of Wastes Lipolysis Lipid Fraction | |
UA44558A (en) | method for producing fat substrate | |
NO127540B (en) | ||
Mariem et al. | Research Article Reduction of Free Fatty Acid Content of Crude Sardine Oil by Enzymatic Esterification at Laboratory Scale | |
US20240287556A1 (en) | Using biosourced raws from waste streams to make source materials for oilfield chemical manufacture | |
Petrov et al. | Enzymatic method for obtaining fatty acid concentrate from fish oil | |
Ahmad et al. | Applications Of Lipase Enzyme In Fatty Monoethanolamide Synthesis Based On Palm Fatty Acid Distillate | |
Kempka et al. | Lipase and phospholipase in the hydrolysis of lipids in wastewater from swine slaughterhouse and subsequent biological treatment study | |
Kurniasih | Performance of Rhizomucor Miehei in Amidation Reaction for Fatty Monoethanolamide Synthesis Based on Distillated Palm Fatty Acid | |
UA156852U (en) | A method of producing at least one bioproduct from a feedstock | |
RU2078799C1 (en) | Method for production of acids of fish oil |