Способ получения гидролизата коллагена из отходов хромовых кож

)5 С 09 Н 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. СВР,.й; ЕДИНСТВ ВТ Р ститут ГоголЖ.Г. Ша Л ИЗАТА МОВЫХ хуа навеску отходов кожества - 250 г в виде хромо- смешивают с 31 2 кг, эвести в 500 мл 8-ной помещают в герметически осуд, который ставят ввоушно-супроиэводужкиенной иой воды,ющийся с(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРКОЛЛАГЕНА ИЗ ОТХОДОВ ХРКОЖ Изобретение относится к области переработки отходов кожевенного производства, в частности . к получению водорастворимого гидролизата коллагена из отходов хромовых кож, и может быть использовано для получения аэотсодержащего белкового продукта, не содержащего посторонних примесей.Цель изобретения - повышение качесткта и увеличение срока его хранева продуния,Споэом.Воэдвенноговой стпромышаммиачнзакрыва б осуществляют следующим обр(57) Изобретение относится к переработке отходов кожевенного производства, в частности к получению водорастворимого гид- ролизата коллагена из отходов хромовых кож, и может быть использовано для получения азотсодержащего белкового продукта, не содержащего посторонних примесей. Цель изобретения - повышение качества продукта и увеличение срока его хранения, Гидролиз отходов хромовых кож проводят дисперсией промышленной извести в аммиачной воде с концентрацией аммиака 5-20, а осаждение избыточных катионов кальция осуществляют газообразным диоксидом углерода, что исключает попадание катионов натрия в коллаген. 2 з.п, ф-лы, 2 табл. дяную баню, нагревают до 60-100 С и выдерживают при ней в течение 2-6 ч, Фильт.рат сливают, добавляют в него 4,3 мл, 0 30-ного водного раствора пероксида, во- К дорода. Через 3 ч из фильтрата током диоксида углерода осаждают кальций и хром в виде карбонатов, которые затем отделяют фильтрованием. Фильтрат выпаривают до сухого остаткаВ оставшуюся нерастворенной размягченную кожу заливают 350 - 500 мл воды, нагревают на водяной бане до 60-100 С и выдерживают при ней в течение 6 ч. Экстракт сливают, фильтруют, пропускают через него ток диоксида углерода до прекращения образования осадка. Фильтруют, упаривают до сухого остатка, В оставшуюся после первой экстра кции размягченную кожу снова добавляют воду ви хром в виде карбонатов, которые затем 25отделяют фильтрованием, Фильтрат помеи подвергают выпариванию на кипящей водяной бане до сухого остатка.В оставшуюся нерастворенной размяг-.30 35 40 50 и используют в качестве единого продукта 55либо используют продукт, полученный при количестве 350-500 мл, нагревают до 70- 100 С, выдерживают при этой температуре 6 ч. Процесс экстракции повторяют 3-4 раза до полного извлечения водорастворимого гидролизата коллагена,Сухие упаренные порошки объединяют и используют в качестве единого продукта либо используют продукт, полученный при экстракции, либо гидролизат и порошокобъединяют и используют как единый продукт.П р и м е р 1, 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 герметически закрывающийся сосуд и нагревают при 60 С в сушильном шкафу в течение 2 ч. Затем содержимое сосуда фильтруют в нагретом до 60 С состоянии . на термостатируемой воронке и в фильтрат добавляют 4,3 мл 30-ного водного раствора пероксида водорода. Через 3 ч из фильтрата током диоксида углерода осаждают кальций щают в фарфоровую выпарительную чашку ченную кожу в том же сосуде заливают 350 мл воды, помещают в сушильный шкаф на 6 ч при 60 ОС и производят выплавление (или экстракцию) водорастворимой части колла- гена, после чего жидкую часть сливают, фильтруют, пропускают диоксид углерода до прекращения образования осадка (пол-. утемные растворы), фильтруют, помещают в выпарительную чашку и упаривают до сухого остатка.В оставшуюся после первого выплавпения (экстракции) размягченную 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) диоксидуглерода, фильтруют, помещают в выпарительную чашку и упаривают на водяной бане до сухого остатка. Аналогичное выплавление (экстракцию) проводят последовательно при 80, 90, 100, 110, 120 и 130 С в течение 6 ч при заданной температуре. Сухие упаренные порошки объединяют выплавлении (экстракции) в заданных условиях в зависимости от назначения, Получено 167 г порошка, что составляет 66,8 от веса отходов хромовой кожи, Содержание 5 10 15 20 остаточного хрома 0,08.;ъ (в виде оксида трехвалентного хрома), кальций не обнаружен.П р и м е р 2, Воздушно-сухую навеску отходов кожевенного производства - 250 г в виде хромовой стружки смешивают с 31,2 г промышленной извести в 500 мл 8 оь-ной аммиачной воды, помещают в сосуд, кото- рый ставят в водяную баню, нагревают до температуры кипения воды и выдерживают при ней в течение 6 ч, Фильтрат сливают, добавляют 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 отделяют фильтрованием. Фильтрат тонким слоем "размазывают" по гладкой поверхности (гладкая поверхность - термостойкая пластмасса, эмалированный металл и т,д.) и оставляютна воздухе при температуре окружающей среды до полного высыхания, после чего продукт собирают в виде порошка. В оставшуюся нерастворенной. размягченную кожу заливают 500 мл воды, нагревают на водяной бане до температуры кипения воды, и выдерживают при ней в течение 6 ч. Экстракт сливают, фильтруют, пропускают через него ток диоксида углерода в случае надобности. В дальнейшем поступают аналогично описанному - фильтрат тонким слоем разливают по гладкой поверхности, оставляют на воздухе до полного высыхания, В оставшуюся после первой экстракции размягченную кожу в том же сосуде снова заливают 500 мл воды, помещают в водяную ванну, нагревают на водяной бане до температуры кипения воды, выдерживают при ней в течение 6 ч и т.д. Процесс экстракции повторяют 3-4 раза до полного извлечения водорастворимого гидролизата коллагена. Гидролизат и экстрагированный водорастворимый коллаген в виде порошка объединяют и используют как единый продукт. Получено 200,4 г порошка, что составляет 80,1 от исходного веса отходов хромовой кожи. Соединения хрома - следовые количества, кальций - не обнаружен.Коллагенсодержащее сырье, обработанное известковым молоком, содержит белковые количества кальция, который находится в сырье или в свободном состоянии (в виде гидроокиси) или в связанном с коппагеном, При неполном удалении кальция из коллагена увеличивается время выплавления его водорастворимой части и снижа- ется ее качество.Использование аммиачной воды в качестве раздубливающего агента обосновано тем, что водный раствор аммиака является10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 растворителем хромовой стружки особенно при повышенной температуре и концентрации аммиака. Газообразный аммиак, образующийся в результате нагрева аммиачной воды, может внедряться в комплекс хрома и вытеснять внутренний раствор из капилляров коллагена, что приводит к интенсивному выводу соединений хрома во внешний раствор. Концентрация аммиака при этом составляет 5-20 мас., При уменьшении его концентрации снижается эффект раздубливания, а при увеличении процесс гидролиза становится экономически нецелесообразным в связи с излишним перерасходом реагента.Время гидролиза 2 - 10 ч, При сравнительно низкой температуре и малом временем гидролиз проходит частично, при длительном гидролизе и повышенной температуре происходит деструкция коллагена и снижение качества продукта. Проводить гидролиз более 10 ч нецелесообразно, так как за это время полностью завершается гидролиз всей водорастворимой части,Использование в качестве осадителя остаточных катионов кальция газообразного диоксида углерода обеспечивает полноту осаждения без внесения посторонних примесей в продукт гидролиза. Основная часть соединений хрома из коллагенсодержащего сырья удаляется на стадии гидролиза, выпадая в осадок в виде гидроксида хрома при действии гидроксидов кальция и аммония, Для выделения оставшегося количества хрома из коллагена добавляют пергидроль в количестве 2-2,5 от массы сырья - достаточном для окисления оставшегося хрома и уничтожения краски кожи, с последующим осаждением хрома диоксидом углерода в виде карбоната,Для повышения качества получаемого коллагена из отходов хромовых кож щелочным или щелочно-солевым агентами для удаления натрия проводят нейтрализацию либо кислотой (чаще всего серной), либо сульфатом аммония с последующей отмывкой до нейтральной реакции промывных вод и отсуствия ионов натрия, сульфат-ионов и др. При этом катионы натрия связывают сульфат-ионы, образуя хорошо ратворимый сульфат натрия, и удаляются при промывке.При неполном удалении посторонних примесей, в частности щелочных, из коллагенсодержащего сырья, котрые находятся в виде гидроокисей или связаны с коллагеном, увеличивается время выплавления коллагена и снижается его качество.Химизм раздубливания при воздействии на хромовый комплекс йаОН состоит в разрыхлении поверхности кожи и разрушении комплекса хромколлаген в поверхностном слое. При воздействии НН 40 Н (водный раствор) хромовая стружка частично растворяется, превращаясь в жидкую взвесь, содержащую мелкие коллагеновые волокна, которые впоследствии легко поддаются растворению, Газообразный аммиак, образующийся в результате нагрева аммиачной воды, может внедряться в комплекс хрома и вытеснять внутренний раствор из капилляров коллагена, что приводит к интенсивному выводу соединений хрома во внешний раствор. Кроме того, катионы могут вступать во взаимодействие с карбоксильными группами аминокислот, образуя соответственно натриевую или аммониевую соль. Аммониевая соль, повышая количество аминных групп, тем самым .усиливает адсорбцию свойства гидролизата и стабилизирует его.Данные по выходу, процент готового продукта, в зависимости от условий гидро- лиза и условий экстракции водорастворимой части приведены в табл. 1.Целесообразность экстрагирования в диапазоне изменения температуры от 60 до 130 С обусловлена тем, что ниже 60 С выплавляется в основном только жир, а выход гидролизата не превышает 1 ф (табл. 1), а выше 130 С происходит деструкция молекул белка, что приводит к изменению свойств полученного продукта,Зависимость общего выхода гидролизата и продукта экстракции, процент от расхода извести, пероксида водорода и аммиачной воды представлены в табл,2.Формула изобретения 1. Способ получения гидролизата колла- гена из отходов хромовых кож, предусматривающий раздубливание и гидролиз отходов путем их смешивания с водной дисперсией извести и раствором гидролизующего агента, нагревания полученной смеси и выдержки при повышенной температуре, а также фильтрацию смеси для отделения нерастворившегося остатка коллагена, обработку фильтрата пероксидом водорода, осаждение из фильтрата ионов кальция и хрома путем образования карбонатов, очистку и выпаривание фильтрата, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества продукта и увеличения срока его хранения, в качестве гидролизующего аген-та используют аммиачную воду, содержащую 5 20 аммиака, при этом нерастворившийся коллаген экстрагируют путем многократной подачи воды с последовательно повышающейся.температурой в процессе экстракции и последующими сливами, каждый слив фильтруют, осаждают. из него ионыкальция и хрома и упаривают, а1693011 те осуществляют введением в него газообразного диоксида углерода.3, Способ по п.1, отл и ч а ю щи й сятем, что экстрагирование коллагена из ос татков ведут, начиная с 60 С. затем смешивают сливы с основным упаренным фильтратом. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю, щ и й с ятем, что образование карбонатов в фильтраТа блица 1 Условна гирролнза Условия экстракции водорастворимой части Выход, процент от массы исходного сырья Темпера- Проделки- ВКтура, "С тельность,ч Концентра"ция аммн.ака Температу"ра, С Продолмитель- Гидроность, чг Продукт экстрвкции 60 2, 20 6,0 6, 10,6 13,2 2,4 6 2,112,022,417,613,26,0 110 120 30 15 197 7819 Э 77,2190 76,150 60,6 6 1:3 13 1:3 13 10 90 90 30 12,0 10 4,0 3 1,2 10,4 50 60 706090-1 ЭО Т в б л и 9 а 2 Пергид ход водомого продуливв сходное ырье, г ырья Обци раст кст- та гнце т нассы с Проннш.леннаяизвесть процерролиэа мперара гид емядроли я амма,Роль,302-ныводный Проду ракци ор,Следы 25 25 91010170 20 25 1 О 10 Э,5 Э,э32 50 1, 13 21 4646164191 8,4 5,6 90 60 60 90 90 100 90 а.5 21 О2 22,11,2 44 55,32 ввести особу,Составитель Н. ПервушинаТехред М,Моргентал Корректор С.Черни Реда обкова Заказ 4049 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5 Эизводс ванно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 200 тл 31,2 31,2 31,2 31,2 Э 1,231,2 31,2 31,2 31,2 Э 1,2 31,2 31,2 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3 4,Э 43 4,3 60 70 аа 90 1 ОО 11 О 20 1 ЭО 10 11 2081 а 1: 1 3 1,21 а 11 65 261 а 1:1 6,7 2,71 а 1:1 13,8, 5530 11 142 5681 а 11 150 60010 1; 150 60,010 1:2 3 , 1,210 1:3 2 6,010 1:3140 56,0а 1:3 97 7 а,а10 1:Э 193 77,2 96 196 167 93 195,2 200 195 155 0,8 36 4,0 4 0 68,0 78,0 78,4 78,4 668 77,2 78, 80,0 78,0 77,5 к