Способ получения гидролизата белоксодержащего сырья и устройство для его осуществления

(5 Ц 5 А 23 Я ОБРЕТЕ К АВТ 2 ТА ТГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии .(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗА БЕЛОКСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И УС РОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения гидролиэата белоксодержащего сырья (биомассы дрожжей, рыбокостной муки, биомассы калифорнийских червей) кислотным гидролизом и устройства для его осуществления. Цель изобретения - ускорение процесса гидролиза и обеспечение воэможности регулирования степени расщепления белка, Водную суспензию сырья нагревают до1695868 100-250 С в течение 1,2-1,5 мин, затем смешивают с концентрированной, кислотой и выдерживают при указанной температуре 2,5-3,5 мин. Реакционную смесь нейтрализуют щелочью и охлаждают. Гидролиэ происходит в корпусе 1 путем нагрева среды электродами 8 в камере 7 и подачей кислоты ФИзобретение относится к области биотехнологии и касается способа получениягидролизата белоксодержащего сырья (биомассы дрожжей, рыбокостной муки, биомассы калифорнийских червей) кислотнымгидролизом и устройства для его осуществления,Цель изобретения - ускорение процесса гидролиза и обеспечение возможностирегулирования степени расщепления белка.Способ получения гидролизата белоксодержащего сырья осуществляют следующим образом.Готовят суспензию сырья в воде, нагревают ее до 100-200 С в течение 1,2-1,5 мин,смешивают с концентрированной кислотойи выдерживают реакционную смесь дляпроведения гидролиза при указанной температуре в течение 2,5-3,5 мин. Затем реакционную смесь нейтрализуют подачейщелочи и охлаждают,Предварительное нагревэние суспензии сырья ускоряет процесс протеканиякислотного гидролиза, а разделение зон нагрева и ввода кислоты и щелочи позволяетчетко выделить момент начала и окончаниягидролиза, предотвратить деструкцию аминокислот и обеспечивает возможность регулирования степени расщепления белка.Зависимость выхода аминокислот оттемпературы предварительного нагревасуспензии сырья приведена в таблице.На фиг,1 изображено устройство дляосуществления способа, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3- разрез Б - Б на фиг.1,Устройство для осуществления способасодержит вертикальный корпус 1 с патрубком 2 для ввода водной суспенэии сырья,патрубком 3 для кислоты, патрубком 4 длящелочи и патрубком 5 для вывода гидролизэта. Корпус 1 состоит из ряда отдельныхсекций 6. В нижней части корпуса 1 имеетсякамера 7 для нагрева суспензии с электродами 8 Внутренняя стенка камеры 7 выполнена в виде двух усеченных конусов 9,обращенных меньшими основаниями одинк другому, с образованием между ними канала 10 для прохода суспенэии и подвода в канал 10 через патрубок 3, Гидролизуемая среда далее нейтрализуется в камере 11 щелочью, подаваемой через патрубок 4, и выводится из корпуса через патрубок 5. Наряду с ускорением гидролиза устройство также обеспечивает глубину гидролиза до 85 ф 4 2 с,п.ф-лц, 3 ил., 1 табл. кислоты. В верхней части корпуса 1 размещена камера 11, выполнейная аналогичнокамере 7, снабженная патрубком 4 для под.вода щелочи, Кроме того, устройство снаб 5 жено доэировочными насосами 12-14 дляподачи щелочи, кислоты и суспензии, соответственно подключенными к патрубкам 4,3и 2, На выходе из патрубка 5 установлентеплообменник 15 для охлаждения гидроли 10 эата идроссель 16 для поддержания заданного давления,Устройство работает следующим образом.Для гидролиза белка готовят суспензию15 сырья в воде, Приготовленную суспензиюподают в камеру 7 нагрева суспензии, Нагрев суспензии осуществляется с помощьюэлектродов 8 из титанового сплава. Изменяя подаваемую мощность в зону нагрева20 можно регулировать скорость нагрева так,чтобы при любой скорости протока, суспензия успевала нагреться до заданной температуры. Быстрота и практически полнаябезынерционность такого способа нагрева25 обеспечивает вцсокую производительностьв целом и позволяет в зависимости от целейгидролиза регулировать глубину гидролиза.Далее реакционная смесь с заданнойтемпературой (100250 С) подается на сме 30 шение нагретой суспензии с кислотой в заданных соотношениях в канале 10, Подачукислоты и ее дозирование осуществляют спомощью насоса 13. Необходимая глубинагидролиза достигается временем выдержки35 реакционной смеси в секциях 6 корпуса 1для выдержки, объем которых рассчитывается исходя из необходимой длительностивыдерживания. Изменение объема конструктивно достигается изменением количе 40 ства секций 6. По окончании заполненияэоны вцдерживания реакционная смесь попадает в зону смешения с щелочью в камеру11. В эту зону насосом 12 дозировано попредварительному расчету или по датчику45 рН(на выходе продукта из корпуса 1 устройства) подается 40-ный раствор щелочийаОН для нейтрализации кислоты и прекращения гидролиза. Нейтрализованный гидролизат поступает в теплообменник 15, где1695868 25 30 35 40 охлаждается до необходимой температуры (3060 С). а отработанный теплоноситель используется для предварительного нагрева реакционной смеси перед подачей ее в устройство,Для поддержания необходимого давления в устройстве и удаления гидролизата из него используется дроссель 16.Процесс гидролиэа осуществляется непрерывно по определенной программе, обеспечивающей получение гидролизата с определенной глубиной расщепления белка (от 40 до 85%),Таким образом, предлагаемые способ и устройство для его осуществления обеспечивают глубокий гидролиэ белоксодержащего сырья при ускорении процесса гидролиза, что приводит в конечном итоге к повышению производительности.Кроме того, предлагаемый способ гидролиэа белоксодержащего сырья и устройство для его осуществления позволяют проводить высокотемпературный непрерывный кислотный гидролиз белоксодержащего сырья. введение кислоты после нагрева с последующей нейтрализацией позволяет локализовать зону гидролиза в сравнительно малом объеме, что в свою очередь исключает недостатки, связанные с коррозионной стойкостью материалов, применяемых в гидролизном производстве. П р и м е р 1. Получение " гидролизата БВКс глубиной гидролиэа 60. Готовят водную суспенаю БВК(12,5%), Суспезию насосом 12 гюдают в зону нагрева в камеру 7 устройства непрерывного мдролиэа .Скорость подачи суспензии 10 л/ч. Напряжение на электродах 80 В, Сила тока 5.10 А, Температура нагрева 190 ОС, Длительность нарева 1,2 мин. Температуру секции 9 регистрируют и контролируют с помощью термопары. Поддержание температуры при заданном расходе осуществляют с помощью автоматического устройства, изменяющего силу тока на электродах. После достижения заданной температуры, автоматически включается насос 12, который подает в зону смешения серную кислоту в количестве 12+0,5% по отношению к белковой суспензии. Длительность выдержки 2,5 мин, после чего включается насос 12 и гидролиз прекращается подачей 40-ного МаОН до значения рН 5,5.Нейтрализованный гидролизат охлаждают в теплообменнике и он поступает через дроссельное устройство в приемник гидролизата. При этом гидролизат имеет следующие основные биохимические характеристики: аминный азот 850+50 мг%; содержание пептидов в гидролиэате в 50 55 5 10 15 20 пересчете на аминный азот 30 от исходного; содержание аспарагиновой кислоты 1,5 мг/мл, глутаминовой кислоты, 4,3 мг/мл; цветность 50000 ОС,П р и м е р 2. Получение гидролиэата БВК с глубиной гидролиза 85%.Готовят водную суспензию БВК(12,5%), Суспензию насосом подают в зону нагрева установки непрерывного гидролиэа. Скорость подачи суспенэии 30 л/ч. Напряжение на электродах 80 В. Сила тока 10,15 А. Длительность нагрева до Т = 205 С 1,5 мин. По достижении заданной температуры автоматически включается насос-дозатор, который подает в зону смешения серную кислоту в количестве по отношению к белковой сусйензии 121 0,5%. Длительность выдержки 3,5 мин, что соответствует объему выдерживателя - 2,5 л. Далее процесс ведут аналогично примеру 1,Полученный гидролизат имеет следующие основные биохимические характеристи ки; амин н ый азот 950+- 50 м г%; содержание пептидов 1015% от исходного (по аминному азоту); содержание аспараги новой кислоты 1,92,0 мг/мл, глутаминовой - 4,8 мг/мл. Цветность - 70000 О.П р и м е р 3. Получение гидролизата рыбокостной муки с глубиной гидролиэа 85%Все подготовительные и основные операции, а также режимы гидролиза соответствуют указанным в примере 2, Полученный гидролизат имеет следующие биохимические характеристики: аминный азот 970+50 мг/мл; содержание аспарагиновой кислоты 1,8 мг/мл, глутаминовой кислоты - 2,4 мг/мл; цветность - 27200 О, РВ - 0,63%.П р и м е р 4. Получение гидролиэата биомассы калифорнийских червей с глубиной гидролиза 80%.Для гидролиза используют биомассу червей влажностью 60%, Все подготовительные и основные операции, а также режимы гидролиза соответствуют указанным в примере 2.Полученный гидролиэат имеет следующие основные биохимические характеристики: аминный азот 7501 30 мг %; цветность 10000 О; содержание глутаминовой кислоты 8 мг/мл, аспарагиновой - 3,9 мг/мл; РВ - 0,7%. Формула изобретен ия 1, Способ получения гидролиэата белоксодержащего сырья, включающий приготовление водной суспензии белоксодержащего сырья, смешение ее с концентрированнойкислотой и проведение кислотного гидролиза при нагревании реакционной смеси с последующей ее нейтрализацией и Охлаждением, о т л и ч а ю щи й с я тем, Что, с целью ускорения процесса гидролиза и обеспечения возможности регулирования степени расщепления белка, суспензию белоксодержащего сырья перед смешением Фе с концентрированной кислотой нагревают до 100 - 250 С в течение 0,5-10 мин, а после смешения проводят кратковременный кислотный гидролиэ при указанной температуре. 2. Устройство для получения гидролизата белоксодержащего сырья, содержащее вертикальный корпус с патрубками для подвода суспензии сырья, кислоты, щелочи и 5 патрубком для отвода гидролизата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса гидролиза, в нижней части корпуса размещена камера с электродами для нагрева среды, внутренняя стенка которой 10 выполнена в виде двух усеченных конусов,обращенных меньшими основаниями один к другому с образованием между ними канала для прохода суспензии и подвода кислоты,1695868 оставитель Д.Голеваехред М.Моргентал ректор Л,Бескид едактор Е,Папп роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Ф .аказ 4246 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5