Спосіб безкоагуляційної нейтралізації лужного білкового гідролізату

Винахід відноситься до гідролізної промисловості і може бути використаний в м'ясопереробній, харчовій, хімічній, фармацевтичній і медичній промисловостях при переробці малоцінного і нехарчового білка тваринного походження (боєнських відходів, відходів кератинвмісної сировини - перо-пухового виробництва і малоцінного пера, щетини, волосся, вовни і т.д.). В першу чергу це стосується м'ясокомбінатів, птахокомбінатів та птахофабрик. Відомо, що в галузі тваринництва завжди є нестача кормового білка, особливо тваринного походження. Кератинвмісна сировина містить повноцінний білок у великій кількості, але без спеціальної обробки цей білок непридатний для згодовування тваринам. Такої сировини в Україні щорічно накопичується біля 8 тисяч тон. Є декілька поширених способів переробки цієї сировини в білковий корм. Наприклад, водно-паровий гідроліз, при якому потрібна t=180-240°С та великий тиск. На підприємствах України устаткування в основному складається з вакуум-горизонтальних котлів, в яких теоретично можна досягти t=153°C. Для кислотного гідролізу потрібне емальоване устаткування. В зв'язку з тим, що на м'ясо- та птахопереробних підприємствах є сталеве, не емальоване обладнання, найбільш доцільним є лужний гідроліз для даної сировини. Одержаний лужний білковий гідролізат з указаної сировини після нейтралізації неорганічними кислотами (соляна, сірчана, фосфорна) стає кормовою білковою добавкою. ЇЇ включають в раціон тварин для заміни частини білка раціону або при його недостачі. Звичайно розчини лужного білкового гідролізату нейтралізують до рН7±0,6. Відомий спосіб нейтралізації кислотних і лужних білкових гідролізатів при температурі 20-30°С А.С. СРСР 446527, С08h7/4 1974; А.С. СРСР 459209, A23к1/10, 1975; А.С. СРСР 556776, А23к1/10, 1977; Пат. США 3806501, А23к1/10, 1974. Іноді нейтралізацію проводять при температурі 30-40°С А.С. СРСР 378382 С05f1/10, 1973; А.С. СРСР 387693 А23к1/10, 1973; Пат. США 1028236, А23к1/10, 1983. Рідко цей процес проводять при температурі 60-70°С. А.С. СРСР 258018, А23к, 1969; А.С. СРСР 294828 С07в7/00, 1971. Недоліком зазначеного способу є те, що при нейтралізації лужного білкового гідролізату неорганічними кислотами, при зазначених температурах від 20°С до 70°С, під час нейтралізації утворюється коагульований білок, що осідає на дні, стінках реактора, частина його знаходиться в зваженому стані, а також плаває на поверхні гідролізату, загальною кількістю до 50% від протеїну. При цьому з підвищенням температури нейтралізованого середовища кількість коагульованого білка зменшується, а при швидкому внесенні нейтралізуючої речовини або при використанні більш концентрованих розчинів кислот - збільшується. Коагульований білок, що утворюється при нейтралізації і готовий продукт з цього гідролізату після охолодження або висушування, не повністю розчиняється у воді при температурі від 0 до 100°С, практично не переварюється in vitro й в організмі тварин. Практикою доведено, що сухий продукт, отриманий з лужних білкових гідролізатів, (у т.ч. і з кератинвмісної сировини) і нейтралізованих зазначеним способом, у раціонах тварин і птиці може замінити близько 1% білка раціону [А.С. СРСР 258018, А 23к1/10, 1969]. Більша ж його кількість у раціоні викликає незасвоєння основного раціону, зменшення ваги тварин у порівнянні з контрольними. Як видно з викладеного, переробка малоцінної білоквмісної і кератинвмісної сировини в білковий корм розроблена ще недостатньо, а процес нейтралізації лужного білкового гідролізату розроблений ще менше. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб нейтралізації при 70°С [А.С. СРСР 294828, С07в7/00, 1971]. По цьому способу лужний білковий гідролізат нейтралізують концентрованим розчином неорганічної кислоти при температурі нейтралізованого середовища 70°С. В зв'язку з тим, що в цьому способі є найвища температура нейтралізації лужного білкового гідролізату відносно до вищезгаданих способів, то і коагульованого білка утворюється менше. А це автоматично покращує якість кормової білкової добавки по перетравності та засвоюваності в організмі тварин. Тому цю кормову білкову добавку вже можна вводити в раціон тварин для заміни в ньому 5% білка раціону, а по попередніх способах лише 1-2%. Недоліком зазначеного способу є те, що при нейтралізації лужного білкового гідролізату при зазначеному температурному режимі в процесі нейтралізації утворюється коагульований білок, який не розчиняється у воді, а готовий продукт також не повністю розчиняється у воді при 20-100°С, погано переварюється і засвоюється в організмі тварин при його поїданні у вигляді білкової кормової добавки. Метою винаходу є покращення якості кормової білкової добавки, яку одержують з кератинвмісної сировини лужним гідролізом і щоб вона добре перетравлювалась та засвоювалась в організмі тварин, а цього можна досягти при безкоагуляційній нейтралізації лужного білкового гідролізату. Поставлена мета досягається тим, що процес нейтралізації лужного білкового гідролізату проводять неорганічними кислотами при температурі середовища від 80 до 120°С при атмосферному або надлишковому тиску, тобто при температурних умовах, при яких практично протікає гідроліз каратинвмісної сировини, при цьому коагульований білок не утворюється, а готовий продукт автоматично стає добре перетравним і засвоюваним в організмі тварин. В експериментах по нейтралізації лужного білкового гідролізату випробуваний тиск до 2атм. і температура до 135°С, при цьому коагульований білок не утворювався. Кінцевий показник рН нейтралізації може бути нижче або вище 7. При цьому нейтралізований білковий гідролізат в охолодженому рідкому або висушеному стані зберігає здатність повністю розчинятися у воді при її температурі від 0 до 100°С. Коагульований білок відсутній. Виробляючи готовий білковий продукт у сухому вигляді, зневоднювання нейтралізованого білкового гідролізату проводили на розпилюючій сушці при температурі вхідного повітря 195±10°С і вихідного 90±5°С. Вироблений по заявленому способу лужний білковий гідролізат з перо-пухо вої сировини нейтралізували до рН 7,3 фосфорною кислотою. Він не має коагульованого білка і отримав назву Концентрат білковий пір'євий – КБП ТУ 49 УРСР 432-83. У висушеному вигляді готовий продукт повністю розчиняється у воді при температурі 20-100°С. По ТУ в сухому продукті повинно бути: масова доля протеїну не менше 70%; масова доля вологи, не більше 9%; масова доля мінеральних речовин не більше 19%; заміна білка в раціоні тварин - до 30%; переварюється in vitro (не менше 75%), добре переварюється і засвоюється в організмі сільгосптварин і птахів. При цьому вихід готового продукта до маси перо-пухової сировини 100%, в той час, як по діючому ГОСТу 17536-82 на виробництво пір'євої кормової муки тільки 85%. Нижче наведені конкретні приклади виконання способу, що заявляється. Приклад 1. У сталевий реактор ємністю 150л завантажують 90кг 4% розчину їдкого натру, підігрівають і поступово, при перемішуванні завантажують 30кг перо-пухової сировини. Гідроліз проводять при заданій температурі 120°С. По закінченні гідролізу при цій же температурі проводять нейтралізацію концентрованим розчином неорганічної кислоти. Охолоджений до 20 С або висушений готовий продукт повністю розчиняється у воді при температурі 20-100°С. Коагульований білок відсутній. Приклад 2. Лужний білковий гідролізат, одержаний по прикладу 1, нейтралізують при температурі 100 С 30% розчином сірчаної кислоти. В готовому продукті коагульований білок відсутній і повністю розчиняється у воді при температурі від 20 до 100°С. Приклад 3. Лужний білковий гідролізат, одержаний по прикладу 1, нейтралізують при температурі 80 С 40% розчином фосфорної кислоти. Охолоджений до 20 С або висушений нейтралізований гідролізат повністю розчиняється у воді при температурі 20-100°С. Коагульований білок відсутній. Приклад 4. Лужний білковий гідролізат, отриманий по прикладу 1, нейтралізують при температурі 60 С наполовину розведеною концентрованою соляною кислотою. Охолоджений до 20 С або висушений нейтралізований гідролізат містить коагульований білок і готовий продукт не повністю розчиняється у воді при температурі 20-100 С. Приклад 5. Лужний білковий гідролізат, отриманий по прикладу 1, нейтралізують при температурі 40°С 40% розчином фосфорної кислоти. При нейтралізації утворюється багато коагульованого білка. Охолоджений до 20°С або висушений готовий продукт не повністю розчиняється у воді при температурі 20-100°С.