Спосіб екстракції інсуліну з підшлункової залози забійної худоби

Спосіб екстракції інсуліну з підшлункової залози забійної худоби шляхом подрібнення підшлункової залози, безперервного перемішування по дрібненої сировини підшлункової залози в розчині екстрагенту, відділення отриманого екстракту від залишку, повторних безперервних перемішувань залишку в нових порціях екстрагенту, який відрізняється тим, що подрібнену сировину розміщують на решітці, закріпленій в екстракторі, а розчин екстрагенту подають під решітку, на якій розміщений шар подрібненої сировини таким чином, що частинки сировини піддаються екстракції в умовах псевдозрідженого стану Винахід відноситься де медичної промисловості, а саме до способів виробництва інсуліну сировиною для яких виступає подрібнена підшлункова залоза сільськогосподарських забійних тварин, і може бути використаний для зменшення потужності при проведенні процесу екстракції і здешевлення процесу виробництва інсуліну ВІДОМІ способи виробництва інсуліну [Патент США №3720657, кл 260 12,7, 1975р, A c CPGP №83089, 194260, 332832, 570364, 579992, 626779], в яких виробництво інсуліну здійснюється шляхом подрібнення сировини підшлункової залози, екстракції подрібненої сировини при безперервному перемішуванні на протязі певного часу, наприклад, Згодний, відділення отриманого екстракту від залишку, повторних безперервних перемішувань залишку в нових порціях екстрагенту Недоліками цих способів є утруднений доступ екстрагенту до частинок подрібненої підшлункової залози і великі енергетичні затрати на безперервне перемішування Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого способу екстракції інсуліну є спосіб екстракції інсуліну [Гуров В А , Иноземцева М А , Замиховский А Б Справочник по производству органопрепаратов Изд-во Пищевая промышленность М , 1970, С 41] У відомому способі морожену підшлункову залозу подрібнюють на великі куски на дробарці, а потім на доцентровій машині до частинок 1 х 1 х 1 мм Для екстракції 250кг сировини(подрібненоі підшлункової залози) підготов ляють 675л 85%-ного етилового спирту підкисленого 7л ортофосфорної кислоти Використовують змішувач з мішалкою, а потім перемішану з підкисленим спиртом сировину завантажують в екстрактор з мішалкою ємкістю 1000л 3 допомогою ортофосфорної кислоти в екстрагованій масі встановлюють рН 2,8 - 3,1 В сорочку екстрактора подають воду температурою ЗО - 35°С для підігріву маси до 12 - 16°С Тривалість першої екстракції при безперервній роботі мішалки Згод Дальше ВІДДІЛЯЮТЬ отриманий екстракт від залишку Залишок подають у змішувач і змішують з підкисленим 65%-ним етиловим спиртом у співвідношенні 1 1, після розмішування подають в екстрактор і проводять другу екстракцію при температурі 12 16°С, рН 2,8 - 3,3 і ПОСТІЙНІЙ роботі мішалки Недоліком цього способу є утруднений доступ екстрагенту до сировини і великі енергозатрати на безперервне перемішування Запропонований нами спосіб екстракції інсуліну з підшлункової залози забійних тварин дозволяє усунути вказані недоліки і за рахунок кращого доступу екстрагенту до сировини зменшити необхідну потужність для процесу екстракції і здешевити процес виробництва інсуліну В основу винаходу поставлено завдання створили економічно вигідний спосіб екстракції інсуліну, який дозволяв би зменшити потужність необхідну для процесу екстракції і здешевити процес виробництва інсуліну Технічний результат досягають тим, що подрібнену сировину розміщують на решітці, закріпле со Ю 53421 ній В екстраісгорі, а розчин екстрагенту подають під решітку, на якій розміщений шар подрібненої сировини таким чином, що частинки сировини піддаються екстракції в умовах псевдозрідженого стану При проведенні патентно - інформаційного пошуку заявником виявлено технічне рішення, яке містить найбільшу КІЛЬКІСТЬ суттєвих ознак, спільних з заявленим способом екстракції [Гуров В А , Иноземцева М А , Замиховский А В Справочник по производству органопрепаратов Изд-во Пищевая промышленность М 1970, С 41] Підшлункову залозу подрібнюють і екстракцію проводять шляхом безперервного перемішування подрібненої сировини в розчині екстрагенту, відділення отриманого екстракту ту від залишку, повторних безперервних перемішувань залишку в нових порціях екстрагенту Однак наявність зазначених, спільних з прототипом ознак недостатня для одержання технічного результату, який забезпечує заявлений спосіб Технічних рішень, які б за сукупністю ознак повністю співпадали з заявленим - не виявлено Це дозволяє зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого технічного рішення критерію винаходу "новизна" В патентній і науково - технічній літературі не знайдено технічних рішень в яких були б описані ВІДОМОСТІ про ознаки, що відрізняють запропонований спосіб екстракції інсуліну з підшлункової залози забійних тварин від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату подрібнену підшлункову залозу розміщують на решітці, закріпленій в екстракторі а розчин екстрагенту подасть під решітку, на якій розміщений шар подрібненої сировини таким чином, ще частинки сировини піддаються екстракції в умовах псевдозрідженого стану Отже запропоноване технічне рішення не випливає явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "винахідницький рівень" Запропонований винахід відноситься до медичної промисловості а саме до способів виробництва інсуліну, сировиною для яких виступає подрібнена підшлункова залоза забійних тварин і може бути використаний для зменшення потужності при проведенні екстракції і для здешевлення процесу виробництва інсуліну Отже відповідає критерію винаходу "промислова придатність" Таким чином, запропоноване технічне рішення є новим, має винахідницький рівень, є промислово придатним, тобто відповідає всім умовам патентоспроможності винаходу ВІДПОВІДНО до статті 7 розділу II Закону України "Про охорону прав на винаходи і корисні моделі" №1771-111/ При виробництві багатьох органопрепаратів, зокрема інсуліну, задіяна велика КІЛЬКІСТЬ дифузійних процесів, які займають 80% технологічного часу [Гуров В А , Иноземцева М А , Замиховский А Б Справочник по производству органопрепаратов Изд-во Пищевая промышленность М , 1970, С 41] Тому більш раціональне і ефективне проведення технологічних процесів дає можливість завдяки меншим енергетичним затратам здешевити процес екстракції інсуліну Технологічний процес здійснюють аналогічно описаному в літературі [Гуров В А , Иноземцева М А , Замиховский А Б , Справочник по производству органопрепаратов Изд-во Пищевая промышленность М 1970, С 41] Морожену сировину(підшлункову залозу забійних тварин) подрібнюють на дробарці і куттері до величини частинок середнього діаметру Dc » 1ми Тривалість подрібнення складає ~ 0,5год Далі сировину направляють в екстрактор з мішалкою з наступними параметрами 3 Об'єм екстрактора W = 1м , Частота обертання мішалки п = 30об/хв, Діаметр днища екстрактора D1 = 1,2м, Діаметр мішалки(0 « 0,3Di) D = 0,4м, Робоча висота розчину в екстракторі h = 0,8м [Кавецкий Г Д , Королев А В, Процессы и аппараты пищевых производств М , Агропромиздат, 1991, С, 106 - 113] Аналогічно як у прототипі, в екстракторі знаходиться 250кг сировини перемішаної з 675л 85%-ного етилового спирту і 7л ортофосфорної кислоти Аналогічно тривалість першої екстракції складає Згод при безперервній роботі мішалки Потім отриманий екстракт ВІДДІЛЯЮТЬ ВІД залишку на ВІДСТІЙНІЙ центрифузі Далі проводять другу екстракцію тривалістю 2год при безперервній роботі мішалки і знову отриманий екстракт ВІДДІЛЯЮТЬ від залишку, аналогічно прототипу Розглянувши цей процес детальніше з врахуванням фізико - ХІМІЧНИХ властивостей розчинника і сировини, а також гідродинамічних можливостей ємкісної апаратури було запропоновано проводити і проведено процес екстракції в режимі псевдозрідження Переваги запропонованого способу пояснюються тим, що в режимі псевдозрідження частинки підшлункової залози перебувають в невагомому стані і доступ екстрагенту до цих частинок набагато кращий Для проведення екстракції по запропонованому способу в екстракторі, в тому МІСЦІ, де циліндрична частина екстрактора переходить в конічну, було закріплено решітку з отворами < 1мм, а розчин екстрагенту подавали з допомогою помпи під решітку в нижню частину екстрактора з робочим тиском РР=ДР + рс q h, де ДР - спад напору екстрагенту при проходженні псевдозрідженого шару, Па Рс q h - тиск стовпа суміші висотою п, густиною рс, q - прискорення вільного падіння Згідно З проведеними експериментами встановлено Динамічна в'язкість розчинника \і= 0,00134Па с Коефіцієнт поверхневого натягу розчинника а = 0,0318Н/м Густина сировини(підшлункова залоза) рт = 1060кг/м3 Величина середнього діаметру подрібненої залози d c и 1мм Конкретні приклади реалізації способу Порівняємо процес екстракції інсуліну при перемішуванні мішалкою і екстракції інсуліну в режимі псевдозрідження Розглянемо процес екстракції інсуліну при пе 53421 ремішуванні мішалкою [Кавецкий Г Д , Королев А В Процессы и аппараты пищевых производств М , Агропромиздат -1991, С 106-113] 1 Критерій Архімеда 98 1 10" 1060-940 9 0 = 615 6 4 0 00134 2 Фактор роздільної здатності екстрактора при виробництві інсуліну Ar = 2 co D 2 З -0 4 = 0 1836 2q 2-98 3 Модифікований критерій Архімеда Агм = Аг-К ц =615,6-0,1836 = 113 4 Модифікований критерій Рейнольдса при перемішуванні Кц = z z co-D Sp_ 3 - 0 4 - 9 4 0 = 336716 Ц 134-10"° 5 Критерій Ейлера при перемішуванні визначаємо з графіків залежності для мішалки №1 [Кавецкий Г Д , Королев А В Процессы и аппараты пищевых производств, - М , Агропромиздат 1991, С 106-113] Ей,, = Рр-со •D" 0 7 де Eu H - критерій Ей лера при перемішуванні, NT - потужність, споживана мішалкою, Вт 6 Потужність NT = E u M - p p - c o 3 - D 5 = 0 7-940-3 3 -0 4 5 =182Вт Розрахуємо аналогічний технологічний процес при створенні псевдозрідженого стану подрібненої підшлункової залози згідно з запропонованим способом 1 Спад напору у псевдозрідженому шарі ДР = q(pT - Рр) (1 - Е)І [Бородуля В А , Ганжа В Л , Ковенский В И Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое под давлением - Минск, "Наука и техника" - 1982, 203с] де q - прискорення вільного падіння, м/с2, рт рр - густина твердих частинок зернистого матеріалу і рідини ВІДПОВІДНО кг/м3 Е - доля пустот у псевдозрідженому шарі І висота шару в стані псевдозрідження при заданому значенні Е, м Для ефективної дифузії у псев 6 дозрідженому шарі при значенні критерію Архімеда Аг =615 6, Е«0,7 ДР = 9,8 (1060-940) (1 - 0 , 7 ) 0 , 4 = 141,12 Па 2 Густина суміші подрібненої залози і розчинника 100 100 = 967кг/м 100-х, 25 100-25 рт рр 1060 940 де хт - процентний вміст твердої фази 3 Робочий тиск подачі розчину в екстрактор Рр = ДР + p c q h = 141,12 + 967 9,80,8 = 7724Па 4 Площа дзеркала суміші в екстракторі 2 3.14-1.2 2 = 1,13м 4 4 5 Сила тиску подачі розчинника в екстрактор F = S P P = 1,13 7724 = 8728Н 6 Робоче значення критерію Рейнольдса в екстракторі [Бородуля В А , Ганжа В Л , Ковенский Н Н Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое под давлением , - Минск - "Наука и техника", -1982, 203с] S= 71-D? Re0 = Аг Е 4 7 5 615,6 0,7 4 7 5 , = 18 + 0,6VAr E 4 / D 18 + 0,6^615,6 0,7 = 4,64 7 Швидкість подачі розчинника • Ц 4,64-0,00134 = 0,0066м / с d-p. 1-Ю" 3 -940 8 Споживана потужність екстрактора NT = F V = 8728 0,0066 = 57,7Вт Як бачимо, споживана потужність екстрактора при використанні мішалки NT(no пункту 6 способу прототипу) і N r споживана потужність при проведенні екстракції у псевдзрідженому стані(по пункту 8 розгляду запропонованого способу) в V= —0- = = 31 раза відрізняються в користь споNT8 57,7 собу екстракції інсуліну в умовах псевдозрідженого стану Запропонований спосіб екстракції інсуліну дає можливість зменшення потужності при проведенні процесу і здешевлення процесу виробництва інсуліну ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24