УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛАГЕНА ИЗ КОЖЕВЕННОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к оборудованию для жидкостной обработки кожевенного сырья, используемого для получения коллагена.
Известна установка для жидкостной обработки кожевенного сырья и полуфабриката (Патент РФ №2049110 «Установка для жидкостной обработки кожевенного сырья и полуфабриката» авт. Черепенько А.П., Патрушева Т.Н.), содержащая две опорные стойки и вал. На валу расположен внешний цилиндрический барабан, связанный посредством зубчатой пары с приводом поворота барабана на 180° для загрузки и выгрузки полуфабриката. Внутри по торцам внешнего барабана на валу жестко установлены два диска, связывающих три лопасти, выполненные коробчатой формы с ребрами жесткости. Диски имеют отверстия, а лопасти-перегородки образуют три вращающихся полости, связанные между собой отверстиями, выполненными в лопастях-перегородках. Рабочая поверхность каждой лопасти-перегородки в поперечном сечении имеет форму кривой второго порядка. Вращение полостей, образованных лопастями-перегородками осуществляется посредством привода.
Недостатками известного устройства является низкая эффективность процесса обработки кожевенного сырья и возможность нарушения целостности шкур при обработке,
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для жидкостной обработки сырья кожевенно-мехового производства (Патент РФ №2066351 «Установка для жидкостной обработки сырья кожевенно-мехового производства» авт. Шафеев Ш.Ш., Андеенко И.Ю., Островская Н.Д., Бочков А.В.), содержащая емкость для обработки сырья рабочим раствором, гидродинамическое перемешивающее средство рабочего раствора вместе с сырьем, размещенное внутри емкости, люки для загрузки и выгрузки сырья, расположенные на емкости, резервуар рабочего раствора и трубопроводы для подачи и слива рабочего раствора, соединяющиеся между собой емкость и резервуар.
Установка дополнительно снабжена регенерационной колонкой, для восстановления отработанного раствора и диспергатором, соединенными в единый блок с гидродинамическим перемешивающим средством рабочего раствора.
Недостатками приведенного технического решения является недостаточная эффективность обработки кожевенно-мехового полуфабриката, возможность нарушения целостности шкур при обработке.
Технический результат полезной модели - ускорение получения целевого продукта, за счет проведения нескольких операций процесса в устройстве. Направлено на сокращение времени проведения технологического процесса - получения коллагена и увеличение выхода конечного продукта.
Технический результат достигается тем, что внутренняя емкость устройства, в которую помещают исходное сырье для обработки, выполнена из перфорированной стали, что обеспечивает эффективность проведения процессов промывания, щелочно-солевой и кислотной обработки и гидротермообработки. Внешняя емкость обеспечивает подачу и удаление химических растворов, оборудована мешалкой для интенсивного движения жидкостей и нагревательным элементом, обеспечивающим возможность проведения гидротермообработки используемого сырья.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой изображен общий вид модели.
Устройство для получения коллагена из кожевенного сырья состоит из двух емкостей: внешней, в которой проводят технологические операции (1), и внутренней меньшего диаметра, в которую помещают сырье для обработки, стенки и дно ее имеют отверстия диаметром 10-15 миллиметров. Размер отверстий был определен в результате проведенных исследований, было установлено, что при использовании оборудования с размером меньшего диаметра не позволяет достаточно быстро проводить операцию промывки и в процессе эксплуатации отверстия засоряются мелкими частицами сырья, и требуется дополнительная очистка емкости. При использовании оборудования с большим размером отверстий, процесс удаления химических солей из сырья происходит недостаточно полно и приводит к дополнительному расходу воды (2), мешалки (3), электродвигателя (4), трубопроводов для подачи и слива воды и реагентов (5, 6), нагревательного прибора (7). Устройство работает следующим образом: Во внутреннюю емкость, помещают кожевенное сырье (гольевую обрезь), а во внешнюю емкость, через нижний трубопровод подают воду для проведения операции промывки кожевенного сырья, промывают проточной водой из расчета ЖК 2,5-3,0, оптимальное время проведения операции составляет 60-65 минут. Таким способом удаляют механические примеси и соли химических реагентов, используемых в предыдущих процессах кожевенного производства. Более полное удаление минеральных солей проводят путем обработки сырья 0,1-0,5% раствором серной кислоты в течение 60-65 минут.
После операции обессоливания сырье подвергают гидротермообработке в 2-3%-ном растворе пероксида водорода. Эту операцию проводят для окисления химических веществ, связывающих коллагеновые волокна, а также для стерилизации получаемого продукта. Время проведения операции гидротермообработки строго ограничено - не более 8 минут. Опытным путем установлено оптимальное время проведение операции, увеличение времени обработки происходит к необратимому разрушению коллагеновых волокон, а при меньшем времени ее проведения в сырье остается значительное количество химических соединений, связывающих волокна коллагена в единую структуру. Конструкция устройства позволяет четко выдержать временные ограничения проведения операции, подача холодной воды в емкость позволяет в краткие сроки снизить температуру сырья до 20-22°С, что требуется по регламенту. Далее в емкость подают раствор щелочи для разволокнения молекул коллагена.
Повышение эффективности проведения операций обработки сырья, достигается тем, что емкость оборудована мешалкой с электрическим двигателем, а нижняя подача воды и используемых растворов в емкость, обеспечивает быстрое охлаждение кожевенного сырья после гидротермообработки, а так же дополнительное перемешивание сырья и быструю смену растворов.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет быстрее и значительно эффективнее получить коллаген, требуемого качества.
Пример. 5 килограмм кожевенного сырья (гольевая обрезь) загружают во внутреннюю перфорированную емкость, заливают 10 л воды и проводят промывку в течение 60 мин с постепенной заменой промывной воды. Далее в емкость подают 10 л 0,5%-ного раствора кислоты и проводят промывание в течение 60 мин. Следующий этап технологии получение коллагена - гидротермообработка, в емкость подают 2%-ный раствор пероксида и нагревают до кипения. Операция длится не более 9 минут, раствор пероксида сливают и в емкость подают холодную воду для охлаждения сырья. Заключительный этап разволокнения проводят путем обработки сырья 2% раствором едкого натра в течение 8 часов. Затем сырье промывали в проточной воде и нейтрализовали остатки едкого натра ледяной уксусной кислотой до рН 7,0.
Полученный продукт измельчали на мясорубке и гомогенизировали в гомогенизаторе до пастообразного состояния.
Таким образом, был получен коллагеновой продукт в количестве 4,8 кг, с рН 7,0-7,6, с содержанием зольных элементов не более 3% и коллагена 95%. Основные характеристики полученного коллагенового продукта отвечают требованиям фармакопейного комитета (Временная фармакопейная статья на коллаген фармацевтический, ВФС-42-1468-84, от 23.10.84) общее время, затраченное на технологический процесс, составило 10,2 ч.
Предлагаемая совокупность отличительных признаков (использование устройства для получения коллагена) позволяет
- упростить способ получения целевого продукта - коллагена необходимого качества из кожевенного сырья;
- сократить время получения целевого продукта за счет конструкции устройства;
- получить дополнительное количество целевого продукта.