Способ производства клея и желатины Советский патент 1984 года по МПК C09H5/00 

1 Изобретение относится к технологи изготовления клея и желатины и может бытьиспользовано в клеежелатинЬвой промьшшенности, а также при переработке коллагенсодержащих от;ходов на клей в кожевенной промьшленности. Известен способ производства клея и желатины, предусматривающий обработку водньк растворов глютина синтетическими водорастворимыми поли мерами серии к, П.О которому между макромолекулами желатины и водорастворимыми полимерами происходит специ фическое взаимодействие с образованием ассоциатов С1I едостатком такого способа является разрушение ассоциатов с повышением температуры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ произ,водства клея и желатины, предусматри вающий введение в раствор глютина водорастворимого реагента и последую щую сушку. Сущность известного спосо ба заключается в приготовлении жидKi-rx клеевых соединений на основе растворов желатины и смеси сшивающих (отверждающих) водорастворимых добавок, действуюи(их по механизму поликонденсап,ии С21 . Вязкость таких клеевых соединений зависит от времени и температуры, I.e. они не обладают жизнеспособностью при нужной вязкости. Окончательный процесс сшивки (отверждения) достигается путем сухого прогрева высушенных пленок, полученных из клеевых соединений, при 120 С в течение 2 ч. Пленки при этом значитель но теряют растворимость, даже в случае кипячения. Целью изобретения является улучшение качества готового продукта путем увеличения его вязкости. Данная цель достигается тем, что согласно способу производства клея и желатиныJ предусматривающему введе ние в раствор глютина водорастворимого реагента и последующего сушку раствора, в качестве водорастворимого реагента вводится водорастворимая эпоксидная смола с содержанием эпоксигрупп 20-50% и/или гексаметилентетрамин, и/или перекись водорода. При этом сушку раствора при произ водстве клея проводят в тонком слое .при 90-100 С в течение 1-2 мин. 38 Сущку раствора при производстве желатины проводят при 20-40 С до влажности 12-13%, а после сушки его подвергают УФ-облучению в течение 2,5 ч. Расход водорастворимого реагента определяют по формуле 515:100 , п ...пМ Д(1-|) ,O lU ), где Р - отношение вязкости заданной к исходной; С - массовая доля активного вещества, %; количество свооодных аминогрупп, моль на 100 г белка; масса моля активного вещества, г-моль. При зтом К равно: для эпоксидной смолы 43,0 г-моль; для гексаметилентетрамина 11,8 г-моль; для перекиси водорода 34,0 г-моль. При сушке глютина по известному способу из-за его деструкции происходит снюкение вязкости готового продукта. Это снижение является результирующей величиной двух противоположно направленных процессов: расщепления молекулы белка на свободные радикалы и их последующей рекомбинации, В результате в глютине находятся молекулы с массой менее и более массы молекул глютина в растворе (бульоне) до сушки. При осуществлении предлагаемого способа происходит одновременная генерация свободных, радикалов в глютине и добавках, приводящая к сшивке глютина. Генерация осуществляется в результате термического воздействия яри ЭО-ЮО С, которое практически осуществляется в процессе сушки обработанного добавкой реагентов бульона глютина. Температурный интервал 90-100°С обеспечивает одновременную генерацию свободных радикалов глютина и водорастворимых добавок (водорастворимой эпоксидной смолы, или гексаметилентетрамина, или перекиси водорода), поскольку такая температура приближается к температуре кипения растворителя, в данном случае воды. .При 85°С не обеспечивается образование свободных радикалов добавки, при 105С начинает проявляться эффект сухого прогрева глютина, приводящий к образованию избыточных по отношению к дозе добавки радикалов, глютина. Рекомендация этих радикалов носит случайный характер, в результате чего не обеспечивается заданное повышение вязкос ти глютина. Сушка глютина в тонком слое обеспечивает скорость (1-2 мин) и равномерность сшивки. Увеличение времени до 2,5 мин вызывает термическую дест рукцию сшитого глютина, уменьшение времени до 0,5 мин не обеспечивает. глубины сшивки. Режим термического воздействия при 90-100°С с использованием окисли тельно-восстановительного инициатора радикальной сшивки аналогичен описан ному режиму термического воздействия . Особенностью генерации является использование смеси добавок (водорастворимая эпоксидная смола, гексаметилентетрамин и перекись водорода) Перекись водорода, обладающая лабильными кислород - кислородными связями, в результате термического воздействия генерирует гидроксильные радикалы НО, которые способствуют термической генерации. В свою очередь, действующая в сшивке совместно с гексаметилентетрамином водорастворимая эпоксидная смола сохраняет сво бодные гидроксильные группы, что способствует растворимости глютина и стабилизации его свойств. IIoвьш eниe вязкости достигается при использовании в качестве органической добавки эпоксидной смолы с содержанием эпоксигрупп 20-50%, С уменьшением содержания эпоксигрупп в смоле 20% увеличивается длина углеродной цепи, в результате чего снижается ее растворимость .в воде. из-за чего такая экоксидная смола не пригодна. При содержании эпоксигрупп реакционная способность смолы постоянно возрастает, что вызывает сшивку белка до сушки в растворе. Скорость ее настолько высока, что пр перемешивании невозможно достичь рав номерной консистенции продукта. Как правило, в этом случае получается смесь нерастворимого продукта с белком. Последнее недопустимо. Сшивка в условиях термической и термоокислительно-восстановительно генерации свободных радикалов преду; сматривает жесткий режим сушки.Такук - г сшивку целесообразно применять при обработке глютина низших сортов (кле или технического желатина). При выработке желатина предусматривается щадящий температурный режим сушки: через стадию застудневания (желатинизации). Застудневание и последующая сушка в мягких условиях позволяют получить прозрачные желатиновые пленки, пригодные для УФ-облучения. Следовательно, температура сушки обусловлена температурой застудневания желатина и составляет 20-40 С. Температура 20С-это верхний предел застудневания низших сортов желатина, температура - верхний предел застудневания высших сортов желатина. При снижении температуры сушки до 15°С увеличивается продолжительность сушки, что приводит к снижению прозрачности желатиновых пленок под действием бактерий или плесени. Такие пленки непригодны для УФоблучения. При увеличении температуры сушки до невозможно застудневание высших сортов желатина. В указанном интервале температуры сушки используемые добавки не вступают в реакцию с глютином. Одновременная генерация свободных радикалов глютина и добавок, приводящая к сшивке, достигается при УФ-облучении. Продолжительность облучения связана с влажностью облучаемых пленок. Влага способна играть роль как катализатора радикальных процессов, так и агента передачи цепи, что становится существенным в условиях длительной сшивки глютина при УФ-облучении. С о снижением влаги падает ее каталическая роль,с увеличением влаги усиливается ее роль в качестве агента передачи цепи, в результате чего происходит гашение свободных радикалов. Оптимальное влагосодержание желатиновых пленок при оптимальном времени облучения 2,5 ч составляет 12-13%. Пример 1. При производстве клея в 100 кг бульона с содержанием 15% глютина (количество свободных аминогрупп в глютине в расчете на 100 г белка N 70 10 моль, вязкость 5,89 Э), дозируют при 70°С перед сушкой эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп с целью получения заданной вязкости 7,5 Э°. Количество эпоксидной смолы А рассчитывают в процентах от массы сухого глютина, по формуле А(1-1). (,8.10-), тде Р - отношение вязкости заданной к исходной; С - массовая доля активного вещества, %; Nm - количество свободных аминогрупп, моль на 100 г белка; К - масса моля активного вещест ва, г-моль: для эпоксидной смолы 43,0 для гексаметилентетрамина 11,8 для перекиси водорода 34,0 По этой формуле расход эпоксидно смолы составляет ЛЧ1-|-|) (70-38,8). ,4%, а на массу глютина в бульоне 3.,4.-15 ., too Сушку бульона производят при 90 в течение 2 мин методом сползающей пленки. Примеры 2-23 (для производ ства клея) . Клей получают аналогично примеру 1, за исключением параметров, которые представлены в табл. 1, П р и м е р.24. При производстве желатина в глютин, растворенныйв в е и характеризуемый ,5. ч10 моль, вязкостью 4,6 Э°дозирую перед сушкой водорастворимую зпокси пую смолу с содержанием эпоксигрупп ,6% в количестве 2,1% от массы сухого глютина. Сушку производят при до влажности глютина 12%. Высушенный глютин в виде пленки с толщиной 0,5 мм облучают люминесден ной эритемной ртутной лампой ЛЭ-30 на расстоянии образца от источника света 15,0 мм в течение 2,5 ч. .Примеры 25-40 (для производства желатина). Желатин получают аналогично примеру 24, за исключением параметров, изложенных в табл, 2, Как видно из табл. 1, эпоксидная смола, гексамётилентетрамин и перекись водорода, дозируемые перед сушкой бульона, обеспечивают повышение вязкости его во всех примерах, за исключением примеров 9 и 10, в.которых даны запредельные значения содержания эпоксигрупп в эпоксидной смоле. При этом заданное повьш1ение вязкости достигается при сушке при 90100°С в течение 1.-2 мин (примеры 2, 3, 6-8, 11-15, 18-23). Как увеличение продолжительности сушки до 2,5 мин при 85°С (примеры 5 и 17), так и увеличение температуры до 105°С при продолжительности суш- , ки до 0,5 мин (примеры 4 и 16) не обеспечивают заданного повышения вязкости , Хорошие результаты по достижению заданной вязкости наблюдаются при сочетании гексаметилентетрамина, эпоксидной смолы и перекиси водорода (примеры 19-23). Как видно из табл. .2, увеличение вязкости глютина с различньм показателем Nep при УФ-облучении достигается в результате предварительной сушки при 20-40 С до влажности 12-13% и продолжительности последующего УФ-облучения в течение 2,5 ч (примеры 24-29, 34, 38). При этом расход эпоксидной смолы взят с учетом показателя Nj-p согласно расчетной формулы. С увеличением влажности 13% не обеспечивается заданное увеличение вязкости (примеры 30-33). При продолжительности УФ-облучения 2,5 ч не достигается заданного повьш1ения вяз- кости (примеры 35-37). При продолжительности УФ-облучения 2,5 ч эффект повьшения вязкости не усиливается (примеры 39-40). Преимущество предлагаемого способа заключается в сохранении, растворимости и жизнеспособности готовой продукции при НУ7КНОЙ ВЯЗКОСТИ, что улучшает качество продукции. Применение способа не требует больших капитальных вложений, он отличается простотой осуществления.

in

со

м

«% -

ю

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КЛЕЯ И ЖЕЛАТИНЫ, предусматривающий введение в раствор глютина водорастворимого реагента и последующую сушку раствора, отличающийс.я тем, что, с целью улучшения качества готового продукта путем увеличения его вязкости, в качестве водорастворимого реагента вводят водорастворимую эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп 20-50% и/шга гексаметилентетрамин, и/или перекись водорода. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку раствора при производстве клея проводят в TOH- ком слое при 90-100°С в течение 1-2 мин. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что сушку раствора при производстве желатины проводят при 20-40 С до влажности 12-13%, а после сушки его подвергают УФ-облучению в течение 2,5 ч. 4 Способ ПОП.1, отличающийся тем, что расход водораст Л С воримого реагента определяют по формуле () (,8MO-), А р С с отношение вязкости заданной где р к исходной; С - массовая доля активного не щества,%; Ыср - количество свободных аминоts9 групп, моль на 100 г белка; О 1 - масса моля активного вещестоо ва, г-моль. 00

U-)

м

о

ш о

о

о

см

м

«ч

ff4

1Л

ю

in

ш

Оч

ON

о о. о

g

ю

л о S ; о

и С1 А

о д) с и

о

«ъ

st

ш

ш

ш

ш