Разработка технологии двухстадийного гидролиза отходов птицеперерабатывающих производств

• Автор: Белова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1. Характеристика малоценных вторичных продуктов к отходов переработки гттнцы

1.2. Химический состав, структура и свойства кератина.

1.3. Методы переработки перьевых отходов птицеперерабатывающей промышленности.

1.3.1. Воднотепловой гидролиз

1.3.2. Химический гидролиз

1.3.3. Ферментативный гидролиз

1.3.4. Применение перьевого гидролизата в качестве кормовой добавки в рационах

сельскохозяйственных животных.

1.4. Сушка гидролизатов. Кинетические закономерности процесса сушки в
псевдоожиженном слое инертных частиц
Выводы по литературному обзору
Цель и задачи исследования
Глава 2 Постановка эксперимента, объект и методы исследования.
2.1. Постановка эксперимента
2.2 Характеристика объектов исследования
2.3. Методы исследования
2.3.1. Методы исследования перьевого сырья
2.3.2 Методы исследования жидкого гидролизата после проведения щелочного
предгидролиза и кислотного гидролиза
2.3.3 Методы исследования при определении кинетических зависимостей в процессе
сушки перьевого гидролизата.
2.3.4 Методы исследования порошка гидролизата после высушивания.
2.4. Описание экспериментальных установок.
2.4.1. Автоклав.
2.4.2. Сушильная установка со встречноза крученными потоками инертных тел СВЗП
Глава 3 Теоретическая часть.
3.1. Выбор технологического режима обработки перьевого сырья
3.1.1. Обоснование выбора технологического режима переработки перьевого сырья
3.1.2. Выбор основных технологических параметров предгидролиза
3.1.3. Выбор режима кислотного гидролиза
3.2. Тепломассоперенос в реакторе с турбулнзаторами.
Глава 4 Результаты экспсримегга и их обсуждение
4.1. Влияние технологических режимов на протекание предгидролиза
4.1.1 Влияние жидкостного коэффициента
4.1.2. Влияние температуры
4.1.3. Влияние концентрации щелочного раствора при предгидролизе.
4.1.4. Влияние продолжительности предгидролиза.
4.2 Влияние различных технологических режимов на протекание кислотного гидролиза.
4.3 Кинетика процесса сушки.
Список использованной литературы


Поскольку кератины различных морфологических компонентов кератинсодержащего сырья отличаются друг от друга по химическим свойствам, молекулярной массе и структуре, то при воздействии на него различными химическими реагентами можно поэтапно выделить растворимые продукты распада кератина, которые будут соответствовать, разным морфологическим частям обрабатываемого сырья. В частности выделены: а-кератоза (образующая фибриллы кератина), Р-кератоза (образующая клеточные мембраны), у-кератоза (образующая межфибриллярное вещество) [, ]. Четвертичная структура белка кератина (макрофибрилла) стабилизируется за счет взаимодействия микрофибрилл с аморфным цементирующим веществом, заполняющим пространство между ними. Связи, возникающие при этом, имеют различную природу: водородные,, ковалентные, ионные. Наибольшее влияние на свойства кератина оказывает дисульфидиая связь между белками аморфного вещества и фибрилл. Кроме того, поскольку в кератине цементирующего вещества преобладают основные аминокислотные остатки, а в кератине фибрилл - кислотные между ними возникает ионное взаимодействие [, ]. Кератин эластичен, способен растягиваться во влажном состоянии при обработке горячим паром и сокращаться при высыхании. Растяжение кератина объясняется переходом а-кератина в Р-конфигурацию. Водородные связи чрезвычайно чувствительны к воде, а в присутствии воды - к температуре. Молекулы воды, сами по себе склонные к образованию водородных связей, легко проникают в волокно и стремятся образовать водородные связи с белком. Собственные белковые водородные связи ослабляются и тем сильнее, чем выше температура. Вследствие разрыва внутрицепочечных водородных связей и происходит растягивание относительно компактной сх-спирали. Более вытянутая зигзагообразная форма, которую приобретает при этом полипептидная цепь, называется р-формой []. Параллельные цепи, находящиеся в р-конформации, связываются между собой поперечными межцепочечными водородными связями и образуют слоисто-складчатую структуру. При этом все Я-группы выступают с одной или другой стороны плоскости. Так как -группы а-кератинов имеют достаточно крупные размеры Р-конформация а-кератинов оказывается неустойчивой. Поэтому если а-кератину, обрабатанному паром, снова дать остыть и снять нагрузку, он самопроизвольно возвращается к исходной а-спиральной конфигурации. Кератин не растворяется в холодной, горячей воде, растворах солей, спирте, эфире, разведенных кислотах. При этом гидрофобные радикалы направлены наружу по отношению к а-спиралям или р-слоям, что обеспечивает устойчивость кератинов к растворителям []. В воде кератинсодержащее сырье набухает, в результате чего ослабляются слабые межмолекулярные связи (водородные и электровалентные), что делает структуру кератина менее прочной. Этим можно объяснить более высокую прочность сухого, чем мокрого кератинсодержащего материала. Кератин в нативном состоянии не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта человека и животных. На строение и свойства кератина, а также на его изменения при различных обработках, влияет взаимодействие между главными полипептидными цепями, обуславливающее сложную структуру макромолекул белка. Боковые цепи кератина имеют различные реакционные группы (табл. Таблица № 1. Конечная группа боковых цепей Формула или название группы. Неполярная -Н, -СНз, -БСНз и др. Химическая активность кератина связана в значительной степени с высоким содержанием цистина, который легко восстанавливается, окисляется и гидролизуется (действие щелочей), образуя разнообразные продукты реакций. При гидролизе или восстановлении дисульфидной связи образуются свободные сульфгидрильные группы, которые могут вступать в обменные реакции с дисульфидными связями, в результате чего может меняться положение последних в макромолекуле кератина: поперечные дисульфидные связи между двумя цепями переходят в дисульфидную связь одной цепи. Могут также меняться радикалы, которые связаны дисульфидными связями (процесс дисульфидно-сульфгидрильного обмена). Действие щелочи на кератин сводится в первую очередь к гидролизу дисульфидной связи с образованием тиола в качестве одного из продуктов реакции. Предложено три различных механизма этой реакции [].