Способ производства клея и желатины

Авторы патента:

ПОНОМАРЕВ СЕРГЕЙ ГАВРИЛОВИЧ

ГОРБАЧЕВ АНАТОЛИЙ АНДРЕЕВИЧ

КАРПУХИНА ЛИЛЯ ИВАНОВНА

ГАРИСТ ТАМАРА ИВАНОВНА

ГОРБАЧЕВА ЛЮДМИЛА ГЕННАДЬЕВНА

ПЯТНИЦКИЙ АНДРЕЙ ФРАНЦЕВИЧ

БОРИСЕВИЧ ВИКТОР ПЕТРОВИЧ

ИЛЬЧЕНКО ПОЛИНА ФИЛЛИПОВНА

САХАРУК АЛЕКСЕЙ ХАРИТОНОВИЧ

ЛЕВКЕВИЧ ВЕРА ГРИГОРЬЕВНА

БОРОВКОВА ЛЮДМИЛА ДМИТРИЕВНА

ЗОЗУЛЯ ГАЛИНА МИХАЙЛОВНА

КУРУШИН СЕРГЕЙ СЕМЕНОВИЧ

АЗАРОВ СЕМЕН АБРАМОВИЧ

ПРИХОДЬКО АЛЕКСАНДРА АРСЕНТЬЕВНА

C09H5 - Стабилизация растворов клея животного происхождения или желатины

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,Л0„„1112038 А () С 09 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕтКНИЯ I"

К ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3458020/28-13 (22) 24.06.82 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) С.Г.Пономарев, А.А.Горбачев, Л.И.Карпухина, Т.И.Гарист, Л.Г.Горбачева, А.Ф.Пятницкий, В.П.Борисевич, II.Ô.Èëü÷åíêo, А.Х. Сахарук, В.Г. Левкевич, Л.Д. Боровкова, Г.М. Зозуля, С.С. Курушин, С.A. Азаров и А.А. Приходько (71) Научно-исследовательский институт кожевенно-обувной промышленности (53) 668.3.032.4(088.8) (56) 1. Научные труды Ташкентского университета, 1973, вып. 435, с. 156-160 °

2. Патент ФРГ ¹ 1292869, кл. 39 Ь 67/00, 1972. (54) (57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КЛЕЯ

И ЖЕЛАТИНЫ, предусматривающий введение в раствор глютина водорастворимого реагента и последующую сушку раствора, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью улучшения качества готового продукта путем увеличения его вязкости, в качестве водорастворимого реагента вводят водорастворимую эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп 20-50Х и/или гексамети" лентетрамин, и/или перекись водорода.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сушку раствора при производстве клея проводят в тон ком слое при 90-100 С в течение

1-2 мин.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сушку раствора при производстве желатины проводят при 20-40 С до влажности 12-137., а после сушки его подвергают УФ-облучению в течение 2,5 ч °

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю- с шийся тем, что расход водорастворимого реагента определяют по формуле

15-К ° 100 ,г. вЂ” вЂ” (14<р -38 8 10 ), р 0

Я где p вЂ” отношение вязкости заданной к исходной;

С вЂ” массовая доля активного вее» >, а щества,Х;

N вЂ” количество свободных аминогрупп, моль на 100 г белка;

k вЂ” масса моля активного вещест-. ва, r-моль.

СФ

Об

1112038

Изобретение относится к технологии изготовления клея и желатины и может быть использовано в клеежелатиновой промьппленности, а также при переработке коллагенсодержащих от> одов на клей в кожевенной промьппленности.

Известен способ производства клея и желатины, предусматривающий обработку водных растворов глютина синтетическими водорастворимыми полимерами серии "к", по которому между макромолекулами желатины и водорастворимыми полимерами происходит специфическое взаимодействие с образованием ассоциатов (1 .

Недостатком такого способа является разрушение ассоциатов с повышением температуры.

Наиболее близким к предлагаемому

20 по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства клея и желатины, предусматривающий введение в раствор гл1отина водорастворимого реагента и последую25 щую сушку. Сущность известного способа заключается в приготовлении жид- ких клеевых соединений на основе растворов желатины и смеси сшивающих (отверждающих) водорастворимых доба30 вок, действующих по механизму поликснценсации (2).

Вязкость таких клеевых соединений зависит оã времени и температуры, т.е. они не обладают жизнеспособностью при нужной вязкости. Окончательный процесс сшивки (отверждения) достигается путем сухого прогрева высушенных пленок, полученных из а клеевых соединений, при 120 С в течение 2 ч. Пленки при этом значитель- но теря от 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 >келатины, .предусматривающему введеипе в раствор глютина водорастворимого реагента и последующую сушку б раствора, в качестве водорастворимого роагента вводится водорастворимая эпоксидная смола с содержанием эпоксигрупп 20-50Х и/или гексаметилентетрамин, и/или перекись водорода. >5

При этом сушку раствора при производстве клея проводят в тонком слое при 90-100 С в течение 1-2 мин.

Сушку раствора при производстве желатины проводят при 20-40 С до влажности 12-137, а после сушки его подвергают УФ-облучению в течение

2,5 ч.

Расход водорастворимого реагента определяют по формуле

i 2 15 К-100

h=(1 вЂ” ) вЂ” вЂ” вЂ” вЂ” (N -38 8 10 )

Р С

) Э где Р вЂ” отношение вязкости заданной к исходной;

С вЂ” массовая доля активного вещества, Х;

N вЂ” количество свободных аминогрупп, моль на 100 г белка;

K вЂ” масса моля активного вещества, г моль.

При этом К равно: для эпоксидной смолы 43,0 г-моль; для гексаметилентетрамина 11,8 r-моль; для перекиси водорода 34,0 r-моль.

При сушке глютина по известному способу из-за его десгрукции прочсходит снижение вязкости готового продукта. Это снижение является результирующей величиной двух противоположно направленных процессов: расвЂ” щепления 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 при 90-100 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 вЂ” воды. При 85 С не обеспечивается образование свободных радикалов добавки, при 105 С начинает проявляться эффект сухого прогрева глютина, приводящий к образованию избыточных по отношению к дозе добавки радикалов.глютина. Рекоменда1112038

3 ция этих радикалов носит случайный

l характер, в результате чего не обеспечивается заданное повышение вязкости глютина.

Сушка глютина в тонком слое обеспечивает скорость (1-2 мин) и равномерность сшивки. Увеличение времени до 2,5 мин вызывает термическую деструкцию "сшитого" глютина, уменьшение времени до 0 5 мин не обеспечивает. 1О глубины сшивки.

Режим термического воздействия при 90-100 С с использованием окисли-. тельно-восстановительного инициатора радикальной сшивки аналогичен описан-15 ному режиму термического воздействия. Особенностью генерации является использование смеси добавок (водорастворимая эпоксидная смола, гексаметилентетрамин и перекись водорода). щ

Перекись водорода, обладающая лабильными кислород вЂ” кислородными связями, в результате термического воздействия генерирует гидроксильные радикалы НО, которые способствуют д термической генерации. В свою очередь, действующая в сшивке совместно с гексаметилентетрамином водорастворимая эпоксидная смола сохраняет свободные гидроксильные группы, что способствует растворимости глютина и стабилизации его свойств.

Повышение вязкости достигается при использовании в качестве органической добавки эпоксидной смолы с содержанием эпоксигрупп 20-50Х.

С уменьшением содержания эпоксигрупп, в смоле 20Х увеличивается длина углеродной цепи, в результате чего снижается ее растворимость .в воде, из-за чего такая экоксидная смола не пригодна. При содержании эпоксигрупп 50Х реакционная способность смолы постоянно возрастает, что вызывает сшивку белка до сушки в растворе.

Скорость ее настолько высока, что при перемешивании невозможно достичь равномерной консистенции продукта. Как правило, в этом случае получается смесь нерастворимого продукта с белком. ПоСледнее недопустимо.

Сшивка в условиях термической и термоокислительно-восстановительной генерации свободных радикалов преду; сматривает жесткий режим сушки.Такую -"55 сшивку целесообразно применять при обработке глютина низших сортов (клея 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 20 С-это верхний предел застудневания низших сортов желатина, температура 40 С вЂ” верхний предел застудневания высших сортов желатина. При снижении температуры сушки до 15 C 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 45 С 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.Со 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

12-13Х.

Пример 1. При производстве клея в 100 кг бульона с содержанием

15Х. глютина (количество свободных аминогрупп в глютине в расчете на

100 г белка N =70 10 моль, вязкость

5,89 Э ), дозйруют при 70 С перед сушкой эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп C=20X с целью получения заданной вязкости 7,5 Э .

Количество эпоксидной смолы

А рассчитывают в процентах от массы сухого глютина, по формуле

15 ° К -100

А=(1-1). - - вЂ” вЂ” вЂ” вЂ” (N -38 8 ° 10 )

Р С Я) Э

1112038 где РвЂ”

И,рвЂ”

К отношение вязкости заданной к исходной; массовая доля активного вещества, %; количество свободных аминогрупп, моль на 100 г белка; масса моля активного вещества, г-моль: для эпоксидной смолы 43,0 для гексаметилентгтрамина 11,8 для перекиси водорода 34,0

По этой формуле расход эпоксидной смолы составляет

Л=(1 ) (70-38 8) »

7,5 20

«10 =3,4Х, а на массу глютина в бульоне

3. 4.15

- - вЂ” вЂ” =0,5 кг.

100 о

Сушку бульона производят при 90 С в течение 2 мин методом сползающей пленки.

Пример ы 2-23 (для производства клея).

Клей получают аналогично примеру 1, за исключением параметров, которые представлены в табл. 1.

Пример 24. При производстве желатина в глютин, растворенный в во е и характеризуемый И =91,5»

«10 моль, вязкостью 4,6 Э дозируют перед сушкой водорастворимую эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп

С=23,6% в количестве 2, 1% от массы сухого глютина. Сушку производят при 40"С до влажности глютина 12Х.

Высушенный глютин в виде пленки с толщиной 0,5 мм облучают люминесцентной эритемной ртутной лампой ЛЭ-30 на расстоянии образца от источника света 15,0 мм в течение 2,5 ч.

Пример ы 25-40 (для производства желатина).

Желатин получают аналогично примеру 24, за исключением параметров, изложенных в табл. 2.

Как видно из табл. 1, эпоксидная смола, гексаметилентетрамин и переI

4с, кись 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 повышение вязкости достигается при сушке при 90100 С в течение 1-2 мин (примеры 2, 3, б-8, 11-15, 18-23).

Как увеличение продолжительности сушки до 2,5 мин при 85 С (примеры 5 и 1?), так и увеличение температуры до 105 С при продолжительности сушки 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 различным показателем И, при УФ-облучении достигается в результате предварительной сушки при 20-40 С до влажности 12-13Х и и продолжительности последующего

УФ-облучения в течение 2,5 ч {примеры 24-29, 34, 38). При этом расход эпоксидной смолы взят с учетом показателя N 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 повышения вязкости (примеры 35-37). При продолжительности УФ-облучения (2,5 ч эффект повышения вязкости не усиливается

{примеры 39-40).

Преимущество предлагаемого способа заключается в сохранении растворимости и жизнеспособности готовой продукции при нужной вязкости, что улучшает качество продукции. Применение способа не требует больших капитальных вложений, он отличается простотой осущес.твления.

7772038 сп e4 Ch л л л О с З о л

4" ) с4 л сО о л л

CÎ о л

С 4

EA л л

vl -5 Е

СЧ л

СЧ

CV л

CV л о о л л с < !

a/1 л о о а

Ю л