骨明胶生产

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4. 浸酸工艺流程 浸酸是若干个容器串联起来使用,并采用逆流浸渍原理,使新骨料接触的是含 Ca(H2PO4)2比例较大的稀酸,而新酸溶液则与已几乎完全脱去矿物质的骨素接触。 为什么要实行逆流浸酸? ●既保证了脱钙完全 ●尽可能避免副反应的发生. 这些副反应是由于酸的循环不充分,浓度不够引起的,这是因为Ca(H2PO4)2 在酸量不足的情况下会与骨料中的Ca3(PO4)2起作用: Ca3(PO4)2 +Ca(H2PO4)2 =4CaHPO4↓ 危害: a. 使骨料孔堵塞,影响浸酸过程, b. 会给下道工序造成困难如浸灰不易渗透. c. 熬胶时,当温度超过40℃时,钙盐将进入溶液,影响过滤,影响到明胶 的透明度。
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都能溶于稀碱液中。 6.1.3 色蛋白含有硫和铁,在分解时会释放出白蛋白、球蛋白和色素等物质,形成了
明胶色泽。色蛋白也溶于稀碱溶液中。至 6.1.4 弹性纤维蛋白和网膜纤维蛋白,能耐酸、碱和热水,这两者则是焦渣的主要成
分。 6.2 在浸灰阶段碱的作用: 弹性纤维和网膜纤维丢失了使之牢固缔合的粘蛋白而分解,从而降低和解除了它
孔状
骨油、骨粉
列骨
椎骨、腕骨、跗骨、 含血和脂肪多
------
生产骨胶、骨油、骨粉
膝骨等
角心骨 角心
海绵状,含硫高 28
生产粘度高的照相胶
杂骨
其他骨或零购杂骨料 成分复杂
23~24
可生产照相胶,但得率较
低,也可生产骨胶、骨油、
骨粉
一般说来:牛骨以2岁左右的牛骨为好。 分析表明,小牛头骨质量最好,制出的照相胶在使用时感光度高,灰雾低。
软骨用于生产骨胶或低档明胶,做到物尽其用。
硬骨的组织紧密,胶多,钙多,杂质少,其出胶率可达15~16%,优质胶产率(指
照相明胶占整个明胶的比率)可达70%以上,出钙率(指磷酸氢钙收率)可达50%。
软骨表面紧密,但内部多呈网状,含杂质多,因而出胶率低(12%左右),出钙率
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也低(仅28%左右),优质胶产率仅占50%左右。
浸酸过程是一个放热反应,而温度控制又是一个重要条件。 温度过高会增加骨素水解程度,与此同时还会造成骨素毛烂,从而减少明胶得率 和质量。 在无空调厂房内,夏冬两季浸酸条件差,出胶率也低,一般仅11%左右,而春秋季节, 出胶率可达13%,高达16%。但在东北冬天影响大,夏季影响较小.如采取恒温进酸水,控制 好酸的浓度,环境温度对浸酸影响较小. 6.2浓度:HCl浓度为2.5~5.0%,这要根据季节、温度变化,温度低,则采用较高浓度 的酸. 6.3时间.浸酸过程一般需4~5天,多者一周就够了。 6.4流向:采用逆流. 6.5骨料状况:要按照粒度大小和硬度进行分. 7. 浸酸终点的测定 7.1经验确认法: 这个方法测定比较简单,有经验的操作者取个别骨片,用刀切开,观察横截面的 变化情况,看有无硬心,即可判断浸酸程度, 7.2定量测定法: a.酸浓度测定法
第二节 破 碎 脱 脂
1.为什么要破碎 骨块的大小对提油、浸酸、浸灰、中和以及提胶的速度,明胶的产率、质量都有很大 的影响。各工序所经历的物理、化学过程的速率和最终出胶率,显然都与骨料的大小即物 料的表面积有关。为了使化学反应和某些物理作用能在最短的时间内完成,应尽可能增加 反应物的表面积,以增加反应物之间的接触面,从而达到既缩短反应时间,又提高生产能 力和出胶率。 但从工艺角度来看,过度的粉碎,在不同工序中会增加流失,增加消耗,而且由于碎 骨堆积紧密,会阻碍气、液流通,反而有碍反应速度提高。这既消费了原料,又延长了生 产周期,甚至影响到胶的质量。因而,生产中必须控制砸骨工序。
对于猪骨,以猪龄在0.5~1年的猪骨较好。
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寒带的牲骨要比热带牲骨质量好,这是因为前者结构紧密,胶质含量高;
北方的黄牛骨要比南方的水牛骨质好,骨硬,胶多;养料好的牲骨质量好。
硬质骨要比软质骨好。
3.骨成分:
骨的化学成分与骨骼位置有关。一般情况下,新鲜牲骨化学成分大致如下:
水 51%
含氮化合物 12~16%
3. 浸灰的目的 3.1 是破坏骨素胶原中存在的某些化学交联键,赋予韧性, 3.2 除去杂质、其它蛋白质及碳水化合物等。 3.3 少量残留的油脂也将转化成不溶性的钙皂除去,以生产出高质量的明胶。
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4. 浸灰作用 原料经过浸灰后,体积增大,色泽变白,饱满而有弹性,透明性增加。 浸灰的主要作用有以下几点: 4.1 浸灰后胶原纤维吸水膨胀,疏松张开,胶原大分子中三联体的构象(二级和三级 结构)以及一级结构中的钛链受到适度破坏,分子结构间的作用力减弱,当升温时,水分 子就能很快进入胶原分子间的空隙,而使胶原水解出胶。 4.2 降低胶原纤维的热收缩温度,也就是相应降低了胶原水解为明胶的温度,因而有 利于在较低温度下提胶,获得高质量的明胶。 4.3. 使原料内的非胶原蛋白质、有机杂质等能溶于石灰碱液内而被除去,纯化了胶 原蛋白,从而得到纯质明胶。 4.4 通过浸灰,原料内的一部分脂肪与氢氧化钙作用变为钙皂而被除去。 4.5 浸灰过程与提高明胶产量和质量的关系极为密切。将浸灰期延长至50天以上,才 能够制得高质量和高产率的明胶。 5.浸灰为什么选用石灰
第五节 浸 灰
1. 不浸灰能否提胶 浸酸后的骨素如直接在中性水中加热提胶,也可制得明胶,但抽提速度很慢, 且所得的明胶的物理性能很差。骨料制明胶都在提胶前经过浸灰处理,才能得 到物理性能良好的明胶。
2. 什么叫浸灰 原料在室温条件下用石灰乳进行一系列处理,是石灰乳与骨素胶原发生一系列 物理化学作用的过程,这叫做浸灰。
碳酸钙 10%
磷酸镁 1.5%
氟化钙 0.3%
氯化钙 0.2%
其 他 3%
9.如何判定浸酸浓度比较合适
9.1 浸过骨料的酸液中若Ca(H2PO4)2含量较多,说明反应良好; 9.2 若有CaHPO4沉淀产生,则表明缺酸; 9.3 若酸液中有H3PO4产生,则表明用酸过浓,将导致骨素毛烂; 9.4 若酸液中CaCl2浓度过大,则也表明酸量过多,将使骨素产率降低。 正常情况下,浸酸后的骨素经充分洗涤后,PH值应在3.0以上,生骨含量在夏季不得
骨明胶生产
第一节 选 料
1. 来源: 要生产明胶就必须收集大量骨料,这些骨料有的来自屠宰场,有的来自千家万户,
有的是枯骨、尸骨,有的国家甚至还要进口干骨料。由于骨料来源不同,骨料质量
亦有所不同。而直接来自屠宰场的鲜骨质量最好。
2.骨的种类特点及质量
骨料的质量还与牲畜的种类有关。即使同种牲畜的骨料质量还与牲畜的年龄、骨骼
油脂 15%
矿物质18~22%
脱脂骨的有机成分主要是以胶原为主的含氮化合物。牲骨的有机成分如下表:
表2:牲骨的有机成分
含氮化合物
脱脂骨%
未脱脂骨%
胶原蛋白
88
93.1
弹力蛋白
4
1.2
其他蛋白
8
5.7
总之,要根据骨料资源、骨料的软硬、大小、厚薄,特别是不同部位的牲骨分类,以 满足明胶工艺要求,为保证明胶质量提供可靠的物质基础。
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2. 骨粒的分类:
2.1按照粒度分
为了便于控制反应筛分成三种规格的骨料:
5~10mm(占29%),
10~15mm(占57%),
15~20mm(占14%),
碎骨渣率最高达10%。
2.2 按照硬度分:
骨料比重不同,将混合骨料再筛分成硬骨、半硬骨、海绵骨和筋四类。
通过这样的分类之后,就能分别处理:
硬骨用于生产明胶,
以提高感光度,则可延长1~2天,也就足够了.
正常情况下,浸酸后的骨素经充分洗涤后,PH值应在3.0以上,生骨含量不得超过4%,
骨素内无硬心。浸酸后的废酸液,称作乏酸,含盐酸0.3%~0.2%。
8.过度浸酸的危害
8.1会使明胶产率下降
8.2发生微生物污染。
浸酸过程中所去掉的矿物质的比例大约如下:
磷酸钙 85%
骨素在浸灰时除使用石灰以外,也可以采用其他碱性物质,但以石灰乳最为理想, 因为石灰乳具有很多优点:
5.1 来源丰富,价格便宜,供应方便。 5.2 石灰乳的碱性适中(PH=12~12.5),使胶原蛋白的降解作用进行得平缓。因此, 石灰乳是最适宜于原料浸灰。 5.3 石灰乳内尚有大量水溶解的氢氧化钙,当水中溶解的氢氧化钙被原料消耗而碱性 逐渐小时,沉淀氢氧化钙能不断溶解水中,使石灰乳的碱性保持稳定,起自动调节的作用。 5.4 饱和石灰乳有杀菌、防腐作用,使原料在长时间浸灰时,不会变质腐败。 6. 浸灰机理 6.1 非胶原蛋白的去除——动物的骨胶原蛋白是在三联体构象基础上形成的巨型胶 原大分子而存在的。此外尚有少量弹性纤维和网膜纤维。这些胶原纤维彼此互相交叉编织 成网状。网膜纤维包在胶原纤维束外面,而将其捆扎成束,在纤维之间的空隙则充满着纤 维间质。纤维间质是一些非纤维蛋白质,如白蛋白、球蛋白、糖蛋白、磷蛋白和色蛋 白 等。 6.1.1白蛋白能溶解于水 6.1.2 球蛋白、磷蛋白和糖蛋白(包括粘蛋白和类粘蛋白)则不溶解于水,但它们全
硬骨和软骨某些分析数据:
硬/软骨 成分分析
硬骨
软骨
有机物
23.7
28.6
灰分
63.3
58.8
水分
9.5
9.5
P2O5
26.3
23.10
CO2
3.5
3.10
比重
1.9
1.5
(省略)
第三节 提油脱脂
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第四节 浸 酸
1. 浸酸的目的 是除去脱脂骨中的矿物质和其他盐类,同时游离出胶原骨胶,即生成“骨素”。 骨素的主要成分是胶原,也含有粘多糖和少量的其他蛋白质等。
超过5%,骨素内无硬心。浸酸后的废酸液,称作乏酸,含盐酸0.3%~0.2%。
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10.浸酸流量的控制:, 根据每天处理骨粒的量含矿物质的多少,结合浓度和出乏酸水的浓度进行计算控
制. 11.退酸 11.1为什么要退酸? 浸酸终了必须退酸,这是因为骨素内带有余酸:HCl、H3PO4,如不用水洗掉, a. 将会给下道工序——浸灰造成很不利的影响: 盐酸和磷酸将会与浸灰池中的氢氧化钙发生如下反应: 2HCl +Ca(OH)2 =CaCl2 +2H2O 2H3PO4 +3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2↓+6H2O H3PO4 +Ca(OH)2 = CaHPO4↓+2H2O 生成的沉淀将会堵塞骨素孔隙,不利浸灰。 b. 含酸量的增大,多消耗石灰。. 因此即使终了必须退酸。 11.2 退酸的方法 是用清水浸泡;最好结合振动冲洗退酸。 11.3退酸终点的确认: 水溶液 PH=3~3.5为止.
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比较定量的方法是测定浸酸液中氢离子浓度。我们从浸酸时间(天)对氢离子浓 度(%)的变化曲线(如图)上可看出:
图一 骨料浸酸时间与浸出酸浓度关系
浸酸4~5天,浸酸液的[H+]将不再变化。
b.等电点测定法。
测定明胶的等电点不再发生很大的变化则表明浸酸已近终点。
为了浸酸彻底,特别是对制造照相明胶的骨料,为了降低原料中腺嘌呤等微量杂质,
2.骨料中的矿物质成分: 主要是一些不溶于水的钙、镁等磷酸盐或碳酸盐。
3.浸酸的化学反应: 矿物质与酸(通常用盐酸)作用后即变成可溶性盐类和游离的磷酸。 在这些矿物质中以磷酸钙含量最高,可达84%。 化学反应如下: Ca3(PO4)2 +4HCl =2CaCl2 +Ca(H2PO4)2 +Q Ca3(PO4)2 +6HCl =3CaCl2 +2H3PO4 Ca3(PO4)2 +4H3PO4 =2CaCl2 +Ca(H2PO4)2 CaCO3 +2HCl =CaCl2 +H2O +CO2↑
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●可以防止反应升温过快。 5.为什么要选择盐酸
可以用作浸酸的无机酸有HCl、H3PO4、H2SO3等, 5.1 不能使用硫酸,这是因为它能生成不溶的CaSO4, 5.2 磷酸价格较高, 5.3 亚硫酸是可获得最好的浸酸效果,但一方面由于价格原因,另一方面是HCl在浸 酸过程可得一重要副产物——磷酸二氢钙,由它可生产出动物的好饲料——磷酸一氢钙 CaHPO4,而Ca(H2PO4)2更是极好的磷肥,所以工业上几乎都是使用HCl的。 6.影响浸酸的因素 浸酸过程是一个渗透扩散过程,显然,酸的浓度、温度、时间、物料流向、骨料状况 等因素都会影响到浸酸速率和浸酸完全的程度。 生产经验表明: 6.1温度:最佳浸酸温度为15℃.
部位、养料状况及气候状况有关。
现以牛骨为例,将各部位骨料的含胶量和主要特点列表如下:
表1:牲骨的含胶率
骨料
部位
特点
含胶量
用途
(%)
管状骨 腿骨、臂骨、肱骨等 结构紧密,钙多 26
生产高档照相明胶、骨
胶多
胶、骨油或作装饰品
扁骨
头骨、肩胛骨、肋骨、 表明紧密,但呈 25
可生产照相明胶、骨胶、
牙板骨、胯骨
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