Способ утилизации отходов, содержащих животные белки, и устройство для его осуществления.

Изобретение относится к утилизации биологически опасных отходов, содержащих животные белки.

Такими отходами являются твердые и пастообразные вещества, образующиеся при переработке животного сырья: мездра мокрого и сухого сбора мехового и кожевенного производств, гольевая обрезь, отходы сортировки шкур и некондиционного мехового и кожевенного сырья, отходы волоса вентиляционного и иного вида сбора при первичной обработке шерсти, при выделке меха, при производстве валяных изделий из натурального волоса, отходы прядения шерсти, неутилизируемые отходы пуха и пера птицефабрик, неутилизируемые лоскут и обрезь при изготовлении изделий из шерсти, меха и кожи, уловленные отходы и флотошламы, образующиеся при очистке сточных вод меховых, кожевенных, мясо- и птицеперерабатывающих производств, а также падшие животные, мелкий и крупный рогатый скот.

Для утилизации таких отходов, смешивают отходы, воду и щелочь в соотношении 1:(1,8-2,0):(0,09-0,46), приготовленную смесь подвергают водно-термической обработке в предлагаемом устройстве при температуре 120-180°С в течение 25-90 мин с получением жидкого гидролизата. В зависимости от соотношения параметров процесса получают смесь аминокислот, или их смесь с низкомолекулярными белками, или низкомолекулярные белки.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.


Устройство работает следующим образом: В реактор 1 заливают воду, добавляют щелочь и загружают исходное сырье - отходы, содержащие животные белки. Посредством завинчивания откидных болтов плотно закрывают реактор 1 крышкой 6 и по трубопроводу 7 подают пар в реактор 1. Наличие в конце трубопровода 7 подковообразного или кольцевого участка 13, расположенного горизонтально в нижней зоне реактора 1, обеспечивает равномерный прогрев реакционной массы и равномерное прохождение в ней физико-химических процессов. Под действием пара находящаяся в реакторе 1 масса нагревается до температуры, необходимой для гидролиза животных белков. Пар поступает по трубопроводу 8 в расположенный над реактором 1 расширитель-холодильник 2. Конденсат, образовавшийся в расширителе-холодильнике 2 в результате охлаждения пара, поступает по трубопроводу 9 обратно в реактор 1.

Таким образом происходит циркуляция пара и жидкости в системе "реактор-расширитель-холодильник". Реакционную массу выдерживают необходимое время в состоянии циркуляции. Затем, прекратив подачу пара в реактор 1, осуществляют выдержку до прекращения стекания конденсата из расширителя-холодильника. Для наблюдения за отеканием конденсата в реактор часть трубопровода 9 может быть выполнена из прозрачного материала или в трубопровод может быть вмонтирован прозрачный "глазок". После завершения процесса гидролиза открывают крышку 6 реактора 1, добавляют в него воду, перемешивают прореагировавшую массу с водой и, постепенно поворачивая реактор 1 в вертикальной плоскости, сливают его содержимое через фильтр 4 в декантатор 3. Снабжение трубопроводов гибкими участками позволяет проводить операцию слива реакционной массы без отсоединения их от реактора 1.

Операции загрузки реактора новой порцией исходного сырья, обработки этого сырья паром, высокотемпературной выдержки, разбавления прореагировавшей массы водой, выгрузки этой массы из реактора, ее фильтрации и декантации периодически повторяются. Полученный в результате перечисленных операций водный раствор, содержащий жидкий гидролизат, скапливается в приемнике 5 продуктов утилизации.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1 . Проводят гидролиз отходов мехового производства. В реактор емкостью 250 л загружают 108 л воды, порциями по 3 кг добавляют 22,8 кг гидрооксида натрия и затем 60 кг белоксодержащих отходов (мездра мокрого и сухого сбора мехового и кожевенного производств, отходы сортировки шкур и некондиционное меховое и кожевенное сырье), трамбуя обрабатываемые отходы в случае необходимости. Соотношение отходы: вода: щелочь равно 1:1,8:0,38. Открывают кран подачи острого пара, нагревают реакционную массу до начала циркуляции по трубопроводу в расширитель-холодильник использованного в реакторе пара и по трубопроводу отвода конденсата из расширителя-холодильника в реактор. Процесс ведут при температуре 180°С. При полной подаче пара выдерживают массу в состоянии циркуляции в течение 15 минут. Перекрывают подачу пара в реактор и выдерживают в течение 10 минут до прекращения циркуляции. Разбалчивают крышку реактора, добавляют воду до общего объема реакционной массы 200 л и перемешивают массу в течение 10 мин. Сливают реакционную массу через фильтр в декантатор. Получают 2 М водный раствор, содержащий гидраты натриевых солей смеси аминокислот (аланина, валина, глицина, лейцина, изолейцина, пролина, фенилаланана, оксопролина, серина, тирозина, треонина, аргинина, гистидина, лизина, оксилизина, цистеина, цистина, метионона, аспарагиновой кислоты и глютаминовой кислоты) со средней молекулярной массой 136 и содержанием свободной щелочи 0,08 моль/л.

Пример 2 . Проводят гидролиз отходов первичной обработки шерсти, прядения шерсти и производства валяных изделий из натурального волоса, вентиляционного и иного вида сбора при первичной обработке шерсти. В реактор емкостью 250 л загружают 120 л воды, порциями по 2 кг добавляют 27,6 кг гидрооксида калия и затем 60 кг отходов, содержащих животные белки, трамбуя их в случае необходимости. Соотношение отходы : вода : щелочь равно 1:2,0:0,46. Открывают кран подачи острого пара, нагревают реакционную массу до начала циркуляции по трубопроводу подачи в расширитель-холодильник использованного в реакторе пара и по трубопроводу отвода конденсата из расширителя-холодильника в реактор. Процесс ведут при температуре 160°С. При полной подаче пара выдерживают массу в состоянии циркуляции в течение 20 минут. Перекрывают подачу пара в реактор и выдерживают в течение 10 минут до прекращения циркуляции. Разбалчивают крышку реактора, добавляют воду до общего объема реакционной массы 200 л и перемешивают массу в течение 15 мин. Сливают реакционную массу через фильтр в декантатор. Получают 2 М водный раствор, содержащий гидраты калиевых солей смеси аминокислот (аланина, валина, глицина, лейцина, изолейцина, пролина, фенилаланана, оксопролина, серина, тирозина, треонина, аргинина, гистидина, лизина, оксилизина, цистеина, цистина, метионона, аспарагиновой кислоты и глютаминовой кислоты) со средней молекулярной массой 130 и содержанием свободной щелочи 0,075 моль/л.

Пример 3 . Проводят гидролиз отходов пуха и пера птицефабрик. В реактор емкостью 250 л загружают 114 л воды, порциями по 2 кг добавляют 12 кг гидрооксида калия и затем 60 кг отходов, содержащих животные белки, трамбуя их в случае необходимости. Открывают кран подачи пара, нагревают реакционную массу до начала циркуляции по трубопроводу подачи в расширитель-холодильник использованного в реакторе пара и по трубопроводу отвода конденсата из расширителя-холодильника в реактор. Процесс ведут при температуре 120°С. Соотношение отходы : вода : щелочь равно 1:1,9:0,19. При полной подаче пара выдерживают массу в состоянии циркуляции в течение 75 минут. Перекрывают подачу пара в реактор и выдерживают в течение 15 минут до прекращения циркуляции. Разбалчивают крышку реактора, добавляют 85 л воды (до общего объема реакционной массы 200 л) и перемешивают массу в течение 15 мин. Сливают реакционную массу через фильтр в декантатор. Получают 2 М водный раствор продукта гидролиза со средней молекулярной массой 129 с содержанием гидратов калиевых солей смеси аминокислот (аланина, валина, глицина, лейцина, изолейцина, пролина, фенилаланана, оксопролина, серина, тирозина, треонина, аргинина, гистидина, лизина, оксилизина, цистеина, цистина, метионона, аспарагиновой кислоты и глютаминовой кислоты) 8,4 мас.%; гидратов калиевых солей низкомолекулярных пептидов (ди-, три-, тетра- и пентапептидов) 3,8 мас.%; гидроокиси натрия 0,05 мас.% (содержание свободной щелочи 0,06 моль/л); остальное - вода.


Имя изобретателя: Жирноклеев Игорь Анатольевич (RU); Нефедов Борис Константинович (RU); Горлов Евгений Григорьевич (RU); Короткова Марина Эдуардовна (RU); Антонов Александр Евгеньевич (RU)

Имя патентообладателя: Жирноклеев Игорь Анатольевич (RU); Короткова Марина Эдуардовна

Адрес для переписки: 121165, Москва, а/я 15, ООО "ППФ-ЮСТИС", пат.пов. А.Е.Груниной

Защищено патентом РФ №2291164