способ получения белкового стимулятора роста и развития растений

Формула изобретения

Способ получения белкового стимулятора роста и развития растений из спилка крупного рогатого скота (КРС), включающий обработку спилка соляной кислотой, промывку проточной водой до pH (6,5±0,5), отличающийся тем, что процесс проводят в две стадии с последующей сушкой полученного гидролизата и получением порошкообразного продукта, при этом на первой стадии обработку проводят горячей водой в течение 1-1,5 ч при температуре 95-98°C и гидромодуле 1:1; далее отделяют твердую фракцию, гомогенизируют, соединяют жидкую и твердую фракции, проводят вторую стадию - гидролиз полученной суспензии соляной кислотой концентрацией 0,012-0,025% при температуре 130-150°C при гидромодуле 1:(1,5-2) в течение 4-6 часов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству стимуляторов роста и развития растений для нужд сельского хозяйства. Производство заключается в гидролизе, где в качестве сырья используют спилок крупного рогатого скота (КРС), прошедшего предварительную обработку соляной кислотой с последующей промывкой проточной водой, что необходимо для нейтрализации солей кальция и кислотному набуханию, облегчающему дальнейший гидролиз. Собственно процесс гидролиза проводят в две стадии, на первой стадии проводится водный гидролиз при температуре 95-98°C в течение 1-1,5 часа, декантацию жидкой фракции, твердую фракцию гомогенизируют и соединяют с жидкой фракцией в результате чего получается суспензия. На второй стадии полученную суспензию гидролизуют соляной кислотой концентрацией 0,012-0,25% при температуре 130-150°C и гидромодуле 1:(1,5-2) в течение 4-6 часов с последующей сушкой. Конечный продукт имеет порошкообразную форму и является стимулятором роста и развития растений. Способ позволяет получить конечный, продукт высокого качества. В таблице 1 приведены характеристики, полученного стимулятора роста и развития растений.

Описание изобретения

Изобретение относится к производству стимуляторов роста и развития растений для использования в сельском хозяйстве. В предлагаемом способе осуществлен гидролиз спилка крупного рогатого скота для получения стимуляторов роста и развития растений.

Известен способ получения белкового гидролизата из коллагенсодержащих отходов производства белковой колбасной оболочки, [1] который включает гидролиз исходного сырья в 0,4-0,3% растворе соляной кислоты в течение 30-40 мин при 100-120°C, а затем подвергают ферментативному гидролизу, который осуществляют с помощью поджелудочной железы, при 40-42°C в течение 2-3 дней.

Недостатки способа состоят в многостадийности и большой длительности процесса. Ферментативный гидролиз не обеспечивает стабильного качества продукта. Конечный продукт отличается повышенной кислотностью, что нежелательно при внесении в почву и опрыскивании растений.

Известен способ получения белкового гидролизата из отходов мехового и кожевенного производства [2].

Способ включает термообработку сырья в щелочной среде при температуре 75-85°C и гидролиз ферментными препаратами в три стадии. На первой стадии - гидролиз ферментным препаратом, выделенным из Bacillius licheniformis и содержащим на 1 кг сырья 16,8-33,6 ед. активности щелочной протеазы и 84-168 ед. активности коллагеназы. На второй стадии - ферментным препаратом, выделенным из Actinomuces fradiae и содержащим на 1 кг сырья 26-52 ед. активности щелочой протеазы, 94-188 ед. активности коллагеназы и 60-120 ед. активности -N-ацетилглюкозаминазы. На третьей стадии - ферментным препаратом, выделенным из Bacillius sabtilius и содержащим на 1 кг сырья 300-700 ед. активности нейтральной протеазы при рН=7,5-10,5 и температуре 35-40°C.

Недостатки способа состоят в многоступенчатости ферментативного гидролиза, длительности процесса, дороговизне. Конечный продукт отличается повышенным содержанием щелочи в продукте, что нежелательно при использовании продукта в качестве стимулятора роста и развития растений. Ферментативный гидролиз не гарантирует стабильность свойств гидролизата.

Известен способ получения белкового гидролизата [3], включающий гидролиз сырья соляной кислотой концентрацией 5-10% при 110-120°C и гидромодуле 1:(1-2) с предварительным гидролизом гидроксидом натрия концентрацией 0,5-1% при температуре 90-110°C, гидромодуле 1:(1-2) в течение 4-5 часов очистку и сушку полученного гидролизата (аналог).

Этот способ чаще всего используется при гидролизе, например, кератиносодержащего сырья, требующего разрыхления структуры под действием щелочи перед основным кислотным гидролизом. В этом способе используются высокие концентрации как гидроксида натрия, так и соляной кислоты.

Недостатком этого способа является значительное содержание NaCl в конечном продукте, вызванное, протекающей реакцией нейтрализации между гидроксидом натрия и соляной кислоты.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения стимулятора роста и развития растений из спилка КРС, включается предварительная обработка соляной кислотой с последующей промывкой проточной водой. Процесс гидролиза проводят в две стадии, на первой стадии проводится водный гидролиз при температуре 95-98°C в течение 1-1,5 часа, декантация жидкой фракции, отделение твердого остатка гомогенизации последнего и соединения с жидкой фракцией, в результате чего получается суспензия. На второй стадии полученную суспензию гидролизуют соляной кислотой концентрацией 0,012-0,25% при температуре 130-150°C и гидромодуле 1:(1,5-2) в течение 4-6 часов с последующей сушкой.

Температура гидролиза сырья соляной кислотой выбрана исходя из того, что при температуре менее 130°C не осуществляется глубокий гидролиз и конечный продукт, не будет являться стимулятором роста и развития растений, а при температуре выше 150°C наблюдаются нарушения в структуре аминокислот. Время гидролиза выбрано также исходя из того, что при времени менее 4 часов не осуществляется полный гидролиз спилка, а при времени более 6 часов наблюдаются нарушения в структуре аминокислот. Выбор диапазона концентраций связан с необходимостью осуществления полного гидролиза с получением в конечном продукте только аминокислот, т.к. действующим началом стимулятора является глицин. Важным является тот факт, что конечное содержание соляной кислоты столь мало, что не требуется ее нейтрализация.

Техническим результатом, который достигается при использовании данного изобретения, является сокращение сроков созревания растений на 5-10 дней и увеличение урожайности на 30-50%.

Техническим результатом, который достигается при использовании данного изобретения, является возможность использования не только спилка, но и спилковой обрези, являющейся отходом производства, например колбасной оболочки, требующей дорогостоящей утилизации. Существенным также является получение дешевого качественного стимулятора роста и развития растений из натурального продукта.

Пример 1.

Процесс гидролиза суспензии спилка КРС, полученной в результате обработки спилка горячей водой в течение 1,5 часа, при температуре 98°C, гомогенизации и соединения с жидкой фракцией осуществляется в реакторе объемом, 1.0 м³, коэффициент заполнения реактора 0,8. Количество воды с учетом воды, содержащейся в суспензии, составляет 1,0 кг на 1,0 кг суспензии или 1,5 кг воды на 1,0 кг сухих веществ суспензии. В реактор загружается 300 кг суспензии, 300 кг воды и 0,15 кг 37% HCl, что соответствует концентрации соляной кислоты в смеси 0,012%. Температуру смеси доводят до 130°C, продолжительность кислотного гидролиза 6 часов. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный продукт. Масса получившегося порошкообразного продукта составляет 150 кг.

Пример 2.

Процесс гидролиза суспензии спилка КРС, полученной в результате обработки спилка горячей водой в течение 1,5 часа, при температуре 95°C, гомогенизации и соединения с жидкой фракцией осуществляется в реакторе объемом 1,0 м³, коэффициент заполнения реактора 0,8. Количество воды с учетом воды, содержащейся в суспензии, составляет 1,5 кг на 1,0 кг суспензии или 2,0 кг воды на 1,0 кг сухих веществ суспензии. В реактор загружается 300 кг суспензии, 450 кг воды и 0,3 кг 37% HCl, что соответствует концентрации соляной кислоты в смеси 0,025%. Температуру смеси доводят до 150°C, продолжительность кислотного гидролиза 4 часа. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный продукт. Масса получившегося порошкообразного продукта составляет 150 кг.

Пример 3.

Процесс гидролиза суспензии спилка КРС, полученной в результате обработки спилка горячей водой в течение 1,5 часа, при температуре 98°C, гомогенизации и соединения с жидкой фракцией осуществляется в реакторе объемом 1,0 м³, коэффициент заполнения реактора 0,8. Количество воды с учетом воды, содержащейся в суспензии, составляет 1,25 кг на 1,0 кг суспензии или 1,75 кг воды на 1,0 кг сухих веществ суспензии. В реактор загружается 300 кг суспензии, 375 кг воды и 0,26 кг 37% HCl, что соответствует концентрации соляной кислоты в смеси 0,022%. Температуру смеси доводят до 150°C, продолжительность кислотного гидролиза 5 часов. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный продукт. Масса получившегося порошкообразного продукта составляет 150 кг.

Полученный сухой порошкообразный продукт является стимулятором роста и развития растений.

Список литературы

1. Авторское свидетельство SU № 1074901 A. C12N 1/20. Способ получения белкового гидролизата из коллагенсодержащих отходов производства белковой колбасной оболочки. Ф.С. Носков, Е.А. Слатин, Б.А. Лебедева, P.M. Короткова, В.Г. Белорусский, А.А. Чеховской, П.И. Чечеткин, Н.Д. Дон, О.А. Попернацкий. Опубл. 23.02.1984, бюл. № 7. - 5 с.

2. Авторское свидетельство SU 1699401 A1. A23G 1/10, C09H 1/00. Способ получения белкового гидролизата из отходов мехового и кожевенного производства. Р.Н. Гребешова, Н.Н. Патенко, С.Л. Панихина, Г.Б. Купцова, Л.Д. Ванюшкина, И.М. Арендс, В.В. Дорохов, Е.А. Симонов, Т.П. Назарова, Б.С. Григорьев, В.М. Решетов. Опубл. 23.12.91, бюл № 47. - 4 с.

3. Пат. 2289945 Рос. Федерация: МПК A23K 1/10, A23G 1/10. Способ получения белкового гидролизата. Куцакова В.Е., Фролов С.В., Кунков И.В., Аладушкин А.Н., Григорьев И.Н. Опубл. 27.12.2006, бюл. 36. - 4 с.