Способ получения хитозана

 

Использование: при выделении хитозана из биологического сырья. Сущность изобретения: способ предусматривает последовательное экстрагирование хитинсодержащего сырья неполярным сжиженным газом в поле ультразвуковых колебаний при давлении выше атмосферного с последующим сбросом давления до атмосферного, водой, гидроокисью аммония при диспергировании жидкого аммиака в воде в условиях, обеспечивающих фазовый переход аммиака, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с получением целевого продукта в виде твердого остатка. Предлагаемый способ позволяет повысить производительность и чистоту получаемого хитозана.

Изобретение относится к технологии выделения хитозана из биологического сырья.

Известен способ получения хитозана, предусматривающий последовательное экстрагирование хитинсодержащего сырья водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью, замораживание и измельчение твердой фазы и последовательное экстрагирование щелочью и водой с получением целевого продукта в виде твердого остатка [1].

Недостатками этого способа являются низкая производительность и получение целевого продукта, загрязненного липидными веществами.

Техническим результатом изобретением является повышение производительности и чистоты целевого продукта.

Этот результат достигается тем, что в способе получения хитозана, предусматривающем последовательное экстрагирование хитинсодержащего сырья водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с получением целевого продукта в виде твердого остатка, согласно изобретению перед первым экстрагированием водой осуществляют экстрагирование неполярным сжиженным газом в поле ультразвуковых колебаний при давлении выше атмосферного, а затем сбрасывают давление до атмосферного, а первое щелочное экстрагирование осуществляют при диспергировании в воде жидкого аммиака в условиях давления ниже давления насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования.

Это позволяет повысить производительность и чистоту целевого продукта за счет удаления веществ, нерастворимых в воде и водных растворах кислот и щелочей, и интенсификации массообмена.

Способ реализуется следующим образом.

Хитинсодержащее биологическое сырье, например панцири ракообразных или насекомых, биомассу хитинсинтезирующих микроскопических мицелиальных грибов и т. п. , экстрагируют неполярным сжиженным газом, например инертным газом, азотом, закисью азота, двуокисью углерода, предельным или непредельным углеводородом, содержащим не более 4 атомов углерода в молекуле, или их смесью. Экстрагирование осуществляют в условиях давления выше атмосферного в поле ультразвуковых колебаний, создаваемых, например, при конденсации в экстракционной смеси паров экстрагента. После завершения экстрагирования давление сбрасывают до атмосферного. Как в процессе ультразвуковой обработки экстракционной смеси, так и в результате сброса давления до атмосферного происходит разрушение клеточной структуры биологического сырья, сопровождающееся резким падением его диффузионного сопротивления и развитием поверхности контакта фаз. Неполярные сжиженные газы обладают высоким сродством к липидам и нелипидным жирорастворимым веществам, которые нерастворимы во всех остальных далее используемых экстрагентах. Эти вещества являются гидрофобными, поэтому их заблаговременное удаление позволяет интенсифицировать экстрагирование на всех последующих стадиях.

Далее сырье экстрагируют водой, а затем щелочью, получаемой непосредственно в процессе экстрагирования при диспергировании жидкого аммиака в воде. В условиях проведения экстрагирования при давлении ниже давления насыщенных паров аммиака при заданной температуре экстрагирования жидкий аммиак частично растворяется в воде с образованием гидроокиси аммония, обладающей резко выраженным щелочным характером, а частично переходит в газовую фазу. Фазовый переход аммиака сопровождается созданием в экстракционной смеси поля ультразвуковых колебаний, способствующих завершению разрушения клеточной структуры обрабатываемого сырья и интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования белковых веществ.

В дальнейшем сырье экстрагируют последовательно водой, кислотой, водой, щелочью и водой с получением целевого продукта в виде твердого остатка.

Следует отметить, что по сравнению со способом-прототипом на оставшихся стадиях истощающее экстрагирование завершается практически вдвое быстрее за счет того, что из сырья удалены гидрофобные вещества, а его структура разрушена до состояния, в котором клеточные мембраны не способны тормозить процесс экстрагирования. Необходимость в заморозке и измельчении сырья отпадает, поскольку одновременно с нарушением сплошности клеточных мембран происходит дезинтеграция частиц сырья. В результате дополнительно сокращается время производственного цикла, что особенно значительно сказывается на производительности за счет ликвидации особенно длительной технологической операции замораживания.

Полученный по описанной технологии хитозан не содержит вообще липидных примесей, в то время как в продукте, полученном по способу-прототипу, их содержание не снижается менее 20% от исходного содержания липидов в исходном сырье.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить производительность и чистоту получаемого хитозана.

Формула изобретения

Способ получения хитозана, предусматривающий последовательное экстрагирование хитинсодержащего сырья водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с получением целевого продукта в виде твердого остатка, отличающийся тем, что перед первым экстрагированием водой осуществляют экстрагирование неполярным сжиженным газом в поле ультразвуковых колебаний при давлении выше атмосферного, а затем сбрасывают давление до атмосферного, а первое щелочное экстрагирование осуществляют при диспергировании в воде жидкого аммиака в условиях давления ниже давления насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования.