[发明专利]一种微波加热高温高压水解羽毛提取氨基酸的方法

说明书

技术领域：                           

本发明属于氨基酸生产领域，尤其涉及一种以羽毛为原料，通过微波加热高温高压水解羽毛提取氨基酸的方法。

背景技术：

由于全球市场对禽类肉制品的巨大需求，禽类的屠宰加工过程中产生大量的羽毛，使得每年羽毛废弃物达数百万吨，这些羽毛如直接废弃，在自然条件下腐烂降解时间长，且腐烂发臭对环境造成污染；如焚烧填埋需大量的人力和物力，还可能造成二次污染，也浪费了宝贵的资源。由于羽毛含有大量的蛋白质，如通过化学的方法将其降解为氨基酸，即避免了羽毛废弃物产生的污染，又具有良好的经济效益，不失为是目前处理羽毛的最好方法。

目前常规的将羽毛降解为氨基酸方法是酸解法，酸解法将羽毛清洗后送入酸解罐内，加入浓度为35%-40%的盐酸，数量为羽毛重量的3倍左右，边搅拌边加热，在温度为110℃-115℃的条件下，搅拌降解8-10小时，获得羽毛全部酸解的氨基酸水解液，然后用液碱中和10小时后进入后续工段；此方法的主要缺陷是：水解、中和时间长达20小时；消耗大量的盐酸、液碱、生产成本高；废酸、废碱污染重；水解、中和时间长导致能耗高；得到的滤液后纯化工艺复杂、且部分氨基酸被长时间的高温和酸碱破坏。第二种将羽毛降解的方法是高温高压水法，该方法曾见于ZL200610026221.1的专利中，该方法较酸解法已具有较大的优势，他利用高温高压水传质阻力小，扩散系数大的特点，以其作为反应介质，在无催化剂的条件下使羽毛降解为氨基酸，整个反应无污染，时间短，相比酸解方法优势明显，但其缺陷是：高温高压水的作用会破坏部分氨基酸的结构，且整体收率稍低。

为了克服上述方法的缺陷，本发明提供了一种微波加热高压水解方法，微波是一种电磁波，其加热是从物质内部开始，具有其他传统加热所不具备的优点，包括加热迅速、均匀，不需要热传导过程，内外同时加热，并能在较短的时间内达到加热的效果。该方法除了有本身高温高压的作用外，还通过微波辐射加热的辅助作用，来减少羽毛的水解时间，以此来减小氨基酸被破坏的程度。利用微波加热水解羽毛，经实践检验，具有节能高效，温度易于控制，安全无污染，能迅速的破坏羽毛结构，加速反应过程，在较短的时间内得到氨基酸水解液。和现在常规使用的酸解法相比，其优点是：1.不使用酸碱，成本大幅降低且无污染；2.反应时间只有酸解法的二十分之一甚至更短；3.降低滤液中氨基酸的破坏率；4.滤液后处理工艺简单。和单纯的高温高压水解羽毛生产工艺相比,其优点是：1.工艺简单，反应时间进一步缩短；2.反应温度有所降低；3.反应温度降低、反应时间的减少将使滤液中氨基酸的破坏率有所降低；4.出率提高。该方法现经实验室小规模试验成功后进入车间规模生产已获成功，整体上具有操作工艺简单，生产条件温和，无污染废弃物排放，产品出率高等一系列优点。经检索，尚未发现有关同类生产方法已公开的专利申请，亦未见相关的杂志进行过报道及相关的学术会议进行过交流。 

发明内容：

本发明主要解决的问题是提供了一种微波加热高温高压水解羽毛提取氨基酸的方法，该方法以羽毛和超纯水作为原料，不使用任何催化剂，以微波高压陶瓷反应釜为设备，在160℃-200℃的温度、0.3Mpa-1.7 Mpa的压强、反应时间为1∕6-1小时的条件下进行羽毛降解反应后得到混合氨基酸滤液，整个反应高效、环保、绿色，该方法具有工艺简单、生产条件温和、产品收率高等优点；本发明使用的原料重量配比为：洗净烘干的羽毛：超纯水=2-15:300。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种微波加热高温高压水解羽毛提取氨基酸的方法，其特征是由以下步骤构成：

（1）将配方量的羽毛先送入大型沉淀池浸泡约48小时，然后从沉淀池中捞出，用高压水冲洗干净，经甩干机甩干水分后，自然晾干或用烘干机烘干。

（2）将烘干的羽毛送入微波高压陶瓷反应釜，随即加入超纯水，其重量比为羽毛：超纯水=2-15:300，向微波高压陶瓷反应釜输入电力开始微波加热，迅速将釜内物料加热至温度为160℃-200℃之间，控制釜内压强为0.3Mpa-1.7 Mpa，反应时间控制在1∕6-1小时后反应结束，降温至常温后得到的液体即为精氨酸、甘氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸和胱氨酸等氨基酸的混合液。   

（3）该氨基酸混合液的使用方法是：进入下一工序进行分离、除杂、烘干后得到精氨酸、甘氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸和胱氨酸等氨基酸产品。

步骤（2）所述的羽毛和超纯水的重量配比分别对应为： 2:300；5:300； 10:300；15:300。