Valk toiduvalmistamisel. Valkude koagulatsioon Mis on valgu koagulatsioon
Loomade ja taimede kudedes on valgud oma kerge konverteeritavuse tõttu mitteterminaalses stabiilsuses. Muutmata valke, mis on selles esmases habras stabiilsuses, nimetatakse "natiivseks" või "ehtsaks". Nagu teada, on valgu ja vee vahel teadaolevalt seos "paisuva vee" kujul. Kolloidlahuses olevate soolade kontsentratsiooni ja olemuse muutumisel võib valk olla veelgi rohkem hajutatud või, vastupidi, sadestuda. Need protsessid on pöörduvad. Kuid teatud tingimustel saab elektrolüütide valkude (albumiini, globuliinide) kontsentratsiooni koaguleerida. Kuigi koaguleeritud valku saab teatud tingimustel lahusesse üle kanda, ei ole selle omadused identsed muutumatu nattaanvalgu omadustega.
Koagulatsiooni, mis põhjustab valgu füüsikalis-keemiliste omaduste muutumist, nimetatakse denaturatsiooniks. Selline koagulatsiooniga seotud valgu omaduste muutus võib tekkida erinevatel põhjustel: kuumuse, valguse, tugevate hapete, leeliste, raskmetallide soolade, alkoholi, külmumise ja mehaaniliste vahendite mõjul.
Kuumuse denaturatsioon on iseloomulik kahele valkude rühmale – albumiinidele ja globuliinidele, kuid seda täheldatakse ka teiste valkude puhul. Seega muutub kaseinogeen temperatuurini 90–100 ° kuumutamisel fosfori osalise kadumisega. Denaturatsioon sõltub temperatuurist, ajast, vesinikioonide kontsentratsioonist, kontsentratsioonist ja elektrolüütide olemusest. Denatureerimisel ei toimu mitte ainult kolloidsed muutused aine olekus, vaid ka struktuursed muutused lahustunud valkude molekulides. Temperatuuri tõus ja
hapete ja leeliste olemasolu soodustab neid muutusi molekulide struktuurides. Nagu eespool mainitud, denatureeritakse kaseinogeeni kõrgel temperatuuril osalise fosfori kaoga. Pärast toore munavalge denatureerimist kuumutamisel toimuvad muutused valgu molekulis väävli olekus.
Piima, munade, puu- ja köögiviljade dehüdratsiooni kaasaegsete meetoditega püüavad nad piirata termilist denatureerimist ja seeläbi säilitada valgu omaduste pöörduvust, kui neid tooteid kasutatakse toiduks.
Denatureerimine ultraviolettkiirte ja päikesevalguse toimel on sarnane kuumdenatureerimisega.
Denatureerimine hapete, leeliste ja raskmetallide sooladega põhjustab lahustuvate valkude (albumiinid, globuliinid ja kaseiin) muundumise lahustumatuteks vormideks. Mida kõrgem on temperatuur, seda madalam on denaturatsiooni pH kontsentratsioon. Kõrge happesusega piim ei hüübi madalal temperatuuril, kuid sellise piima kuumutamisel kalgenevad piimavalgud. Kui valk puutub kokku alkoholi või atsetooniga, muutuvad valgud täielikult lahustumatuks.
Kui formaldehüüd toimib valkudele, tekivad ühendid, mille omadused erinevad valkude omadustest. Kaseiin muutub formaldehüüdi mõjul sarvelaadseks aineks.
Külmumisel lihaskoe valgud osaliselt denatureeritakse ja pH-l, nagu termilisel denatureerimisel, on tugev mõju denaturatsiooni kiirusele. pH = 5-6 korral suureneb denaturatsiooni kiirus kiiresti, pH = 6-7 juures on denaturatsioon aeglane.
Tugeva mehaanilise mõjuga valgulahusele loksutamise vormis toimub denaturatsioon koos vahumullidega valgukilede ilmumisega. Mõnede valkude denatureerimine võib toimuda väga kõrge rõhu korral.
Loeng nr 3-4
Teema "Füüsikalised ja keemilised muutused valguainetes kulinaaria ajal
Toidu töötlemine: denatureerimine, koaguleerimine, hävitamine»
1. Valkude denatureerimine ja koagulatsioon: füüsikaline ja keemiline olemus.
2. Valkude hävitamine: füüsikaline ja keemiline olemus.
3. Valkude muutuste mõju nende toiteväärtusele.
4. Liha lihaskoe koostis, struktuur ja kuumtöötlemisel toimuvad muutused
5. Kala lihaskoe koostis, struktuur ja kuumtöötlemisel toimuvad muutused.
6. Munavalkude muutused kuumtöötlemisel.
7. Valgupuuduse probleem ja selle lahendamise viisid.
Valkude denatureerimine ja koagulatsioon: füüsikaline ja keemiline olemus
Denaturatsioon - valgu molekuli ruumilise struktuuri rikkumine välistegurite mõjul, kõige sagedamini kuumutamine, mis põhjustab muutusi valgu looduslikes omadustes. Füüsikalisest vaatenurgast vaadeldakse denaturatsiooni kui polüpeptiidahela konformatsiooni rikkumist ilma primaarset struktuuri muutmata. Denaturatsioon võib olla termiline (kuumutamise tulemusena), pinnapealne (raputamisel, vahustamisel), happeline või aluseline (hapete ja leeliste mõjul). Kuumdenatureerimine kaasneb toiduainete muundamisega peaaegu kõigis valku sisaldavate toodete kulinaarse töötlemise protsessides.
Termilise denaturatsiooni mehhanism : toatemperatuuril säilib valgugloobuli teatav ruumiline paigutus polüpeptiidahela lõikude vaheliste ristsidemete tõttu: vesinik, disulfiid (-S-S-). Need sidemed ei ole tugevad, kuid neil on piisavalt energiat, et hoida polüpeptiidahelat volditud olekus. Valkude kuumutamisel suureneb valgusmolekulide aatomite ja polüpeptiidahelate soojusliikumine, mille tulemusena hävivad ristsidemed, nõrgenevad kõrvalahelate vahelised hüdrofoobsed interaktsioonid. Selle tulemusena rullub lahti polüpeptiidahel ja vesi mängib olulist rolli: see tungib valgu molekuli piirkondadesse ja aitab kaasa ahela lahtivoltimisele. Kristallilisel kujul eraldatud täielikult dehüdreeritud valgud on väga stabiilsed ega denatureru isegi siis, kui neid kuumutatakse pikka aega temperatuurini 100ºС ja kõrgemal. Valguglobuli lahtivoltimisega kaasneb uute ristsidemete teke ning eriti aktiivseks muutuvad disulfiidsed.
Globulaarsete valkude denatureerimine tuleneb valgugloobuli kasutuselevõtust ja selle järgnevast voltimisest uue tüübi järgi. Tugevad kovalentsed sidemed sellise ümberkorraldamise käigus ei hävi.
Fibrillaarsete valkude denatureerimine(näiteks liha sidekoe kollageen): katkevad spiraali kujul ruumistruktuuri hoidvad sidemed ja valguline niit väheneb, pikaajalisel kuumtöötlemisel muutuvad kollageenkiud klaaskehaliseks massiks.
Denaturatsiooniga kaasneb valgu olulisemate omaduste muutumine: bioloogilise aktiivsuse kadu (ensüümide inaktiveerimine), liigispetsiifilisus (värvimuutus nt lihal), hüdratatsioonivõime (konformatsiooni muutumisel tekivad hüdrofoobsed rühmad). valgu gloobuli pinnal ja hüdrofiilsed blokeeritakse molekulisiseste sidemete moodustumise tõttu, proteolüütiliste ensüümide paranenud rünnak, valkude reaktiivsuse suurenemine ja valgumolekulide agregatsioon. AGA
Liitmine– denatureeritud valgu molekulide koostoime suuremate osakeste moodustumisega. Väliselt väljendub see erineval viisil: madala kontsentratsiooniga valgulahustes - vahu teke (helbed puljongide pinnal), kontsentreeritumates valgulahustes - pideva geeli moodustumine koos nende samaaegse tihendamise ja eraldamisega. vedelik keskkonda (dehüdratsioon). Nii denatureeritakse valgud lihas, kalas ja munas. Dehüdratsiooni hulk sõltub keskkonna happesusest – hapestamisel läheb niiskust vähem kaduma, mistõttu linnuliha, kala marineerimisel on tooted mahlasemad.
Denatureerimata olekus on valgud sool (lahus), denatureerimise tulemusena läheb lahus tarretiseks (geeliks). Kui valk on väga kontsentreeritud, siis keetmise käigus moodustub pidev tarretis, mis katab kogu süsteemi mahu (näiteks munavalge).
Koagulatsioon - sooli üleminek geeliks, st ühest kolloidsest olekust teise. Denaturatsiooni ja koagulatsiooni protsesside vahele ei saa panna võrdusmärki, kuigi enamikes protsessides kaasneb denaturatsiooniga koagulatsioon, kuid mõnikord mitte. Näiteks piima keetmisel laktoalbumiin ja laktoglobuliin denatureerivad ja koaguleeruvad, samas kui kaseiin ei muuda samal ajal oma kolloidset olekut.
Igal valgul on teatud denaturatsioonitemperatuur.Näiteks kalavalkude puhul on madalaim denaturatsioonitemperatuur, mille juures algavad nähtavad denaturatsioonimuutused, umbes 30ºС, munavalge - 55ºС.
Söötme pH muutmine mõjutab denaturatsiooni temperatuuri: ITB-le lähedase pH väärtuste korral toimub denatureerimine madalamal temperatuuril ja sellega kaasneb valgu maksimaalne dehüdratsioon. Kuumtöötlemisel happelise keskkonna tekkimine aitab vähendada dehüdratsiooni ja toode on mahlasem.
Denaturatsioonitemperatuur tõuseb teiste termostabiilsemate valkude ja mõnede mittevalguliste ainete (nt sahharoosi) juuresolekul.
Piima kalgendamine ei ole midagi muud, kui selle muutmine geeliks (trombiks), see tähendab selle hüübimine.
See on piimavalkude seotud tahke fraktsioon, mis sisaldab lahustunud rasvu, mida saab seejärel kergesti vedelikust (vadakust) eraldada.
Piimavalgu koagulatsioon võib olla varjatud ja tõene. Latentse koagulatsiooni korral ei seostu mitsellid üksteisega kogu pinna ulatuses, vaid ainult mõnes selle piirkonnas, moodustades ruumilise peensilmalise struktuuri, mida nimetatakse geeliks.
Kui kõik või suurem osa dispergeeritud faasi osakestest on destabiliseeritud, katab geel kogu dispergeeritud söötme (esialgse piima) mahu.
Latentset hüübimist nimetatakse lihtsalt koagulatsiooniks, geelistumiseks või koagulatsiooniks.
Tõeline koagulatsioon seisneb kolloidosakeste täielikus ühinemises ja dispergeeritud faasi settes sadestamises või üles ujumises.
Koagulandid on ained, mis täidavad mitmeid funktsioone, kuid mis kõige tähtsam, nad moodustavad tarretisesarnase trombi - eraldavad tihedad piimafraktsioonid vedelatest.
Sel eesmärgil ainult varem kasutatud, mis saadakse vasikate maost.
Just see vasikate maos leiduv ensüüm (kümosiin) aitab neil emapiima toiduks kääritada.
Kaasaegses maailmas kasutavad nad trombi (nimetatakse ka kalyaks) moodustamiseks:
- Vasikaliha laap (laap), valmistatud vasikate maost (piima hüübiv ensüüm – kümosiin).
See on saadaval pulbri, pasta ja vedelal kujul. Just kümosiin (vasikaliha laabist või kunstlikult kasvatatud kümosiinist) sobib kõige paremini kõvade ja poolpehmete juustude tootmiseks. - Pepsiinid on teiste koduloomade mao ekstraktid. Enamasti kasutatakse lehma või pepsiini, müügil on ka sea- ja kanapepsiine, kuid need on väga happetundlikud ja ebastabiilsed. Nende kasutamine ei ole soovitatav.
Veisepepsiini (eriti segatuna kümosiiniga) saab kasutada marineeritud juustude (brynza, suluguni) valmistamiseks. Pepsiine ei soovitata kasutada pehmete, poolpehmete ja kõvade juustude valmistamiseks. - Mikroobne reniin (mikroobne pepsiin) – mõned pärmid, hallitusseened ja seened toodavad loomulikult koagulatsiooniks sobivaid ensüüme. Enim kasutatavad ensüümid on saadud mikroskoopilisest seenest Rhizomucor meihei (varem Mucor meihei). See on taimetoitlane koagulant. Sellise koagulandi näide on.
- Kääritatud kümosiin (rekombineeritud kümosiin) - vasika kümosiini geen on viidud mitmete peremeesmikroorganismide (Kluyveromyces lactis, Aspergilleus niger, Escherichia) genoomi, mille tulemusena on nad saanud võimelised tootma vasika kümosiiniga täiesti identset valku. kääritamine.
See ensüüm on end tõestanud igat tüüpi juustude valmistamisel, kus tavaliselt kasutati vasikaliha laabi. See on taimetoitlane koagulant.
Värskete juustude, kodujuustu, marineeritud juustude valmistamiseks võite kasutada mis tahes koagulanti.
Poolpehmete ja kõvade juustude puhul sobib aga ainult kümosiin (loomne laap või rekombineeritud kümosiin), kuna see osaleb koos piimhappebakteritega (juuretised) juustu tekstuuri, maitse ja säilivusvõime kujunemises. kaua aega.
Valkude kalgendumisel haarab piimarasv ja vesi koos lahustunud ainetega (vadak) piisavalt kindlalt tekkiva geeliga kinni, valkude sadestamisel suudab sete mehaaniliselt kinni hoida vaid vähesel määral piimarasva ja vesifaasi.
Laabijuustude tootmine ja laagerdumine toimub madalatel temperatuuridel ja aktiivse happesuse juures, mida nimetatakse füsioloogiliseks, et võimaldada piimakomponentide bioloogilist muundamist minimaalse toiteväärtuse kaoga.
Termohappemeetodi kasutamisel eraldatakse piima rasvafaas separeerimisega, lõssivalgud sadestatakse ja segatakse koorega.
Sadestumine seisneb piima kiires hapestamises isoelektrilisest punktist madalamale tasemele hapuvadaku, hapupiima, sidrunimahla, äädikhappe lisamise ja kõrge temperatuurini (90–95 °C) kuumutamise teel.
Seega kontsentreeritakse ensümaatilise koagulatsiooniga kaseiin ja piimarasv samaaegselt termilise happelise koagulatsiooniga kahe protsessi tulemusena: tsentrifugaal- ja settimine.
Happeline meetod seisneb piima kalgendamises kaseiini isoelektrilises punktis (pH 4,6), moodustades aeglaselt happeid mikroorganismide toimel või lisades piimale happeid (tavaliselt vesinikkloriidhapet) või happeid tekitavaid aineid (näiteks glükolaktoon); seda kasutatakse toorjuustu või lühikese laagerdumisajaga juustu tootmisel.
Laabijuustu laagerdumisel osalevad ensüümid ei ole happelistes juustudes madala pH tõttu aktiivsed. Kääritatud piimajuustudes on piimavalkude ja lipiidide muundumisaste madalam, maitsebukett kitsam kui laabijuustutel.
Happe-ensümaatiline meetod on happelise koagulatsiooni variant, mille käigus viiakse piima sisse väike kogus piima hüübimist soodustavaid ensüüme, millest ei piisa ensümaatiliseks koagulatsiooniks värske piima pH juures.
Sel juhul toimub piima hüübimine pH 5,1-5,4 juures (parakaseiini isopunktis). Piima hüübimist soodustavate ensüümide lisamine mõjutab soodsalt koagulatsiooni kiirust, hüübimise tugevust ja vadaku vabanemist, kuid piima happe-laabi kalgendamise pH juures toimuvad kaseiini mitsellides radikaalsed muutused, mis muudavad oluliselt trombi ja juustu struktuuri. neile, mis on laabi koagulatsiooni ajal.
Juustude happe-ensümaatilisel meetodil valmistamisel tekkinud tromb on oma omadustelt lähedasem happetrombile, toodete kvaliteet hapupiimajuustutele.
Piima ultrafiltrimise teel kontsentreerimine on soolvee ja mõne muu juustu tootmisel saanud teatud jaotuse.
Koagulatsiooni all mõistetakse valguosakeste konvergentsi ja liimimist, mille tulemusena nende suurus suureneb ja need sadestuvad kergesti. Hüübimisnähtus võib olla pöörduv, kui hüübimisfaktorite elimineerimisega saab kolloidne valk tagasi oma algsesse olekusse. Valgulahuste kuumutamisel üle C koaguleeruvad enamik valke, eriti kergesti kulgeb see protsess isoelektrilises punktis. Sel juhul hävib valguosakese hüdratatsioonikiht ja valgumolekuli tertsiaarne struktuur kaotab hüdrofiilsuse, muutub hüdrofoobseks ja sadestub kergesti. Raskmetallide soolad (Cu, Pb, Ag) võivad väikestes kontsentratsioonides põhjustada valkude koagulatsiooni nende lahustes. Valkude koaguleerumine nii raskmetalliioonide rõhu all kui ka kõrge temperatuuri mõjul on pöördumatu protsess. Valkude koagulatsiooni saab esile kutsuda teatud mineraalhapete (lämmastik-, väävel-, vesinikkloriidhape) kontsentreeritud lahustega. Nende ainete toimemehhanism taandub elektrilaengu pärssimisele, dehüdratsioonile ja valguosakese osalisele hüdrolüüsile. Leelismetallisoolade (NaCl,) mõjul toimub valkude pöörduv koagulatsioon ja sadestumine, mida nimetatakse väljasoolamiseks. Selle koagulatsiooni mehhanism seisneb selles, et redutseeritud elektrolüüdid neutraliseerivad kolloidsete valguosakeste elektrilaengu ja tugevate vett eemaldavate ainetena hävitavad nende hüdratatsioonikihi. Kõrge või madala temperatuuri, pH muutuste, raskmetallide ioonide ja teatud kemikaalide toimel valgumolekulides toimuvad muutused, mida nimetatakse denaturatsiooniks. Globulaarsete valkude denatureerumise kõige silmatorkavam ilming on nende lahustuvuse ja sadenemise vähenemine. Paljude valkude puhul toimub denaturatsioon nende kuumutamisel temperatuurini 50-60 C ja osa valke denatureerub jahutamisel alla 10-15 C. Denatureerimise käigus kaotavad valgud oma bioloogilise aktiivsuse.
13. Valkude klassifikatsioon. Lihtsad valgud. Kompleksvalgud on valgud.
Keemilise struktuuri järgi jagunevad valgud lihtsateks (valgud) ja kompleksseteks (valgud). Lihtvalgud koosnevad ainult aminohapetest, kompleksvalgud aga lagunevad hüdrolüüsi käigus aminohapeteks ja mitmesugusteks mittevalgulisteks aineteks. Lihtvalkude rühma kuuluvad albumiinid, globuliinid, histoonid, protamiinid, proteinoidid, gluteliinid ja prolamiinid. Albumiinid on kõige levinum valkude rühm, neid leidub kõigis loomade ja taimede kudedes, nad lahustuvad hästi vees ja küllastumata soolalahustes. Globuliinid on loomade kehas kõige arvukam valkude rühm. Histoonid on tuumavalkude rühm, mille molekulid sisaldavad 20–30% diaminomonokarboksüülhappeid (lüsiin, arginiin) ja tsüklilist aminohapet - histidiini. Histoonid määravad suuresti DNA ja desoksünukleoproteiinide ainulaadse struktuuri tuumas, mis on valkude biosünteesi vajalik tingimus. Protamiinid on valgud, mida iseloomustab suur diaminomonokarboksüülhapete sisaldus (50–80%). Protamiinid, nagu histoonid, moodustavad nukleoproteiinide valguosa. Proteinoidid – tugikudede valgud – luud, kõhred, kõõlused, sidemed, vill, karvad, kabjad. Prolamiinid on rühm taimseid valke, mida leidub peamiselt teraviljaseemnetes. Prolamiinide eripäraks on hea lahustuvus 60-80% etanoolis. Gluteliinid on suur rühm taimseid valke, mis lahustuvad ainult nõrkades leeliste lahustes (0,2%). Neid leidub koos prolamiinidega teraviljataimede seemnetes Kompleksvalkude rühma kuuluvad: nukleoproteiinid, kromoproteiinid, fosfoproteiinid, glükoproteiinid, lipoproteiinid, metalloproteiinid ja ensüümvalgud. Nukleoproteiinid koosnevad lihtsast valgust ja nukleiinhapetest. Nukleoproteiine moodustavad valgud on kõige sagedamini esindatud histoonide ja protamiinidega. Kromoproteiinid koosnevad lihtsast valgust ja mõnest värvilisest mittevalguühendist. Fosfoproteiinid koosnevad lihtsast valgust ja fosforhappe jääkidest. Glükoproteiinid on kompleksvalkude rühm, mis koosneb lihtsast valgust ja mittevalgulisest osast, mis koosneb süsivesikutest, süsivesikute derivaatidest (heksuroonhapped), väävel- ja äädikhappest.
Selle eesmärgi saavutamiseks allutatakse veri ja moodustunud elemendid kuumusele - koagulatsioonile.
Kuumutamise käigus muutuvad veres ja veretoodetes sisalduvate valkude omadused. Kõige iseloomulikumad ja põhilised muutused kuumutamisel on lahustuvate valkainete termiline denaturatsioon. Denaturatsiooniprotsessis toimub valgu molekuli struktuuri muutus, mis toob kaasa märgatavad muutused omadustes ilma koostist häirimata. Globulaarsed valgud kasutavad polüpeptiidahelaid, mis on volditud voldidesse, moodustades molekuli gloobulid. Struktuurne ümberkorraldamine toimub kuumutamise ajal valgu molekulis mõne molekulisisese sideme katkemise tulemusena.
Denatureeritud valk erineb looduslikust proteiinist paljude omaduste ja omaduste poolest. Temperatuur, mille juures denaturatsioon toimub, erineb erinevate valkude puhul, kuid on konstantne konkreetse valgu puhul. Niisiis, vere albumiin denatureerub temperatuuril 67 ° C, globuliinid - 69-75, fibrinogeen - 56, hemoglobiin - umbes 70 ° C. Seega lõppevad peamised denaturatsioonimuutused verevalkudes temperatuuril umbes 70 °C. Neutraalsed leelismetallisoolad, näiteks lauasool, suurendavad valkude vastupidavust kuumdenatureerimisele. Ka 7-12 süsinikuaatomit sisaldavatel suhkrutel ja rasvhapete anioonidel on kõrge kaitseefekt. Selliste ainete võimet suurendada valkude vastupanuvõimet denaturatsioonile saab kasutada vere ja selle plasma kontsentreerimisel aurustamise teel kõrgematel temperatuuridel.
Valkude denaturatsiooniprotsessi iseloomulikud tunnused hõlmavad valkude vees lahustuvuse kaotust, bioloogiliselt aktiivsete valkude, eriti ensüümide bioloogiliste omaduste kadumist, paremat seeduvust seedetrakti ensüümide mõjul ja võime kaotust. kristalliseeruma.
Denatureerimise tulemusena võivad polüpeptiidahelate vahel tekkida kaootilised sidemed nii molekuli sees kui ka erinevate valkude molekulide vahel. Selliste muutuste tagajärjeks on valkude hüdrofiilsuse kadu, nende agregatsioon, koagulatsioon. See moodustab lahustumatu trombi. Koagulaadi edasise kuumutamisega kaasneb selle tihendamine koos osa vedeliku vabanemisega. Vere valkude koagulatsioon kuumtöötlemisel toimub alati ja kiireneb temperatuuri tõustes.
Valkude kuivkuumutamise (ilma veeta) tingimustes kõrgel temperatuuril toimub pürogeenne protsess, mis põhjustab tumeda värvusega lagunemissaaduste moodustumist. Nende muutuste tulemusena tekib seadme pinnale koorik, mis halvendab soojus- ja massiülekannet jahutusvedeliku (auru) ja töödeldava tooraine vahel. Seetõttu pikeneb protsessi kestus ning kulutatakse täiendavalt soojust ja elektrit.
Valkude pürogeenset lagunemist saab vältida koagulaadi või vere lühiajalise kuivatamisega kõrgel temperatuuril. Soojuse ja massiülekande parandamiseks perioodilise toimega kuivatites koos vere või veretoodetega laaditakse neisse väike kogus luud, mis töötlemise käigus puhastab aparaadi sisepinnalt toormaterjalide koore.
Vere ja veretoodete kuumtöötlusega kaasneb ka veeslahustuvate vitamiinide kadu. Väikseima vastupanuvõimega on C-, D-, B-vitamiinid, nikotiin- ja pantoteenhape.
On kindlaks tehtud, et toiduvalmistamise ajal on tiamiini (vitamiin B 1) kadu 50% ja riboflaviini (vitamiin B 2) - 35%.
Vere hüübimiseks, et valgu koagulatsioon oleks lõpule viidud, piisab selle kuumutamisest temperatuurini 80 ° C. Praktikas viiakse temperatuur 80-90 ° C-ni. Samal ajal sureb märkimisväärne hulk veres sisalduvaid mikroorganisme. Hüübimisprotsess loetakse lõppenuks, kui veri omandab ühtlase pruuni või pruunikaspunase värvuse.
Valkude koagulatsiooni saab läbi viia terava või kurdi auruga. Sagedamini kasutatakse elavat auru, mille jaoks kasutatakse avatud tüüpi metallanumaid, mille külge on ühendatud aurutorustik, mis lõpeb perforeeritud mähisega. Selle meetodi abil laaditakse koagulaat käsitsi maha.
Koaguleerimine väljapuhumismahutites võimaldab kombineerida koagulatsiooni, transportimist ja niiskuse osalist eraldamist ühes seadmes. Protsess viiakse läbi järgmiselt. Pärast vere laadimist paaki lastakse sellesse (alumise spiraali kaudu) elavat auru, kuni selle joa hakkab väljalasketorust väljuma (umbes 15 minuti pärast). Koagulatsiooni lõppedes auru juurdepääs peatatakse ja massil lastakse 5 minutit settida, seejärel võetakse settinud vedelikust proov. Kui see on pruuni värvi ja ei muutu temperatuurini 100 ° C kuumutamisel häguseks, tähendab see, et settimisprotsess on lõppenud. Vastasel juhul jätke mass ülevoolupaaki veel 10-15 minutiks. Setinenud vedelik juhitakse äravoolutoru kaudu aparaadi põhja ja pärast väljalasketoru sulgemist lastakse aur selle ülemises osas asuva aurutorustiku kaudu ülevoolupaaki. Sel juhul puhutakse hüübinud veri läbi torujuhtme 2-3 minutiks vaakumkatlasse või kuivatisse.
Vere hüübimisel kurtide auruga kulgeb kuumutamisprotsess ebaühtlaselt ja pika aja jooksul ning küttepinnale tekib kalgendatud valkude kiht, mis halvendab soojusülekannet ja raskendab küttepinna puhastamist.
Tõhusam koagulatsioon saavutatakse kruvi- ja injektortüüpi pidevate koagulaatorite kasutamisel.
Kruvi tüüpi pidev koagulaator on ühe seinaga metallanum, mille sfääriline põhi on väljast isoleeritud. Sellel on kruvi. Koagulaator on varustatud tihedalt kinnituva laadimisluugiga kaanega (suu läbimõõt 200 mm) ja perioodiliselt avaneva sööturiga, mis tagab aparaadi tööosale ühtlase sundverevarustuse ja hoiab ära auru kadu atmosfääri. Pöörlemine edastatakse teole läbi ketiratta. Sööturit juhitakse kruvivõllilt (pöörlemiskiirus 0,2 s -1) läbi veoratta, kettajami ja ketiratta.
Koagulaatori otsaosas laadimisluugi lähedal on auruklapp ja perforeeritud toru, mille kaudu juhitakse seadmesse aur rõhuga vähemalt 0,2 MPa. Tühjendusluuk asub seadme vastasotsas.
Vere hüübimine toimub järgmiselt. Koguveri (koos trombidega) kogumispaagist siseneb seadmesse raskusjõu mõjul 38–50 mm läbimõõduga veretoru kaudu, mis puutub kokku elava auruvooluga, mida kuumutatakse 15 sekundiks temperatuurini 90–95 °C. Auru ja vere samaaegsel varustamisel luuakse tingimused nende voolamiseks ja intensiivseks segamiseks, mis välistab ülekuumenemise ja hoiab ära suurte tükkide moodustumise. Tigu viib koagulaadi edasi aparaadi vastasotsa, kus see laaditakse maha läbi 360 mm läbimõõduga luugi. Kruvi kiirusel 0,1 s -1 tühjendatakse koagulaat 1,5 minutit pärast vere sisenemist aparaati. Koalestseerimiskruvi pigistab välja osa vedelikust, mis sisaldab 0,3% valku. Koagulaatori võimsus täisvere jaoks on 120 kg/h. Seda saab reguleerida laadimisluugi ette veretorustikule paigaldatud korkkraani abil. Pärast 3-4 tundi töötamist puhastatakse aparaat teo külge kleepunud verest. Selleks avage aparaadi kaas ja peske vooliku abil tigu ja pöörlev kuumaveeandur.
Alfa Lavali (Rootsi) injektor-tüüpi koalesser on silindriline paak, mille sisse on paigaldatud auruotsiku ja võrekambriga varustatud segisti. Toru kaudu sisenev veri purustatakse auruga intensiivselt õhukesteks ojadeks. See koaguleerub, läbib drosselklapi ja siseneb düüsi kaudu väljalasketorusse, mis suunab selle edasiseks töötlemiseks. Hoorattaga reguleeritava drosselklapi olemasolu koagulaatoris võimaldab seada paigaldise vajaliku läbilaskevõime, massi (vere ja auru) segunemisastme, aga ka rõhu väljalasketorus. Selle disaini eeliseks on võime reguleerida vere hüübimisprotsessi. Küll aga võib veri kleepuda drosselklapi külge, kui keerates aurujuga segistist väljalasketorusse.
Ulan-Ude lihapakkimiskombinaat on välja töötanud ja opereerib verehüübimise agregaadi, mis koosneb sfäärilise põhjaga ristkülikukujulisest metallkorpusest ja teost vere segamiseks hüübimise ja koagulatsiooni mahalaadimise ajal. Korpuse kattesse on paigaldatud perioodiliselt avaneva sööturiga laadimisluuk, mis tagab ühtlase verevarustuse ja hoiab ära auru kadu atmosfääri. Korpuse mõlemal küljel on kolm liitmikku auru varustamiseks rõhul 0,2-0,3 MPa. Koagulaatori vastasotsa põhjas on tühjendusluuk. Vere lekke vältimiseks paigaldatakse koagulaator sööturi poole kaldu. Tegu käitab elektrimootor läbi käigukasti ja kettajami. Toitevõlli pöörlemine toimub teo võllilt läbi kettajami ketirataste. Koalestsori kõik pöörlevad osad peavad olema kaitstud.
Vere hüübimine toimub järgmiselt. Gravitatsioonijõul läbi sööturi koagulaatorisse voolates ja elava auru vooluga kokku puutudes kuumutatakse veri temperatuurini 90–95 °C, koaguleeritakse, segatakse kruviga ja liigub väljalaskeluuki.
Kirjeldatud konstruktsiooni paigalduse kasutamine tagab protsessi järjepidevuse, täielikuma ja ühtlasema vere hüübimise.
Tegelik aurukulu hüübimisprotsessiks on 12-13 kg 100 kg vere kohta. 80% niiskusesisaldusega koagulaadi saagis täisvere koaguleerimisel on 80% ja fibriini koaguleerimisel 75% lähteainest. Koagulaadi niiskusesisaldus sõltub koagulatsioonimeetodist, kuid jääb üsna kõrgeks - elava auru kasutamisel 86-87,5% ja kurtide auruga kalgendades 76-81%.
Eelnev niiskuse eemaldamine koagulaadist enne kuivatamist on oluline, kuna see võimaldab vähendada soojuse tarbimist.
Vere koagulaadi dehüdratsiooniks osutusid kõige tõhusamaks settimistsentrifuugid, mille toimepõhimõte on järgmine. Koormatud massi tahked osakesed, mille tihedus on suurem kui vedelfaas, sadestuvad tsentrifugaaljõu toimel rootori külgseintele, moodustades pöörlemisteljele lähemale rõngakujulise kihina. Pidevates tsentrifuugides toimub koagulaadi laadimine ja eraldatud komponentide eemaldamine töötamise ajal.
Vere koagulaadi dehüdratsiooniks kasutatakse kõige laialdasemalt settimistüüpi pidevaid kruvitsentrifuuge.
Pidevalt töötav tsentrifuug OGSH-321K-01 koosneb raamist, rootorist, mille sisse on paigutatud planetaarkäigukastiga kruvi, mis saab pöörlemise otse rootorilt (viimase tihvtid on kahes toes). Tsentrifuugi põhiseade on silindriline rootor, mis paikneb horisontaalselt kahel laagril (paremal ja vasakul). Rootor suletakse otsast rõngaste-korkidega, millega see toetub laagritele.
Rootorit käitab elektrimootor, mis kasutab kiilrihmülekannet, mis on kaitstud korpusega. Rootori sees on kruvi, mis on ette nähtud koagulaadi transportimiseks rootori mahalaadimisakendesse. Pöörlemine edastatakse spetsiaalse planetaarkäigukasti kaudu, mis tagab kruvi pöörlemise rootoriga samas suunas, kuid teatud viivitusega. Kruvi ja rootori pöörlemissageduse erinevus loob tingimused setete sunnitud liikumiseks piki rootori sisepinda. Rootori ja kruvi õõnsatest tangidest läbib toitetoru, mille kaudu koaguleerunud veri juhitakse kruvitrumli siseõõnde, kust see paiskub läbi akende rootori sisemisse õõnsusse.
Kokkupandud rootor koosneb kolmest põhiosast: vasak- ja parempoolsest tiivast ning õõnsast silindrilisest trumlist. See pöörleb kahel tugilaagril. Rootori rõngad toimivad samaaegselt põhjadena, mis katavad trumli otsast. Parema trelli otsapinnal on äravooluaknad, mis on kaetud äravoolu poolketastega. Nende aukude kaudu voolab eraldatud vesi. Rootori vasakpoolse hari otsapinnal on aknad pressitud koagulaadi mahalaadimiseks.
Kruvi on üks tsentrifuugi põhikomponente. See on mõeldud koagulaadi transportimiseks ja koosneb õõnsast silindrilisest trumlist, mille välispinnale on keevitatud spiraalsed pöörded. Õõnestrumli sisse tehakse vaheseinad, mis moodustavad massi vastuvõtmiseks kolm kambrit. Kambritel on kaheksa mahalaadimisakent. Kruvitrumli otste külge kinnitatakse tihvtid, mis moodustavad kruvi tugikaelad. Tigu vasakpoolne tiib on varustatud splainidega, mis on ühendatud planetaarkäigukasti teise astme kanduriga. Tegu toetuvad rootori rõngastigudesse paigaldatud laagritel olevatele tangidele. Rootori parempoolsesse karkassi on paigaldatud sügava soonega kuullaager, mis tajub kruvilt tekkivaid aksiaalseid koormusi, mis tekivad pressitud koagulatsiooni transportimisel kruvi abil tühjendusakendele.
Planetaarne käigukast on ette nähtud rootori pöörlemise ülekandmiseks teole. Reduktor koosneb valatud silindrist, mille külge kruvitakse otstest kaaned. Parempoolne kate on kinnitatud ääriku külge, mis on paigaldatud rootori vasaku haru külge. Käigukasti kaanesse on rootoripoolses osas paigaldatud kummist mansetid, mis takistavad õli lekkimist käigukastist ning tolmu ja mustuse sattumist sinna.
Käigukasti korpusesse on paigaldatud kaks käigukasti esimese ja teise astme sisemise ülekandega hammasvelge. Need on paigaldatud laagritele. Esimese etapi kandurisse on paigaldatud kaks ja teise etapi kandurisse kolm satelliiti, mis on ühendatud samaaegselt velgede ja keskmiste hammasratastega.
Korpus on kaitseks võõrkehade sattumise eest rootori pöörlevatesse osadesse. Lisaks takistab see vedela fraktsiooni tungimist presstoote kambrisse. Korpuse siseosas on vasak ja parem kamber. Pressitud tahke fraktsioon (koagulaat) siseneb vasakusse kambrisse ja vedel fraktsioon (vesi) paremasse kambrisse.
Tsentrifuugi rootor on toestatud kahele laagrile, millest kumbki koosneb korpusest, kattest, kahest külgkattest ja sügava soonega kuullaagrist. Käigukasti kaitsemehhanism kaitseb tsentrifuugi käigukasti ja kruvi ülekoormuse ja purunemise eest. Kaitsemehhanismi korpusesse on paigaldatud vedru, mis tajub tsentrifuugi töötamise ajal tekkivaid jõude.
Hetkelise olulise ülekoormuse või tigu kinnikiilumise korral lükkab hoob nukkhoova ümber ning viimasele kinnitatud plaat vajutab kaitsemehhanismi korpusele paigaldatud mikrolüliti nuppu, mis on lukustatud kaitsemehhanismi korpusega. tsentrifuugi mootor. Samal ajal lülitatakse elektrimootor välja ja helisignaal lülitub sisse. Planetaarkäigukast on kaitstud korpusega.
Tsentrifuugis koaguleeritud vere dehüdratsiooniprotsess toimub järgmiselt. Temperatuuril 80–90 ° C kalgendunud veri siseneb toitetoru kaudu rõhul 9,5–14,2 kPa koonilise trumli sisemisse õõnsusse, kus tsentrifugaaljõudude toimel eraldatakse koagulaadi tahke fraktsioon. vedelikust (veest). Koagulaat ladestatakse pöörleva rootori seintele ja transporditakse seejärel kruvi abil tühjendusakendele, dehüdratsioonitsoonis eemaldatakse niiskus koagulaadist. Vedelik temperatuuriga 70-72 °C tormab rootori laiema külje poole ja paiskub läbi parempoolse tihvti äravooluavade korpuse vastuvõtukambrisse, kust see oma massi toimel alla kukub. Tahke fraktsiooni vedelikust eraldamise, koagulaadi mahalaadimise ja tsentraadi tühjendamise protsess toimub pidevalt. Koaguleeritud massi läbimise ja fraktsioonideks eraldamise kestus läbi tsentrifuugi rootori on 15 s. Kui koaguleeritud veri suunatakse pumba abil tsentrifuugi, ei tohiks ülerõhk ületada 0,095 MPa.
Koaguleeritud vere torujuhtme toitetoru läbimõõt peaks olema 50,8 mm raskusjõu toimel ja 38,1 mm pumba abil. Tsentrifuugi lähedusse asetatakse manomeetriga juht- ja sulgeventiilid. Süsteemi juhtventiili taha on ühendatud survevoolik, mille kaudu juhitakse vett trumli loputamiseks ja täitmiseks enne käivitamist.
Kui hüübinud veri sisaldab suures koguses tahkeid osakesi, on soovitav viia tsentrifuugi kuum vesi vahetult pärast tsentrifuugi käivitamist, enne kui see siseneb. Trumli puhastamiseks töö lõpus piisab selle loputamisest puhta veega ilma elektrimootorit välja lülitamata.
Tsentrifuugi käivitamine toimub järgmiselt. Enne käivitamist on vaja veenduda, et käigukast ja laagrid on määritud. Seejärel lülitatakse lühikeseks ajaks elektrimootor sisse ja kontrollitakse selle kaasamise õigsust - koaguleeritud verevarustuse küljelt vaadates peaks rootori pöörlemine olema päripäeva. Kui tsentrifuug saavutab määratud kiiruse, tarnitakse koaguleeritud verd.
Tsentrifuugi töötamise ajal on vaja perioodiliselt jälgida õli kuumenemist käigukastis, põhilaagrite temperatuuri. Seega ei tohiks õli kuumutamise temperatuur laagrites ületada 60-65 °C. Masina kallal on võimalik töötada ainult suletud kaanega, mis peab olema tugevalt vastu korpust surutud. Tsentrifuugi ei saa sisestada vedelat massi, mis sisaldab suuremaid kui 5-6 mm tükke. 100
Viimastel aastatel on rakendust leidnud pidevalt töötavad vere hüübimise ja koagulatsiooni dehüdratsiooni seadmed. Vere töötlemine nendes asutustes on järgmine. Veretorustiku kaudu filtreeritud veri siseneb kollektorisse, kust see pumbatakse kruvipumba abil 400 dm 3 mahutavusega segajaga vaheanumasse. Siin kuumutatakse verd elava auruga temperatuurini 55 ° C, mis välistab selle hüübimise. Kuumutatud veri voolab kergesti läbi toru spetsiaalse kiirusregulaatoriga varustatud kruvipumpa, mille võimsus on 2-3 m 3 /h, mis varustab verega pidevat aurukoagulaatorit. Koagulaatorisse antava auru kogust reguleerib sõltuvalt hüübinud vere temperatuurist klapp, mida on soovitatav hoida koagulaatorist väljudes 80 °C.
Käsirattaga reguleeritava gaasihoova olemasolu koagulaatoris võimaldab seadistada paigaldise vajaliku läbilaskevõime, rõhu väljalasketorus ning vajaliku vere ja auru massi segamise astme. Pumba tekitatud rõhu all kalgendunud veremass juhitakse settimistsentrifuugi, kus sellest pressitakse välja kuni 75% vett. Samal ajal saadakse dehüdreeritud koagulaat. Eraldatud vesi juhitakse läbi lehtri kanalisatsiooni. Dehüdreeritud koagulaat siseneb kuivatamiseks laskumisse. Pesemisseadmete veevarustus toimub torustike kaudu.
1000 kg vere soojendamiseks temperatuurini 20–90 °C kulub 130 kg auru. See annab 387 kg veetustatud koagulaati ja 743 kg vett. Dehüdreeritud koagulaat sisaldab 49% kuivjääki ja 51% vett ning tsentrifuugitud vesi sisaldab 1,3% kuivjääki. Seega võimaldab koagulaadi töötlemisprotsess tsentrifuugis eemaldada ligikaudu 75% algveres olevast veest. Kuivjäägi kogukadu on 10 kg 1000 kg vere kohta, mis on 5% selle sisaldusest 1000 kg veres.
Võimalus eraldada tsentrifuugimisega 75% lähteaines olevast veest võimaldab säästa 724 kg auru iga 1000 kg töödeldud vere kohta, mis on vajalik niiskuse aurustamiseks dehüdreeritud vere kuivatamisel.
Pideva koagulaadi dehüdraatorit on lihtne hooldada, see lühendab vere töötlemise aega ja annab kõrge valgusisaldusega toote. See hõivab väikese tootmispinna (võimsusega 600 ja 2200 kg / h - 5,5 m 2).
Lisaks termilisele koagulatsioonile töödeldakse verd kemikaalidega, et maksimeerida valkude vabanemist. Seda töötlemismeetodit nimetatakse vere keemiliseks koagulatsiooniks. USA-s kasutatakse veiste ja sigade vere keemiliseks koagulatsiooniks naatriumpolüfosfaati, raudtrikloriidi, ligniini ja naatriumlignosulfonaati. Vere töötlemine nende ainetega viiakse läbi happelises keskkonnas pH 3,5-4,5 juures. Saadud koagulaat neutraliseeritakse leelistega ja töödeldakse tsentrifuugis dehüdratsiooniks. Vere hüübimisel osutus kõige tõhusamaks naatriumlignosulfonaat. Keemilise koagulatsiooni eeliseks on protsessi lihtsus ja vähenenud aurukulu.
Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.
