专利名称：一种蛋白膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种利用畜禽毛角硬蛋白制造的蛋白膜及其制备方法。
背景技术：
目前大量的畜禽毛如禽类鸡鸭鹅毛、畜类废猪牛羊毛，家畜角如牛羊角、猪牛羊蹄壳等，本发明将这些原料统称为畜禽毛角硬蛋白。这些畜禽毛角硬蛋白大都当成垃圾丢弃，严重的污染环境，没有得到合理的开发利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用畜禽毛角硬蛋白为原料制造能替代农用塑料膜或包装膜的蛋白膜。
本发明的蛋白膜主要成份是蛋白质，利用畜禽毛角硬蛋白为原料采用如下方法制得(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)制膜将蛋白胶水浴加热并加入增强剂、增塑剂搅拌均匀后涂膜、烘干、揭膜，得蛋白膜。
本发明的另一目的是提供这种蛋白膜的制备方法。
本发明的蛋白膜以畜禽毛角硬蛋白为原料，采用如下方法制备(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)制膜将蛋白胶水浴加热并加入增强剂、增塑剂搅拌均匀后涂膜、烘干、揭膜，得蛋白膜。
对杂色畜禽毛角硬蛋白软化压干后，用3-8％H2O2溶液，在60-90℃条件下浸泡至无色后，过滤并回收H2O2。
本发明中的强碱可选用NaOH、KOH等。蛋白酶可选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶等。制膜时，采用现有技术加入增强剂、增塑剂，增强剂可选用聚乙烯醇、羧甲基纤维素等，增塑剂可选用丙三醇、乙二醇、二缩三乙二醇等。
本发明还包括中间体蛋白胶及其制备方法。
将制备方法(4)中所得蛋白胶干燥冷却后即得本发明的中间体固体蛋白胶。
本发明的蛋白膜主要成分是蛋白质，其用途十分广泛。可制成不同规格的不防水蛋白膜、防水蛋白膜，成为全降解无污染的塑料膜代用品。不防水蛋白膜可作地膜使用，达到塑料地膜的增加积温效果，雨季来临后不防水蛋白膜就溶于水，变成有机氮肥对植物生长十分有利，既减少了塑料对环境的污染，又增加了肥料。防水蛋白膜可替代农用塑料膜，替代塑料或纸作为包装物，可全降解不污染环境。蛋白膜制备过程中所得的中间体蛋白胶，可作为无污染的粘合剂用于化工、印染等行业。
本发明具有原料丰富、工艺简单、无需复杂的专用设备、成本低、综合利用、不污染环境等优点，应用范围十分广泛，具有极大推广价值，实施后必将产生较大社会效益和经济效益。
具体实施例方式
下面结合给出的实施例和试验例对本发明作进一步描述。本发明不限于实施例，以本发明技术方案所作的等效改变均属本发明保护范围内。
实施例1用猪毛作原料制造不防水蛋白膜选1000公斤杂色猪毛原料制造蛋白膜，其工艺过程如下(1)除去混在猪毛中的大块杂物，再用清水在工业洗衣机中将猪毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干；(2)将猪毛放入不锈钢槽中，加入没过猪毛的1％NaOH水溶液，在室温条件下浸泡96小时，使猪毛变软后用压榨机压干并回收碱液；(3)将软化后的猪毛送入磨式粉碎机中碾碎成10目粗粒；(4)将碾碎后的猪毛放入不锈钢槽中，加入没过猪毛的6％H2O2溶液在70℃条件下浸泡至无色后，送压滤机过滤并回收滤液；(5)将过滤后的猪毛放入不锈钢锅中，加入没过猪毛的1.5‰胃蛋白酶水溶液浸泡24小时后，在常压下煮沸2小时左右使猪毛水解至变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(6)将蛋白胶水浴加热至70℃，降低粘稠度至易搅拌，加入300公斤聚合度1750的聚乙烯醇配制的增强剂溶液和30公斤丙三醇增塑剂，搅拌均匀，涂膜厚度0.012mm，在100℃条件下烘干，揭膜得1250公斤不防水蛋白膜。
聚乙烯醇溶液配制方法在搅拌下把聚乙烯醇倒入10倍量的沸水中，至溶，静止消泡。
实施例2用鸡毛作原料制造不防水蛋白膜选1000公斤白色鸡毛原料制造蛋白膜，其工艺过程如下(1)除去混在鸡毛中的大块杂物，再用清水在工业洗衣机中将鸡毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干；(2)将鸡毛放入不锈钢槽中，加入没过鸡毛的0.4％NaOH水溶液，在室温条件下浸泡72小时，使鸡毛变软后用压榨机压干并回收碱液；(3)将软化后的鸡毛送入磨式粉碎机中碾碎成10目粗粒；(4)将碾碎后的鸡毛放入不锈钢锅中，加入没过鸡毛的0.1‰碱性蛋白酶水溶液浸泡12小时后，在常压下煮沸1小时左右使鸡毛溶解变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)将蛋白胶水浴加热至65℃，降低粘稠度至易搅拌，加入350公斤聚合度1750的聚乙烯醇配制的增强剂溶液和35公斤二缩三乙二醇增塑剂，搅拌均匀，涂膜厚度0.02mm，在100℃条件下烘干，揭膜得1300公斤不防水蛋白膜。
聚乙烯醇溶液配制方法同实施例1。
实施例3用牛羊角作原料制造防水蛋白膜选100公斤杂色牛羊角原料制造蛋白膜，其工艺过程如下(1)把牛羊角用切片机切成片状后，用清水在工业洗衣机中将牛羊角上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干；(2)将牛羊角放入不锈钢槽中，加入没过牛羊角的0.8％KOH水溶液，在室温条件下浸泡72小时，使牛羊角变软后用压榨机压干并回收碱液；(3)将软化后的牛羊角送入磨式粉碎机中碾碎成10目粗粒；(4)将碾碎后的牛羊角放入不锈钢槽中，加入没过牛羊角的4％H2O2溶液在70℃条件下浸泡至无色后，送压滤机过滤并回收滤液；(5)将过滤后的牛羊角放入不锈钢锅中，加入没过牛羊角的0.5‰胰蛋白酶水溶液浸泡48小时后，在常压下煮沸2-3小时使牛羊角溶解变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(6)将蛋白胶水浴加热至70℃，降低粘稠度至易搅拌，加入25公斤聚合度1750的聚乙烯醇配制的增强剂溶液和15公斤丙三醇增塑剂，搅拌均匀，涂膜厚度1mm，在100℃条件下烘干，揭膜得蛋白膜；(7)在蛋白膜上涂防水胶得120公斤防水蛋白膜。
聚乙烯醇溶液配制方法与实施例1相同。
试验例1不防水蛋白膜性能检测实施例1所得不防水蛋白膜，送吉林省塑料产品质量监督检验站检测，检测结果如下。
检测报告省塑检(委)字(2004)第2073号
结论实施例1所得不防水蛋白膜主要成分为蛋白质，产品物理机械性能主要指标达到“农业用聚乙烯吹塑薄膜”优等品国家标准要求。
试验例2不防水蛋白膜降解性能试验将实施例2所得新制不防水蛋白膜(生产日期2004年4月)与自然老化降解后的实施例2所得不防水蛋白膜(生产日期2001年10月)，送吉林省产品质量监督检验院检测，检测结果如下。
检测报告№XS-2004169
结论实施例2所得不防水蛋白膜符合国家环保局包装制品环境标志产品认证技术要求中光降解型膜包装制品降解断裂伸长率保留率≤10％的要求，该产品在自然状态下可完全降解。
试验例3防水蛋白膜性能检测实施例3所得防水蛋白膜，送吉林省塑料产品质量监督检验站检测，检测结果如下。
检测报告省塑检(委)字(2004)第2083号
结论实施例3所得防水蛋白膜主要成分为蛋白质，产品物理机械性能主要指标达到“农业用聚乙烯吹塑薄膜”一等品国家标准要求。
实施例4用鸡毛作原料制造蛋白胶选100公斤杂色鸡毛原料制造蛋白胶，其工艺过程如下(1)除去混在鸡毛中的大块杂物，再用清水在工业洗衣机中将鸡毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干；(2)将鸡毛放入不锈钢槽中，加入没过鸡毛的1％NaOH水溶液，在室温条件下浸泡48小时，使鸡毛变软后用压榨机压干并回收碱液；(3)将软化后的鸡毛送入磨式粉碎机中碾碎成10目粗粒；
(4)将碾碎后的鸡毛放入不锈钢槽中，加入没过鸡毛的5％H2O2溶液在60℃条件下浸泡至无色后，送压滤机过滤并回收滤液；(5)将过滤后的鸡毛放入不锈钢锅中，加入没过鸡毛的0.1‰碱性蛋白酶水溶液浸泡15小时后，在常压下煮沸使鸡毛变粘稠无固形物为止，干燥冷却后得90公斤块状蛋白胶。
经检测实施例4所得蛋白胶，外观淡黄色块状物，半透明，燃烧后有明显的毛发气味；其中各成份含量粗蛋白≥79％、水份≤5％、碳水化合物≤10％、灰份≤3％。
这种蛋白胶无毒，可替代三聚羟氨或脲醛树脂等有毒粘合剂，用于餐盒或某些包装物的生产中，也可替代明胶用在化工、印染等行业，成本明显低于明胶。
权利要求
1.一种蛋白膜，其特征在于利用畜禽毛角硬蛋白为原料采用如下方法制得(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)制膜将蛋白胶水浴加热并加入增强剂、增塑剂搅拌均匀后涂膜、烘干、揭膜，得蛋白膜。
2.如权利要求1的蛋白膜的制备方法，以畜禽毛角硬蛋白为原料，其特征在于采用如下方法制备(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)制膜将蛋白胶水浴加热并加入增强剂、增塑剂搅拌均匀后涂膜、烘干、揭膜，得蛋白膜。
3.根据权利要求2的蛋白膜的制备方法，其特征在于对杂色畜禽毛角硬蛋白软化压干后，用3-8％H2O2溶液，在60-90℃条件下浸泡至无色后，过滤并回收H2O2。
4.根据权利要求2的蛋白膜的制备方法，其特征在于强碱选用NaOH、KOH；蛋白酶选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶。
5.根据权利要求2的蛋白膜的制备方法，其特征在于制膜时，增强剂选用聚乙烯醇、羧甲基纤维素，增塑剂选用丙三醇、乙二醇、二缩三乙二醇。
6.一种蛋白胶，其特征在于利用畜禽毛角硬蛋白为原料采用如下方法制得(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)将(4)中所得蛋白胶干燥冷却后得固体蛋白胶。
7.如权利要求6的蛋白胶的制备方法，以畜禽毛角硬蛋白为原料，其特征在于采用如下方法制备(1)清洗甩干用清水将畜禽毛角硬蛋白上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后甩干，家畜角蹄壳切片后清洗甩干；(2)软化压干加入没过畜禽毛角硬蛋白的0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡24-96小时，使畜禽毛角硬蛋白变软后压干并回收碱液；(3)碾碎将软化后的畜禽毛角硬蛋白碾碎；(4)水解加入没过碾碎后的畜禽毛角硬蛋白的0.1-1.5‰的蛋白酶水溶液浸泡12-48小时后，在常压下煮沸水解至畜禽毛角硬蛋白变粘稠无固形物为止，得蛋白胶；(5)将(4)中所得蛋白胶干燥冷却后得固体蛋白胶。
全文摘要
本发明提供一种利用目前大量的畜禽毛如禽类鸡鸭鹅毛、畜类废猪牛羊毛，家畜角如牛羊角、猪牛羊蹄壳等畜禽毛角硬蛋白，采用软化、碾碎、水解等工艺制备的蛋白膜及其制备方法。这种蛋白膜可制成不同规格的不防水蛋白膜、防水蛋白膜，成为全降解无污染的塑料地膜、塑料膜或包装纸的代用品。蛋白膜制备过程中所得的中间体蛋白胶，可作为无污染的粘合剂用于化工、印染等行业。本发明具有原料丰富、工艺简单、无需复杂的专用设备、成本低、综合利用、不污染环境等优点，应用范围十分广泛，具有极大推广价值，实施后必将产生较大社会效益和经济效益。
文档编号C08L89/04GK1631983SQ200410011190
公开日2005年6月29日 申请日期2004年10月31日 优先权日2004年10月31日
发明者才景志 申请人:才景志