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BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS APPORTES OU RELATIFS AU TRAITERENT
DES COMPOSITIONS DE PROTEINE.-
Cette invention concerne les compositions de protéine et leurs traitements dans le but d'enlever et empêcher le développement d'odeurs indésirables dans celles-ci. Elle con- cerne spécialement des dispersions ou suspensions de protéines dans des liquides, et des pellicules sèches, fibres et autres formes produites à partir de ces dispersions ou suspensions.
Les protéines préparées commercialement contiennent d' habitude une petite proportion des matières huileuses ou gras- ses ordinairement présentes dans les sources à partir desquelles elles sont dérivées et également des quantités variant assez largement de produits de-décomposition résultant de l'action de microorganismes sur les protéines pendant leur récupération ou à l'entreposage ultérieur. Est également habituellement
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présente une certaine quantité de substances résultant de l'hydro- lyse chimique normale des protéines.
La plupart de ces substances donnent aux protéines une odeur indésirable Qui peut être parti- culièrement nauséabonde lorsque cette décomposition ou hydrolyse s'est poursuivie jusqu'à un point inusité dû à un procédé impro- pre ou à l'emmagasinement dons des conditions de forte humidité.
Les protéines animales, telles que la caséine et l'albumine, et les protéines d'origine végétale, telles que la protéine de mais ou de bléet la protéine de soya, sont très employées dans la fabrication d'adhésifs et d'apprêts, de fibres et de pellicules synthétiques, de plastiques, de peintures, et de pellicules de peinture. L'odeur indésirable présente dans les matières de pro- téine est fréquement transportéedans les produits finis, les rendant moins attractifs. Ceci est spécialement vrai en ce qui concerne les pellicules de peinture qui, étant appliquées sur des surfaces relativement grandes, telles que les murs d'une chambre, peuvent dégager des odeurs indésirables au point d'en êtrs nauséabondes.
D'autres produits contenant des protéines, tels que ceux sous la forme de fibres synthétiques) peuvent avoir de même une odeur nauséabonde,surtout lorsqu'ils sont humides . Comme les pellicules et autres produits manufacturés contenant des protéines 'Vieillissent à l'exposit.'.on à l'air, ils présentent habituellement une atténuation graduelle do 1'odeur indésirable, résultant pro- bablement de l'oxydation des produits de décomposition en sub- stances gazeuses qui sont libérées dans l'air. De nombreux essais ont été faits pour réduire ou neutraliser ces odeurs par l'addi- tion de'matières antiseptiques ou germicides variées telles que le phén-ol,
les phénols chlorurés et autresgermicides ou par lad- dition d'un parfum ou toute autre matière de dissimulation et pour changer ainsi l'odeur apparente en une odeur moins nauséabonde.
Les germicides peuvent jouer un rôle préservatif ou de conserva- tion en retardant ou en éliminant toute activité ultérieure de microorganismes et empêcher ainsi la format-ion ultérieure de ma-
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tières de décomposition, mais ils n'enlèvent pas ces odeurs déjà présentes dans les/protéines ainsi traitées. Souvent, l'emploi de ces antiseptiques donne lieu à une odeur de combinaison qui, bien q que d'une naturel:' différente, est tout aussi indésirable que 1' odeur originale. Les matières de parfum, en raison de leur haute volatilise, sont sujettes à être rapidement éliminées de la matière des protéines.
Cette élimination peut avoir lieu avant qu'une ré- duction sensible de l'odeur de protéine nauséabonde par vieillisse- ment naturel/se soit produite et l'odeur nauséabonde réapparaîtra alors.
Un but de la présente invention est de fournir un traite- ment pour les protéines et les matières contenant des protéines, grâce auquel les odeurs déplaisantes,présentes dans les protéines avant un tel traitement,sont détruites.
Un autre but de la présente invention est de réaliser ce qui précède à un certain état avant que la protéine n'atteigne le stade du produit final.
Un autre but de l'invention est de fournir un traitement pour accomplir la désodorisation des protéines et des matières contenant des protéines, de façon à les rendre plus résistantes au développe- ment ultérieur d'odeurs nauséabondes résultant de la décomposition ou hydrolyse ultérieure.
On a trouvé que lorsque la protéine elle-même ést traitée avec certains agents d'une nature oxydante, une réduction ou élimi- nation sensible de l'odeur dans la protéine et les matières produit tes .. partir de celle-ci,est réalisée. Sans désirer être lié par cette théorie, on croit que le traitement effectue la 'destruction des produits de décomposition de la protéine, et de certain* sub- stances odorantes contenues dans les impuretés huileuses et grasses fréquentes généralement/dans la protéine, en les convertissant en substances finalement gazeuses qui quittent alors le mélange. Il est également probable que ce traitement produit une inhibition de l'action soient enzymatique, bien que les réactions exactes qui ont lieu incon- nues.
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.L'addition des pgents de cette invention, ==>.-.r i o'cubres r6sultas,parait rendre stérile la protéine ou la ratière conte- nint (le la protéine. Cette action antiseptique peut, jusqu'à un certain point, continuer après le trcitenent et de ce fait amélio- rer la résistance 8..une éventuelle contamination ultérieure due 6.U:I: bactéries, ou inoculation :.e. bactéries ou p r infection extérieure, mais pour assurer uns w,rotection contre cette contami- nation ultérieure possible, l'addition d'un antiseptique cisssioue esb recommandée, bien <;v.e c81' ne constitue pas une partie essentièl le de l'invention . Le phénol et les composés du phénol chloru- rés sont particulièrement utiles dans ce but.
La destruction ou la. neutralisation de la matière contenue dans les protéines et produisant l'odeur, selon t l'invention,est réalisée en ajoutant l'agent désodorisent à la protéine, soit au cours de sa séparation soit au cours de lasolubilisation ou dis-
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persion de la protéine dents un liquide aqueux,soit comme addition après que la dispersion de la protéine a été réalisée. Lorsque la dispersion est provoquée avec l'aide de l'un des agents de so lubilisation alcalins usuels, ces agents désodorisants ayant des caractères alcalins importants,tels que le perborate de sodium
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et le peroxyde de sodium, par exemple, peuvent être emi>loyés,con- jointement comme addition à ceux-ci ou comme substitut partiel ou total.
Les composés qui se sont révélés effectifs cornue agents clés-
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oéorislants sont tous d'une nature oxydante en ce sens qu'ils sont capables de libérer de l'oi:yg;1,ne naissant dans les conditions d'ad dition. Ils peuvent être des composés inorganiques,tels que des perborates,pGrçhlorates,xrsulfate.'3 métalliques et des peroxydes de l'eau oxygénée et analogues, ou ils peuvent être des composés organiques solubles tels que, par exemple, de l'hydroperoxyde de butyle tertiaire ou du peroxyde'de benzoyle.
En Général, les agents appropriés comprennent toute, substance qui contient de l' /de décomposition oxygène disponible pour l'oxydation des produits oxydables/du
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soufre phosphoriiëMXou des corps organiques contenant de l'azote.
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La quantité de l'agent ajouté requis pour réaliser les buts de la présente invention dépend de la mesure dans laquelle la décomposition s'est produite dans la matière de protéine et dans les impuretés grasses ou uileuses présentes, aussi bien que de l'agent particulier employé. Avec du perborate de sodium ajouté comme réactif oxydant à une dispersion alcaliné de protéi- ne,par exemple, une quantité équivalente de 1 à 5 % du poids de la protéine est habituellement amplement suffisante. Si cependant, la protéine a été préparée dans des conditions pauvres ou a été exposée pendant une période prolongée à un entreposage très hurai- de et chaud, on peut trouver que la décomposition doit être pous- sée jusqu'à un point nécessitant de plus grandes quantités du ré- actif désodorisant.
Vu que différents agents désodorisants va- rient quant à la quantité d'oxygène disponible, il faut évidem- ment s'attendre à ce que la quantité requise varie suivant 1' agent particulier choisi. Ainsi, on a trouvé que le peroxyde de benzoyla, par exemple, doit être employé dans une quantité pres- que deux fois aussi grande que lorsque le perborate de sodium est employé pour un échantillon donné de protéine.
Le choix de l'agent désodorisant et la quantité employée doivent à la fois être évidemment commandés jusqu'à un certain point par le but auquel la protéine doit satisfaire . Par exemple, lorsque l'usage projeté pour une dispersion de protéine restreint son alcalinité permise ou l'alcalinité résiduelle (c'est-à-dire la quantité d'alcali retenue dans le poduit final), la nature et la quantité de l'agent désodorisant employé doivent être compensées par la limite d'alcalinité permise lorsqu'on emploie un agent qui fera varier la concentration alcaline dans la dispersion ou dans le produit final. Ou bien, là où un alcali est employé pour la solubilisation de la protéine, la quantité d'agent solubilisant peut être réglée pour compenser'l'effet de l'agent désodrisant sur l'alcalinité de la dispersion.
L'utilité de cette invention n'apparaît pas être limitée par la protéine particulière contenue, car. elle est applicable
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à toutes les protéines ordinaires employées dans le commerce,telles que la caséine, la protéine de maïs, l'albumine, la protéine de soya et la protéine de graine de lin et à leurs mélanges.
De même, sauf que leur choix et leur Quantité doivent être commandés comme décrit ci-dessus, l'invention peut être employée avec n'importe lequel des agents ordinaires de solubilisation de la protéine,acides ou alca- lins, tels que l'ammoniaque,la potasse ou la soude caustique, le carbonate de sodium,le borax,une base organique ou une autre base ou sel alcalin, le fluorure de sodium, l'acide lactique et analo- gu,es .
En réalisant l'invention, on préfère traiter la protéine avec l'agent désodorisant durant la préparation de la protéine et tan- dis qu'elle est bien dispersée,quoique,ainsi qu'il a été mentionné, le traitement peut être appliqué directement à la protéine pendant l'opération de solubilisation, ou même pendant se fabrication.
Dans le procédé préféré.la protéine ou mélange de protéines est d'abord solubilisé d'une des manières habituelles, cornue en trempant la protéine.dans l'eau jusqu'à ce qu'elle soit complètement mouillée, et en ajoutant alorsun agent de solubilisation suffisant pour dissoudre ou disperser entièrement la protéine.
Il peut exister une grande diversité dans ce.procédé selon le but dans lequel la dispersion est faite et le choix de la protéine ou du mélange de protéines de la quantié d'eau et (le temps employé pour l'humidifi- cation et le ou les agents de dispersion particuliers à employer.
Vu que ces procédés, en général, sont classiques et sujets à une large variation pour convenir aux différentes protéines et pour atteindre leurs différents objectifs finaux, on ne désire pas être limité aux 'processus spécifiques illustrés ici. Les exemples sui- vants de la manièredont l'invention peut être employée sont cepen- dant donnés dans le but de rendre plus claire la nature de l'in- vention: Exemple 1
Un mélange de 25 livres de caséine et 25 livres de protéine de mais est. plongé dans 250 livres d'eau juqu'à ce que la
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protéine soit entièrement mouillée.
La masse est alors portée à 149 F. avec agitation et'2,5 livres de perborate de sodium sont ajoutées (Na BO3. 4 H2 0). 13 livres d'ammoniaque aqueuse (26 Bé) sont alors incorporées dans le mélange et la température portée à 167 F. et maintenue à ce point pendant une demi-heure, après quoi la masse est refroidie par l'addition d'une quantité suffisante d'eau pour la porter jusqu'au poids to- tal de 300 livres. La conversion des produits de décomposition a lieu rapidement après l'addition de l'agent.
La solution de protéine ainsi préparée peut-être émulsionnée par l'addition d'une phase d'huile, de la manière classique,et des pigments sont ajoutés pour donner l'opacité et la couleur afin de produite une peinture d'émulsion. Une telle peinture, lorsqu'elle est bros.sée sur une surface telle qu'un mur,naura même pas d'odeur désagréable/lorsqu'elle est franchement appliquée.
L'exemple précédent est représentatif de la production or- dinaire des peintures d'émulsion de protéine,sauf que l'antisep- tique habituel est omis pour illustrer plus clairement l'action du perborate de sodium comme agent désodorisant. Pour s'.assurer contre le développement ultérieur des produits de décomposition, on préfère également incorporer dans la formule ci-dessus 1,5 livre de pentachlorophénate de sodium et 1,5 livre d'ortophenyl- phénate de sodium comme antiseptiques . La préparation de solu- tions ou dispersions de protéine pour divers usages, tels que la fabrication de fibres,d'adhésifs,d'apprêts,colles ou plastiques, ne diffère pas beaucoup dans le principe et l'invention leur est applicable en introduisant l'agent désodorisant de la même fa- çon.
Exemple 2.
77 parties en poids de caséine sont ajoutées à 246 parties d'eau froide et plongées jusqu'à ce que la protéine soit entière- ment humide. La température est alors lentement élevée jusqu'à @ @ /le mélange est 149 -158 F, avec agitation et/dispersé par l'addition de 2,3 parties de perborate de sodium.
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La température est !1'.s.intenu:...à 140-1'')0 ":1'. avec <J¯,zitatJ <>n pen- dant 15-20 minutes. De fammoniaque aqueuse suffisante (26 Bé) est alors ajoutée our f%gier la valeur ou pH b environ 8,0-8,5 et 1,75 partie de phénol est ajoutée comme antiseptique.
La base traitée, ainsi préparée, est une pâte lisse dans
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laquelle 1: protéine est bien dispersée et :peut, '\8r'.1i el' autres usages être employée dans la préparation d'une peinture eP él1lul- sion de composition de revêtement de papier.
Exemple 3
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Une peinture d'é.;i#ulzflLon olcorésincusc à l'eau typique est préparée en êmulsionnant un vernis de résine - huile de lin avec un savon dsarï,ron.ut éttllt1 acide çro.s et d'autres asents érnulsion- nantis classiques. L'érc-ulslon est -bcbîlis6z 'Der l'sddituon de la dispersion de protéine de l'exemple 2 0)1n8 1s proportion d'une partie de caséine pour 3 part',.! "!j dc ril,atit'2res 8011<108 <10 vernis; deptgens et le mélange est pourvu/de ''la manière classique avec du bioxyde de titane et du 11t110:90:'i0 pour donner 1o1ac1¯i.; ou le pouvoir de 'heutralisat:i.on",et avec de la silice, du talc,et de l'argile com- me blancs de chorce du pigment pour contrôler l'application, la cOllsistence, et d'autres aaractôres désirés de lx. peinture.
Une peinture ainsi préparée est brossée comme une pellicule et est comparée avec une peinture semblablement préparée sauf que le
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borax est utilisé au lieu de porborstc de sodium dirms la disper- sion de la rfi-.x6i-ze. 21n séchant, le, pellicule de cette c7.Pxoi:re peinture a une odeur aninale ou de lait èt61'inie, dé.plaisante tru1- dis que la pellicule <;Jrov6nant de la peinture préparée à partir de la dispersion de la protéine nouvellement traitée sent bon et frais.
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Exempl e 1:.
150 parties en poids de protéine de maïs conjointement avec 0,3 partie d'alginate de sodium sont dispersées dans 700 parties
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d'eau en chauffant jusqu.*à 149 -1380 F. avec ni parties de
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colophane, 5 parties de borax, 28 parties d'ammoniaque aqueuse (26 Bé) et 33 parties de perborate de sodium. 8 parties de phé- nol sont ajoutées comme antiseptique. Lorsqu'elle est préparée comme une peinture d'émulsion :'. l'eau de la manière décrite à l'exemple 3, une'pellicule faite de cette painture, en séchant, a une bonne odeur fraîche exempte des odeurs habituellement pu- trides et désagréables des protéines.
La dispersion de cet exemple peut également être employé dans la fabrication d'une composition de revêtement de papier ou d'un apprêt.
Exemple 5.
L'exemple 4 est répété sauf que le borax est remplacé par une addition de 5 parties de perborate de sodium. Les résultats sont sensiblement indistincts de ceux de l'exemple 4, en ce qui concerne à la fois la facilité de dispersion de la protéine et son odeur.
Exemple 6
Un mélange de 110 parties en poids de protéine' de graine de soya et 36. parties de caséine est dispersé à 1440 F.dans 450 parties d'eau avec 11,8 parties de fluorure de sodium, 12 parties de perborate de sodium,et 5,7 parties de chlorure d'ammonium.
4,7 parties de pentachlorphenate de sodium et 17,7 parties d' huile de pin sont ajoutées en qualité d'antiseptique et de par- fum. La dispersion est alors employée pour émulsionner 110 partis d'huile de graine de lin ayant beaucoup de corps contenant une petite quantité de dessicateurs de plomb et de cobalt. 522 par- ties de la base d'émulsion mentionnée ci-dessus est pourvue de p@ ments avec 61,5 parties dioxyde de titane, 247 parties de litho- pone, et 336 parties d'argile, en utilisant une addition de 140 parties d'eau. Après réduction en poudre, la composition d' enduit résultant est brossée sous forme de pellicule.
L'odeur celle d' de la pellicule est agréable et de beaucoup préférable a une pellicule brossée à partir d'une peinture d'émulsion préparée de
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t'en la même manière mais/employant le borax au lieu du perborate de sodium pour la dispersion de la protéine.
Exemple7
IGO parties de protéine de graine de soya et 400 parties de Kaolin sont ajoutées à 600 parties d'eau à 1400 .7. et 10 parties d'huile de pin. La pâte est agitée jusqu'à ce qu'elle soit lisse, 15 parties de perborate de sodium sont alors ajoutées, et après 15 minutes, 1,8 partie d'hydroxyde de sodium est ajoutée. Après agitation pendant 30 minutes, un enrobe lisse approprie, pour l'enduit du papier est obtenu. En passant à la vapeur le papier enduit de cette manière,l'odeur désagréable caractéristique d'un. engobe similaire prépare sans l'agent désodorisant(perborate de sodium) a. disparu.
Exemple 8
200 parties en poids de caséine et 200 parties de protéine de mais,avec 9 parties d'alginate de sodium, 272 parties de colo- phane, 221 parties d'ammoniaque aqueuse, 3 parties de borax, et parties de peroxyde de sodium,sont dispersées dans 3.000 par- ties d'eau à environ 150 F. 136 parties d'huile de pin et 35 par- ties de phénol sont c lors ajoutées. exemple 9.
L'exemple 8 est répété sauf que 35 parties d'eau oxygénée sont substituées aux 12 parties de peroxyde de sodium.
Exemple 10.
4,2 parties en poids de caséine sont ajoutées à 39,2 par- ties d'eau froide et plongées jusqu'à ce que la protéine soit complètement mouillée. La solution est alors chauffée jusqu'à 140-150 F.;5,7 parties en poids d'acide lactique et 49,23 par- ties en poids d'eau- chaude (140 F.) sont alors ajoutées avec agi- tation constante. 0,45 partie d'eau oxygénée est alors ajoutée ou mélange. La masse est remuée pendant 30 minutes à 140-150 F. Le pH résultant est d'environ 2,5.
Aux exemples 8,9 et 10, une dispersion de protéine est obte. nue qui est exempte de l'odeur désagréable présente lorsque la
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même protéine est soumise à un procédé analogue mais sans employer les agents désodorisants de peroxyde.
Bien que les exemples montrent des températures s'étendant d'environ 140 F. à environ 1700 F.,l'emploi de températures plus élevées n'est pas exclu de la limitation pratique imposée par le point d'ébullition du mélange aqueux. L'ébullition ne serait pas désirable parce qu'elle faciliterait un dégagement trop rapide d' oxygène libéré par l'agent désodorisant employé et hâterait la dénaturation de la protéine.
Un grand nombre de processus ont été révélés dans la littéra- -bure générale et de brevets,employant des quantités spécifiques de diverses protéines, et des agentsde solubilisation, et de nombreu- ses matières additives introduites dans le but de conférer quelque.? caractéristiques spéciale.5, telles que le non-écumage, la viscosité, la clarté, la stabilité et la plasticité, à la dispersion de la pro- téine ou des produits qui en sont faits.
Concernant les agents de solubilisation, par exemple, il est bien connu que la dispersion utile de protéines peut être préparée en utilisant des agents de solubilisation acides au lieu d'alcalins, comme illustré à l'exem- ple 10 ci-dessus ; et on a trouvé que les agents désodorisants ef- fectifs de l'invention peuvent être utilisés avec l'un ou l'autre type, bien que pour beaucoup d'usages, on préfère les agents de solubilisation alcali(1'; . Ces détails spécifiques de procédé sont généralement sans conséquence.pour. l'objectif immédiat de cette in- vention car il est seulement nécessaire que la protéine soit suf- fissamment bien dispersée pour subir l'action de l'agent désodori- sant.
Cependant, on remarquera que dans 'une application spécifique, certains agents désodorisants qui se sont révélés efficients pour enlever les odeurs désagréables peuvent être trouvés désagréables. par exemple, les sels oxydants de certains métaux tels que le zinc, bien qu'ils soient capables de détruire les produits odorants de la décomposition de la protéine,réagissent avec la protéine elle-même de telle façon qu'ils seraient désagréables pour certains usages finaus. Les persulfates ont également moins de valeur que
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certains autres radicaux fournissant de 1'oxygène à cause du fait qu'ils sont entièrement réactifs avec les protéines.
Dans la mesure où il ne s'agit nue de désodorisation, la classe des agents effectifs comprend de nombreux composés, à la fois organiques et inorganiques,qui, dans les conditions du traitement, sont capables de libérer (Le l'oxygène qui est odorants alors disponible pour la réaction avec les produits/de la dé- composition de la. protéine ou d'une matière contenant de la protéine.
Bien que ces composés oxydants employés dans les exemples précédents sont les agents préférés actuellement, il est évident que d'inombrables composés connexes en addi- tion à ceux mentionnés ici,dont beaucoup sont à présent sans valeur ou n'ont pas d'importance commerciale immédiate pour des raisons d'économie,possèdent des propriétés utiles analo- gues.
Comme indiqué précédemment, l'emploi (le l'invention n'ées carte pas, ni n'élimine entièrement le besoin d'ajouter une mat tière germicide à la protéine. Bien que le traitement décrit ici paraisse éliminer les microorganismes actifs et détruire les produits de décomposition résultant de leur activité anté- rieure et puissent aider dans une mesure considérable à résis- ter à toute décomposition ultérieure, des bactéries et des champignons peuvent encore engenerer un processus de décompo- sition si la dispersion de protéine ou la ceinture,les plas- tiques ou autres produits qui en sont faits,
sont soumis à des conditions défavorables telles que la dilution avec de 1' eau contaminée par des microorganismes, l'exposition dons des conditions humides ou la contamination, par les outils de tra- vail. En conséquence, il est désirable qu'outre la destruction ou l'élimination des produits de décomposition par le procédé de l'invention, la reconteminatioin par et le développement à la fois des bactéries et des champignons soient empêchés de
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manière classique en incorporant dans la dispersion,durant sa fabrication,un germicide ou antiseptique approprié, tels que du phénol,du crésol,du phénol chloruré, ou une combinaison de ceux- ci.
Il est également possible, si on le désire, d'incorporer une petite quantité d'un disodorisant ou parfum, soit pour neutraliser l'odeur de l'antiseptique,soit pour conférer au produit une odeur d'un attrait psychologique.
REVENDICATIONS
I. Un procédé pour réduire les odeurs nauséabondes dans les compositions de protéine, qui comprend la désodorisation d'une protéine par chauffage avec une substance désodorisante capable de libérer de l'oxygène naissant à la température du traitement.