Optimalizace vypírání bílku z odpadních vaječných skořápek a blán pro jejich zušlechtění s využitím plánování experimentu

Optimization of Egg White Removal from Waste Egg Shells and Membranes by Design of Experiments for their Refinement

conference paper

en

Production and processing of chicken eggs is a significant segment of the food industry, not only in the EU, but also globally, with a leading position of China reaching almost 40 % of global chicken eggs production. Egg processing industry generates a huge amount of waste in the form of eggshells and membranes that make up the share of about 11 % wt. of the egg. The utilization of this waste is low and often is only landfilled without further use or refinement to more valuable products. The waste egg-shells and membranes can be used in their native or modified form. Among the main ways of usage belongs adsorbents (in particular for waste water), heterogeneous catalysts, fertilizers, additives for correction of the acidic soils pH, food supplements, bone implants components or cosmetics products components. Nevertheless, eggshells are recycled only rarely. Utilization of waste consisting of eggshell in pharmacy is limited mainly by the presence of unwanted egg-white and other impurities. For pharmaceutical use, the feedstock must contain only minimal amount of contaminating proteins. Egg-white and other impurities must be removed e.g. by washing prior to further processing of shells and membranes. For optimization of the parameters of the egg-white washing, the design of experiments (DOE) methodology in the form of a central compositional plan was chosen, to achieve rapid and effective washing out under optimal conditions. The protein concentration was measured photometrically by Biuret method. By iterative response surface analysis, statistically insignificant factors and their interactions were excluded. A model that is adequate and can be used to describe the process of removing undesirable substances from waste consisting of eggshell and membranes by washing was obtained.

Produkce a zpracování slepičích vajec je významným segmentem potravinářského průmyslu nejen v Evropské unii, ale i v celosvětovém měřítku s vedoucím postavením Číny s téměř 40 % celosvětové produkce vajec. Zpracovatelský průmysl vajec generuje obrovské množství odpadu ve formě vaječných skořápek a membrán které tvoří podíl cca 11 % hm. vejce. Využití tohoto odpadu je nízké a často dochází pouze k jeho skládkování bez dalšího využití nebo zušlechtění na hodnotnější produkty. Odpadní vaječné skořápky a membrány mají široké možnosti využití jak v jejich nativní, tak v modifikované formě. Mezi hlavní způsoby využití patří adsorbenty zejména pro odpadní vody, heterogenní katalyzátory, hnojiva, přípravky pro korekci pH kyselých půd, doplňky stravy, doplňky kostních implantátů nebo kosmetické přípravky. Přesto jsou vaječné skořápky recyklovány pouze ojediněle. Využití odpadu tvořeného vaječnými skořápkami ve farmacii limituje především přítomnost nežádoucího vaječného bílku a dalších nečistot. Pro farmaceutické využití musí vstupní surovina obsahovat pouze minimální množství kontaminujících bílkovin. Bílek a další nečistoty proto musí být před dalším zpracováním skořápek a blán odstraněny např. vypíráním. Pro optimalizaci parametrů vypírání bílku byla zvolena metodika plánování experiment formou centrálně kompozičního plánu pro dosažení rychlého a efektivního vypírání při optimálních podmínkách. Koncentrace bílkovin byla měřena spektrofotometricky Biuretovou metodou. Iterační analýzou odezvové plochy byly vyloučeny statisticky nevýznamné faktory a jejich interakce. Byl získán model, který je adekvátní a je možné ho použít pro popis procesu vypírání nežádoucích látek z odpadu tvořeného vaječnými skořápkami a blánami.

Production and processing of chicken eggs is a significant segment of the food industry, not only in the EU, but also globally, with a leading position of China reaching almost 40 % of global chicken eggs production. Egg processing industry generates a huge amount of waste in the form of eggshells and membranes that make up the share of about 11 % wt. of the egg. The utilization of this waste is low and often is only landfilled without further use or refinement to more valuable products. The waste egg-shells and membranes can be used in their native or modified form. Among the main ways of usage belongs adsorbents (in particular for waste water), heterogeneous catalysts, fertilizers, additives for correction of the acidic soils pH, food supplements, bone implants components or cosmetics products components. Nevertheless, eggshells are recycled only rarely. Utilization of waste consisting of eggshell in pharmacy is limited mainly by the presence of unwanted egg-white and other impurities. For pharmaceutical use, the feedstock must contain only minimal amount of contaminating proteins. Egg-white and other impurities must be removed e.g. by washing prior to further processing of shells and membranes. For optimization of the parameters of the egg-white washing, the design of experiments (DOE) methodology in the form of a central compositional plan was chosen, to achieve rapid and effective washing out under optimal conditions. The protein concentration was measured photometrically by Biuret method. By iterative response surface analysis, statistically insignificant factors and their interactions were excluded. A model that is adequate and can be used to describe the process of removing undesirable substances from waste consisting of eggshell and membranes by washing was obtained.

bílek, skořápky, DOE, optimalizace, vypírání

Eggwhite, eggshell, DOE, optimization, scrubbing

21.08.2017

Aidic Servizi S.r.l.

Milan, Italy

978-88-95608-51-8

2283-9216

CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS

2017

61

0496-01–0496-06

6