ایمان حبیبی (سفارش طرح توجیهی)
09126277388
امیر حبیبی (سفارش طرح توجیهی)
09127975250
ایمان حبیبی (سفارش ماشین آلات)
09360555304
ژلاتین یك محصول پروتئینی است ، كه از منابع مختلف از كلاژن ها و مواد پروتئینی دامی نظیر استخوان و بافت های هم بند دام ها ، پوست خوك ، گوشت ماهیان غیر خوراكی ، پوست ماهی و سایر منابع پروتئینی قابل تهیه می باشد ، معمولا ژلاتین را از ضایعات پوست و گوشت و استخوان و یا منابع پروتئینی غیر خوراكی تهیه می نمایند ، که اغلب بصورت پودرو گرانول تولید می گردد .
ژلاتین یك محصول پروتئینی است كه از منابع مختلف از كلاژنها و مواد پروتئینی دامی نظیر استخوان و بافت های هم بند دام ها ، پوست خوك ، گوشت ماهیان غیر خوراكی ، پوست ماهی و سایر منابع پروتئینی قابل تهیه می باشد ، ولی از آنجا كه منابعی مانند گوشت ماهی و دام بطور مستقیم مورد مصرف خوراكی دارد و گرانقیمت می باشد ، معمولا ژلاتین را از ضایعات پوست و گوشت و استخوان و یا منابع پروتئینی غیر خوراكی تهیه می نمایند ، که اغلب بصورت پودرو گرانول تولید می گردد .
مهمترین مصارف ژلاتین در صنایع غذایی ، داروئی و شیمیایی است ( در حدود 5% از محصولات غذایی از ژلاتین استفاده می شود) . ژلاتین از مواد غذایی ایمن و سلامت برای انسان ها محسوب می شود.
این ماده پروتئینی اهمیت خاصی در صنایع غذائی ، داروئی ، صنعتی و پزشكی دارد . به ویژه در صنایع غذایی در تهیه مارمالادها و ژله ها و شیرینی جات و بستنی ها كاربرد داشته و به آسانی در بدن جذب شده و حتی به هضم سایر مواد غذایی از طریق تشكیل امولسیون كمك می نماید .
در صنایع غذایی از ژلاتین بعنوان ایجاد کننده ارزش پروتئینی ، قوام دهنده مایعات غذایی ، پایدارکننده بعضی از محصولات غذایی و در صنایع شیمیایی بخصوص صنایع عکاسی و صنایع داروسازی بصورت تولید کپسول های ژلاتینی و . . . استفاده می شود .
الف : ویژگی ها :
ژلاتین معمولا بصورت پودر یا گرانول تولید می شود ، رنگ آن زرد متمایل به قهوه ای و تقریبا بی بو و بدون مزه می باشد ، که از نظر فیزیکی تقریبا شفاف و شکننده می باشد .
ژلاتین در آب گرم ، گلیسرول و اسید استیک محلول و در حلال های ارگانیک غیر محلول می باشد .
ژلاتین در دمای حدود 30 تا 35 درجه حدود 5 تا 10 برابر وزن خود آب جذب می کند و به یک ژل آبکی تبدیل می شود . نقطه ژله ای شدن
ژلاتینی که از ماهی گرفته می شود ، پائین تر از نقطه ژله ای شدن ژلاتین تهیه شده از گاو و خوک می باشد .
ژلاتین یک ماده آمفوتریک است بدین معنا که نه اسیدی است و نه قلیایی . نقطه ایزوالکتریک ژلاتین بین 8/4 و 4/9 می باشد .
ژلاتینی که در فرایند اسیدی تولید شده نقطه ایزو الکتریک بالاتری از ژلاتینی دارد ، که در فرایند قلیایی تولید شده است .
ب : ترکیبات :
در حالت خشک حدود 98-99 درصد ژلاتین ، پروتئین می باشد ، در کل ژلاتین یک ترکیب غیر همگن از پروتئین های با وزن مولکولی بالا (حدود 20،000 تا 250،000 ) می باشد .
ساختار فنری آمینو اسیدهای ژلاتین با باندهای پپتید به هم متصل شده اند .
مصارف و کاربردها :
همانگونه که در بخش های قبل اشاره ای به مصارف ژلاتین گردید ، ژلاتین در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی دارد بطور کلی مصارف عمده ژلاتین به شرح ذیل می باشد:
مصارف غذایی:
از كاربردهای عمده ژلاتین استفاده در تهیه شیرینی ، آبنبات ، مارمالاد ، دسرهای آماده و . . . می باشد ، همچنین در محصولات لبنی و فرآورده های گوشتی و غذاهای منجمد بعنوان كلوئید محافظ عمل می كند .
در دسرها حدود 8 تا 10 درصد وزن خشک دسر را ژلاتین تشکیل می دهد . 3/0 تا 5/0 درصد از ماست ، 2 تا 3 درصد از شیرینی ها را نیز ژلاتین تشکیل می دهد .
مصارف داروئی :
از ژلاتین برای تهیه كپسول های ژلاتینی نرم و سخت بعنوان روكش و بایندر بعنوان حامل شیاف ها بصورت فیلم ژلاتین قابل جذب ، ژلاتین اسفنجی قابل جذب ، پودر ژلاتین قابل جذب در قطره چشمی ژلاتین و همچنین بعنوان كمك پروتئین غذایی در سوء تغذیه ها استفاده می گردد .
دلیل استفاده از ژلاتین در صنایع دارویی این است که ژلاتین یکی از خالص ترین و کاملترین پروتئین های موجود می باشد . همچنین خیلی سریع جذب بدن می گردد .
اکثر آمینو اسیدهای مورد نیاز سلول های بدن در ژلاتین موجود است . و تنها آمینو اسیدهای حاوی سولفور در ژلاتین وجود ندارند . در کل در ژلاتین 18 نوع آمینو اسید وجود دارد . یعنی از 10 آمینو اسید مورد نیاز بدن 9 عدد آن در ژلاتین موجود است .
مصارف صنعتی:
ژلاتین در صنایعی نظیر چسب سازی ، صنایع نظامی ، ساخت كاغذ اسكناس ، رطوبت گیر و غیره كاربرد دارد .
از چسب های حیوانی با پایه ژلاتین برای چسباندن دو قطعه ارگانیک مانند میوه و سبزی به هم استفاده می شود .
همچنین در صنایع نساجی از ژلاتین بعنوان یک ماده جهت آهار زنی ، کوتینگ ، تکمیل پنبه ، چرم ، ابریشم و پشم استفاده می شود .
در صنایع کاغذ سازی از ژلاتین جهت تولید کاغذهای خود کاربن استفاده می گردد . بدین ترتیب که یک لایه نازک از ژلاتین بر پشت کاغذ زده می شود ، این ژلاتین بصورت کپسول های بسیار ریزی می باشد ، که هنگامی که بر روی کاغذ فشار آورده شود این کپسول ها شکسته شده و اثر ژلاتین بر روی کاغذ بعد می افتد که این حالت مانند این است که از کاغذ رویی ، کپی گرفته شده است .
در صنعت عکاسی از ژلاتین جهت تولید کاغذ عکس ( رنگی و سیاه سفید ) و همچنین تولید فیلم ( فیلم های 35 میلی متری ، APS ، فیلم برداری ، رادیو لوژی و . . . ) استفاده می گردد .
محصولات جنبی :
محصولات فرعی كه در كنار واحد ژلاتین تولید می شوند ، عبارتند از :
چربی : چربی استحصالی از استخوان جهت مصارف غذایی و صنعتی نظیر شمع سازی و صابون سازی
دی كلسیم فسفات ( DCP ) : در تولید خمیر دندان و محصولات بهداشتی
پودر استخوان : جهت مصارف خوراك دام
اوسئین : جهت استفاده در لوازم بهداشتی ، آرایشی
كلرید كلسیم CaCl2 : در صنایع شیمیایی
در صنایع غذایی : ژلاتین در صنایع تولید شیرینی جات ، دسرها ، صنایع لبنی ، نظیر تولید ماست ، خامه ، بستنی ، کمپوت ها ، مربا و دیگر مواد غذایی مصرف می گردد .
در محصولات لبنی و غذاهای منجمد عمل پایدار کنندگی و کلوئیدی ژلاتین از کریستالیزه شدن یخ و شکر جلوگیری می کند . بطور کلی ژلاتین با بلوم ( Bloom ) 250 با غلظت 25/0 % در شیرینی های خامه ای منجمد شده و تا 5/0% در بستنی اضافه می شود و در پنیرهای روستایی بعنوان جداکننده آب عمل می کند . در بعضی از شیرینی ها ژلاتین به میزان 15/1% افزوده می شود ، تا از کریستالیزه شدن شکر جلوگیری کند و باعث نرم نگاه داشتن شیرینی می گردد .
در محصولات گوشنتی ژلاتین با غلظت 5-1 % اضافه می شود ، تا کمک به نگهداری آب طبیعی آن نماید . بیشترین استفاده از ژلاتین خوراکی در تهیه دسرهای ژلاتین است ، که غلظت 5/2 – 5/1 % مورد استفاده قرار می گیرد ژلاتین می تواند بصورت مخلوط باشکر و همراه با مواد معطر یا بدون آن باشد .
در صنایع داروسازی :
در صنایع دارو سازی ژلاتین بعنوان ماده اولیه تولید پوکه کپسول های نرم و سخت استفاده می شود . فرمولاسیون آن با آب ، یا محلول های الکلی پلی هیدرولیک می باشد . در دارو سازی مصرف کپسول همیشه به مصرف قرص ترجیح دارد .
ژلاتین هایی که برای کپسولهای نرم استفاده می شود ، از نوع A و B می باشند ، کپسول های سخت از دوقسمت تشکیل شده اند . ابتدا شکل می گیرند و بعد پر می شوند .
فرآیند تولید این کپسول ها بسیار مکانیزه و دقیق است تا بتواند کپسول های با ضخامت یکنواخت تولید گردد . برای ساخت این کپسول ها بسیار مکانیزه و دقیق است تا بتواند کپسول هایی با ضخامت یکنواخت تولید گردد .
برای ساخت این کپسول ها از ژلاتین bloom - high - To – Medium نوع – 250 – g 230 A و نوع B ( 250 -225) یا ترکیبی از نوع A و B استفاده می شود . از دیگر مصارف ژلاتین در صنایع دارو سازی ، پوشش بعضی از قرص ها ، جذب آب در بعضی از اعمال جراحی توسط ژلاتین و استفاده از آن بعنوان چسب در صنایع چسب سازی می باشد .
در صنایع شیمیایی و عکاسی :
تاریخ استفاده ژلاتین در صنایع عکاسی به سال های 1870 بر می گردد . و امولسیون ژلاتین جایگزین فرآیند کلوئیدها گردید و بعنوان یک پیوند دهنده در محصولاتی که به نور حساس هستند استفاده شد .
ژلاتین در صنایع دیگر مانند نساجی تهیه چسب ، کبریت سازی و در ساخت کاغذ پلی کپی کارتن سازی و نیز در ساخت فیلتر لامپ های جیوه ای و همچنین بعنوان شفاف کننده اجسام مصرف می شود .
ژلاتین بعلت خاصیت نرم کنندگی در فرآورده های آرایشی جهت حفظ زیبایی پوست مصرف می شود و در تهیه محیط کشت باکتری ها نیز از اقلام مهم مواد اولیه محسوب می گردد .
الف : استانداردهای ملی :
در مورد ژلاتین 2 نوع استاندارد تدوین شده است :
1- استاندارد ملی ژلاتین مورد استفاده در صنایع غذایی : استاندارد شماره 3474
2- استاندارد ملی ژلاتین در مورد ویژگی های چسب های حیوانی و ژلاتین های حاصل از طریق هیدرولیز كلاژن تهیه شده از استخوان ، پوست ، تاندونو مفصل : استاندارد شماره 6424
در این استاندارد ژلاتین به 5 گروه طبقه بندی شده است كه ویژگیهای این 5 گروه به شرح زیر می باشد :
ب : استاندارد های بین المللی :
استانداردهای بین المللی با توجه به نوع مصرف ژلاتین و مواد اولیه تولید ژلاتین تعیین شده است . مثلا استاندارد اروپا در تولید ژلاتین به شرح زیر می باشد:
1- استاندارد مؤسسه استاندارد بریتانیا : BS757
در این استاندارد در مورد روش های شیمیایی و فیزیكی نمونه گیری و آزمایش ژلاتین توضیح داده شده است .
2- استاندارد اروپا در مورد ژلاتین خوراكی : (EC) No 853/2004
در این استاندارد موارد مورد نیاز از مواد اولیه تا مرحله تولید آورده شده ، مواردی از قبیل مواد اولیه ، شرایط تولید ، مواد شیمیایی مورد نیاز جهت تولید ژلاتین ، مواد كمكی و بسته بندی و همچنین شرایط حمل و نقل . موارد میكرو بیولوژیكی مورد نیاز ژلاتین نیز در استاندارد شماره (EC) No 2073/2005 بیان شده است كه با تلفیقی از این دو استاندارد می توان بهترین شرایط جهت تولید ژلاتین خوراكی را فراهم نمود .
3- استاندارد اروپا در مورد ژلاتین جهت مصارف دارویی :
در مورد موارد مصرف دارویی جهت تولید ژلاتین باید از استانداردی كه توسط EDQM ( European Directorate for the Quality of Medicines) تهیه شده استفاده نمود : EMEA/410/01 Rev .02 در این استاندارد تمام موارد مورد نیاز مواد اولیه و شرایط فیزیكی ، شیمیایی و میكرو بیولوژیكی مربوط به محصول نهایی آورده شده است .
میزان تولید ژلاتین در سال 2006 در جهان در حدود 315،000 تن بوده است که این ژلاتین از مواد اولیه مختلف تهیه گردیده است ، یعنی حدود 144،300 تن از پوست خوک ، 89 ،500 تن از پوست گاو و گوسفند ، 76 ،300 تن از استخوان و 4 ،900 تن از سایر منابع مانند پوست ماهی و . . . .
البته این ارقام در اروپا کمی متفاوت می باشد بدین صورت که در اروپا کل تولید ژلاتین در سال 2006 ، حدود 119 ،800 تن بوده که 82 ،450 تن از پوست خوک ، 12,150 تن از پوست گاو و گوسفند ، 22 ،700 تن از استخوان و حدود 2 ،500 تن از سایر منابع تهیه گردیده است . این بدان معنا است که در اروپا درصد زیادی از ژلاتین ( %68 .8 ) از پوست خوک تهیه می گردد .
حدود 39 درصد ژلاتین جهان در کشورهای اروپای غربی ، 22 درصد در کشورهای اروپای شرقی ، 20 درصد در آمریکای شمالی ، 17 درصد در آمریکای لاتین و بقیه در سایر کشورها تولید می گردد .
کشورهای تولید کننده ژلاتین در اروپا عبارتند از :
آلمان ، فرانسه ، بلژیک ، سوئد ، اسپانیا ، ایتالیا ، انگلیس ، هلند ، اسلواکی و لهستان .
سهم تولید هر یک از این کشورها به شرح نمودار زیر می باشد .
در مورد واردات و صادرات ژلاتین تنها موردی كه قابل ذكر می باشد ، بخشنامه ایست كه از سوی هیئت وزیران در تاریخ 13/08/1380 به تصویب رسیده است .
امروزه با توجه به کاربردهای وسیع ژلاتین در صنایع مختلف و افزایش روزمره مصرف این کالا ، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار گردیده است و دربعضی موارد بعنوان یک کالای استراتژیک تلقی گردیده است .
از آنجایی که در حال حاضر پوکه کپسول های دارویی از ژلاتین تولید می گردد و سالیانه تعداد بسیار زیادی پوکه کپسول از ژلاتین در دنیا تولید می گردد ، این ماده نقش مهمی را درصنایع دارو سازی بخود اختصاص داده است ، با توجه به محدودیت تولید کنندگان ژلاتین و همچنین در انحصار داشتن تکنولوژی و سرمایه گذاری بالای تولید محصول همواره صادرات این محصول به کشورهای وارد کننده دارای مسائل و مشکلات خود بوده است و این کالا بعنوان یک کالای استراتژیک مورد معاملات بین المللی قرارگرفته است .
البته همان طورکه گفته شده علاوه بر کاربردهای ذکر شده ژلاتین دارای کاربدهای دیگری نیز می باشد که ، این خود نشان دهنده اهمیت تولید ژلاتین و نیاز به این محصول در جهان می باشد .
ژلاتین از دو روش كلی قابل تهیه می باشد . یكی روش سنتی كه تقریبا همان روش پخت است و دیگری روش شیمیایی و سنتتیك . روش شیمیایی خود به دو روش اسیدی و قلیایی تقسیم می گردد .
در روش های جدیدتر از آنزیم نیز جهت سرعت دادن به فرایند تولید ژلاتین استفاده می شود . البته نوعی ژلاتین از سریشم ماهی تهیه می گردد ، كه از نظر تكنولوژی تولید كمی متفاوت با ژلاتین معمولی می باشد .
بطور کلی ژلاتین از هر روشی که تولید گردد در آن سه عمل خالص سازی ، تغلیظ ، و خشک کردن انجام می گیرد .
در صورتی که فرآیند تولید ژلاتین با اسید شروع گردد ، روش را اسیدی و ژلاتین حاصل را نوع A و در صورتی که فرآیند با قلیا شروع گردد ، روش را قلیایی و نوع ژلاتین تولیدی را B می نامند .
در مورد تولید ژلاتین از پوست خوک از فرایند اسیدی استفاده می گردد و با توجه به اینکه این ژلاتین در کشورهای اسلامی کاربردی ندارد در مورد این فرایند توضیح زیادی داده نمی شود .
درمورد تولید ژلاتین از استخوان گاو و گوسفند از فرایند قلیایی استفاده می گردد . که خلاصه این فرایند به شرح زیر است :
1- مرحله آماده سازی مواد اولیه :
در این مرحله ابتدا مواد اولیه مورد استفاده ، که معمولاً استخوان و یا ضایعات پوست و بافت های هم بند می باشند از چربی ، خون و گوشت عاری می گردد . مواد مزاحم در پروسه تولید نظیر منیرال ها ، چربی ها ، آلبومین ها توسط روش های فیزیکی و شیمیایی جهت خالص سازی کلاژن از مواد اولیه حذف می گردد .
در حال حاضر از فرآیندهای مکانیکی جهت چربی گیری از استخوان استفاده می گردد . در این روش تکه های استخوان از آب سرد عبور داده می شود و سپس جهت خرد کردن در اندازه های 1 تا 2 سانتیمتر به یک آسیاب هدایت می شود .
پس از مرحله خالص سازی و خرد شدن استخوان ها ، استخوان خرد شده در دمای 180 تا 250 درجه فارنهایت پخته می شوند ، سپس توسط سانتریفیوژ کردن و خشک کردن در دمای 160 تا 270 درجه فارنهایت ژلاتین خشک بدست می آید .
البته ژلاتین از استخوان خام استخراج نمی شود و قبل از استفاده از استخوان باید استخوان تحت یک سری فرایند قرار گیرند تا آماده پخت شود .
2- مرحله هضم اسیدی :
قبل از استفاده از استخوان ابتدا برای مدت 5 تا 7 روز استخوان را در محلول HCl (%6-4) قرار می دهند ( البته در روش های Continues این زمان کوتاه تر خواهد بود ) تا نمک های معدنی از استخوان جدا شود . استخوانی که در این مرحله به دست می آید استخوان مرده نام دارد ، این استخوان مرده سپس با آب شستشو داده می شود تا ناخالصی های آن گرفته شود .
3- مرحله هضم قلیایی و استخراج ژلاتین:
در این مرحل استخوان مرده آماده سازی شده ، برای مدت 35 تا 70 روز در هیدروکسید کلسیم با pH حدود 12 تا 7/12 قرار می گیرند و در این مدت هر هفته با چک کردن مخلوط اجزای غیر کلاژن برداشته می شود و ژلاتین آن جدا می شود .
مرحله استخراج ژلاتین معمولا در حوضچه های با جنس stainless steel که دارای امکانات حرارتی و کنترل دما هستند انجام می پذیرد . معمولا فرایند استخراج ژلاتین در چند مرحل انجام می پذیرد .
در مرحله اول استخراج ژلاتین در دمای حدود 50 تا 60 درجه سانتیگراد استخراج می شود . ژلاتینی که در مرحله اول استخراج می شود معمولا دارای وزن مولکولی ، ویسکوزیته و قدرت ژل شدن بالاتری نسبت به ژلاتین استخراجی در مراحل بعدی است .همچنین این ژلاتین از نظر ظاهری هم شفاف تر می باشد .
در مراحل بعدی استخراج باید دما را بالا برد ، که این افزایش دما روی خصوصیات ژلاتین اثر می گذارد .
4- مرحله شستشو :
بعد از این مرحله ژلاتین بدست آمده را با آب شستشو داده می شود . بدین ترتیب که هر یک کیلو ژلاتین با حدود 50 تا 100 کیلو آب شستشو داده می شود . در هنگام شستشو ، اسیدهای معدنی از قبیل اسید کلریدریک و اسید سولفوریک جهت تنظیم pH در حدود 5 تا 7 به محلول اضافه می شود . سپس ژلاتین بدست آمده از این استخوان مرده را توسط آب داغ استخراج می کنند .
5- مرحله فیلتراسیون ، تبادل یونی و خشک کردن ، آسیاب و بسته بندی :
برای بالا بردن خلوص ژلاتین بدست آمده در مرحله قبلی ، ژلاتین مایع از داخل فیلترهای سلولزی یا سیلیسی عبور داده می شود و توسط رزین های آنیونیک و کاتیونیک یون زذایی می شود . سپس با بخار کردن آب اضافه ژلاتین بدست آمده تا حدود 15 تا 45 درصد تغلیظ می شود .
ژلاتین تغلیظ شده مجددا فیلتر شده و پس از 8 تا 12 ثانیه سرد می گردد ، تا محصول بدست آمده استرلیزه گردد . بعد از این مرحله برای مدت 1 تا 3 ساعت با هوای گرم خشک می گردد و در اندازه های استاندارد آسیاب و بسته بندی می گردد . و یا اینکه توسط اکسترودر ژلاتین را اکسترود می کنند و آن را روی نقاله های از جنس stainless steel می ریزند ، تا به مرحله خشک کن وارد شود و به صورت اکسترود شده خشک شود .
دمای خشک کن در ناحیه اول حدود 30 درجه سانتیگراد و در ناحیه نهایی خشک کن حدود 70 درجه سانتیگراد می باشد . فرایند خشک کردن بسته به خصوصیات مواد بین 1 تا 5 ساعت بطول می انجامد .
فرایند تولید ژلاتین
فرایند تولید ژلاتین با روش قلیایی از استخوان معمولا حدود 5 تا 20 هفته ( اغلب از 8 تا 12 هفته ) بطول می انجامد . به همین دلیل در روش های جدید از آنزیم جهت تسریع فرایند استفاده می شود .
البته این مسئله را باید در نظر داشت که کلاژن ها در برابر اکثر آنزیم ها مقاوم هستند ،اما برخی آنزیم های پروتئینی وجود دارند ، که از این قاعده مستثنی هستند ، Pepsin و Pronase از این قبیل آنزیم ها هستند . با استفاده از روش های شیمیایی و استفاده از این آنزیم ها می توان راندمان تولید را افزایش و زمان تولید را کاهش داد .
:: دانلود طرح توجیهی تولید پودر ژلاتین از استخوان و پوست دام