Pagrindinį vaidmenį kauliniame audinyje atlieka intersticinė medžiaga, kurioje yra mažos kaulo ertmės, sujungtos ploniausiais kauliniais kanalėliais.

Azotinė kaulų medžiaga daugiausia susideda iš oseino (kolageno), kuris, verdamas su vandeniu, virsta glutinu, sudarydamas klijus, kurie atvėsę sukietėja į želė.

Be oseino, kauluose yra nedidelis kiekis mucino ir albumino. Kauluose esančios mineralinės druskos daugiausia susideda iš kalcio fosfato ir anglies dioksido druskų.

Kitų druskų paprastai randama nedideliais kiekiais.

Pagrindinės (intersticinės) medžiagos struktūrą lemia kolageno skaidulų išsidėstymas joje: intersticinis audinys sudarytas iš plonų skaidulų ir yra daug stipresnis už jaunų gyvūnų stambiapluoštį kaulinį audinį.

Kaulų riebalai yra kaulų čiulpuose, kurie užpildo tiek vamzdinių, tiek plokščių kaulų ertmes.

Iš esmės yra dviejų tipų kaulų čiulpai: raudonieji arba limfoidiniai ir geltonieji, arba riebaliniai.

Raudonieji kaulų čiulpai yra kempinėje epifizių (ilgųjų kaulų galų) medžiagoje, pavyzdžiui, stuburo slankstelių, šonkaulių, krūtinkaulio, kaukolės pagrindo kauluose. Geltonieji čiulpai yra ilgųjų kaulų ertmėse ir susideda beveik vien iš riebalų ląstelių.

Duomenys apie kaulų riebalų sudėtį (%) pateikti lentelėje

Jaunų gyvūnų kaulai yra minkštesni ir trapesni, juose mažai riebalų ir neorganinių medžiagų, bet daug vandens.

Kuo vyresnis gyvūnas, tuo kietėja jo kaulai ir tuo daugiau juose yra kalkių druskų.

Vidutiniškai neapdoroto kaulo cheminė sudėtis yra: vanduo - 51%, riebalai - 15%, azotinės medžiagos - 12% ir mineralinės medžiagos - 22%.

Tame pačiame gyvūne kaulinio audinio sudėtis priklauso nuo kaulo tipo

Pagal struktūrą, formą ir riebalų kiekį kaulai skirstomi į tris pagrindines grupes:

a) ilgi arba vamzdiniai kaulai , kuriame ilgis viršija plotį ir storį. Šie kaulai turi cilindrinę vidurinę dalį (diafizę) su atvira vidine ertme ir sustorėjimais galuose (epifizėmis).
Šiai grupei priskiriami šlaunikaulio, blauzdikaulio, žastikaulio, alkūnkaulio kaulai, taip pat plaštakos (priekinių galūnių kaulai) ir padikauliai (užpakalinių galūnių kaulai).

Šlaunikaulio, blauzdikaulio, žastikaulio ir alkūnkaulio kaulų riebalai yra šviesiai geltoni. spalvos; jame yra 62,86 % nesočiųjų rūgščių gliceridų ir 37,14 % sočiųjų rūgščių gliceridų. Plačiakaulio ir padikaulio kaulų riebalai yra auksinės šiaudų spalvos, juose yra iki 85–86 % nesočiųjų rūgščių gliceridų.

b) Kaulai platūs, plokšti, kiek išlenkti. Šiai grupei priklauso dauguma kaukolės ir dubens kaulų, šonkaulių ir kaukolės. Jie užpildyti raudona smegenų medžiaga.

c) Kaulai yra suapvalinti arba daugiakampiai.Šiai grupei priklauso kaklo, nugaros, kryžkaulio ir uodegos slankstelių kaulai, riešai ir šlaunys, šlaunies sąnariai ir pirštai.

Pramonėje kaulai skirstomi į vamzdinį kaulą (vamzdeliai ir tarsus), paso kaulą (kaulai, šonkauliai ir dubens) ir paprastąjį kaulą (visi kiti kaulai – slanksteliai, krūtinės ląstos kaulai, epifizės).

Vamzdinis kaulas (dekoratyvinis) pasižymi dideliu tvirtumu ir vienalytiškumu, gerai šlifuojamas, pjaustomas, poliruojamas, todėl po nuriebalinimo naudojamas įvairių galanterijos gaminių (sagų, šukučių, dantų šepetėlio rankenėlių ir kt.) gamybai.

Po nuriebalinimo paso kaulas naudojamas maistinei želatinai gaminti, o paprastas kaulas – klijų, pašarų miltų ar trąšų trąšų gamybai.

Kaulas į maistinių riebalų gamybą turi būti tiekiamas šviežias, švarus ir be mėsos likučių, ne vėliau kaip per 4-6 valandas po iškaulinėjimo.

Kaulus laikant ilgą laiką, juose esantys riebalai hidrolizuojasi ir apkarsta. Todėl kaulą reikia kuo greičiau siųsti riebalams virškinti ir, jei reikia, kaulą iki perdirbimo laikyti sausose, tamsiose, gerai vėdinamose patalpose, santykinai žemoje temperatūroje.

Išankstinis kaulo apdorojimas

Priklausomai nuo kaulų tipo ir tipo, išankstinio gydymo metodai ir kaulų riebalų išskyrimo metodai skiriasi.
Kadangi vamzdiniai ir žibintų kaulai yra vertinga medžiaga, naudojama įvairių galanterijos gaminių gamybai, šie kaulai nesmulkinami ir apdorojami karštu vandeniu, kad nesugadintų kaulo.

Norint pašalinti kraują ir kitus teršalus, kaulas nuplaunamas vandeniu nuolatiniame arba partijos būgne.
Nuolat veikiantis būgnas – tai cilindras su perforuota sienele vandeniui nutekėti.
Priekiniame uždarame būgno gale yra centrinė anga kaulams pakrauti.
Viduje išilgai būgno yra vamzdis su skylutėmis, per kurias tiekiamas vanduo. Būgnas turi 1,5° nuolydį ir sukuria 14 aps./min. Kaulas plaunamas vandeniu (15-20°) 10-15 minučių. Kai būgnas sukasi, kaulas, pakrautas viename būgno gale, lėtai juda, o kitame gale slysta į priimantį vežimėlį.
Jei būgnų nėra, kaulas 30 minučių plaunamas kubiluose su tekančiu vandeniu.

Kadangi vamzdiniuose ir žibintuviniuose kauluose yra kaulų čiulpų, kuriuose yra 88-95% riebalų, o kaulas negali būti sutraiškytas, norint visapusiškesniam riebalų ištraukimui, būtina atidaryti kaulo ertmę, kuri pasiekiama padalijus epifizes (kumščius) arba gręžiant. žibintų kaulai. Šlaunikaulio, blauzdikaulio, žastikaulio ir dilbio kaulai atliekami tik dildymui, o žibintai yra dildinami arba gręžiami.

Jie naudoja 250, 300 ir 400 mm skersmens ir 2-3 mm storio diskinius pjūklus. Pjūklas yra uždengtas korpusu ir aprūpintas įtaisu, leidžiančiu kaulą nustumti ant pjūklo geležtės be darbuotojo rankų. Vamzdelių galai po padavimo turi būti lygūs ir lygūs, abiejuose galuose turi būti matomi kaulų čiulpai; kumščiai virinami kartu su paprastu kaulu.

Siekiant pagreitinti virškinimo procesą ir padidinti riebalų išeigą, paprastas kaulas susmulkinamas. Be to, šlifuojant kaulą, geriau išnaudojama katilo katilo galia; Vidutinis 1 m3 paprastojo kaulo tūrinis svoris yra 0,4–0,5 t nesmulkinto, o 0,65–0,75 t susmulkinto.
Iš anksto šlifuojant kaulą taip pat sumažėja garų suvartojimas ir gaunami didesnės koncentracijos sultiniai.
Paprastas kaulas, susmulkintas gabalėliais ir 6 valandas virintas 100° temperatūros vandenyje, duoda 2 % riebalų; tas pats kaulas, susmulkintas kaulų smulkintuvu, duoda 4% riebalų.

D.I.Lobanovo teigimu, verdant 100 g susmulkintų kaulų, gaunama 12 g riebalų, o verdant tuos pačius kaulus, bet sumaltus – 24 g.

Per daug kaulo šlifavimo priežastis yra jo praradimas susmulkinant ir sukepstant viryklėje. Patirtis rodo, kad optimalus susmulkinto kaulo gabalėlių dydis turėtų būti apie 20-25 mm.

Kaulų trupinimui naudojamos vadinamosios kaulų laužymo mašinos, kurių darbinę dalį sudaro daugybė stacionarių peilių (šukių), pritvirtintų trupintuvo rėme, ir besisukantis velenas su peiliais (dantimis), išdėstytais išilgai sraigtinės linijos. Veleniniai peiliai pereina tarp šukų peilių ir sulaužo tarp jų patenkantį kaulą. Mašinos su vienu velenu ir viena šuka (vieno veleno) gamina netolygų gniuždymą.

Jei kaulas naudojamas kaip drenažo medžiaga, minkštas žaliavas deginant horizontaliuose vakuuminiuose katiluose, jis susmulkinamas smūgio principu veikiančiuose plaktukiniuose trupintuvuose.

Plaktukinis smulkintuvas kaulams.

Plaktukinis trupintuvas turi horizontalų veleną, ant kurio sumontuotos plokštės, sujungtos viena su kita ritinėliais. Tarpuose tarp plokščių ant ritinėlių laisvai uždedami plaktukai, kurie, kai velenas sukasi veikiant išcentrinei jėgai, įgauna radialinę padėtį.

Kaulas per bunkerį kraunamas į trupintuvą, kur susmulkinamas greitai besisukančiomis plaktukais ir numetamas žemyn link atšvaito ar grotelių. Dalis kaulo, pakankamai susmulkinto, iškrenta pro grotelių skylutes, o likusi dalis paimama plaktukais ir vėl susmulkinama.

Tokio nuolat veikiančio smulkintuvo našumas – 3000 kg kaulo per valandą; variklio galia 28 AG. Su.

Verdant kaulą

Riebalų išsiskyrimas iš kaulo šiuolaikiniais virimo būdais yra kaulą veikiančio kaitinimo garų ir vandens šilumos rezultatas. Riebalus nuo kaulų galite atskirti tiesiog kaitindami nedrėkindami, tačiau tokiu atveju riebalai būna traškūs, tamsios spalvos, nemalonaus skonio ir mažo derliaus.

Todėl riebalai iš kaulo lydomi šlapiuoju būdu, t.y., pridedant vandens.
Kai riebalai iš kaulų verdami vandenyje, kolageno skaidulos atsipalaiduoja dėl kolageno pavertimo gliutinu, kuris, skirtingai nei kolagenas, tirpsta karštame vandenyje.
Tai palengvina riebalų išsiskyrimą iš kaulo. Išgaunamų lipniųjų medžiagų (glitimo ir jo hidrolizės produktų) kiekis priklauso nuo virimo temperatūros: Liebermano ir Petrovskio teigimu, per 1,5 valandos gaminimo iš kaulo atvirame katile ištraukiama 0,8% lipniųjų medžiagų, autoklave slėgis 1,5 ati - 4,6% ir esant 5 ati slėgiui - 8,8% kaulo masės.
Be to, lipniųjų medžiagų ištraukimo laipsnis priklauso ir nuo kaulo tipo. Minkšti kempiniai kaulai (paprasti kaulai) yra lengviau virškinami ir gamina daug klijų. Vamzdinius kaulus virti daug sunkiau. D.I. Lobanovo teigimu, kai vamzdiniai kaulai verdami septynias valandas, į tirpalą patenka nuo 6 iki 19% jų svorio; tomis pačiomis sąlygomis stuburo kaulai, šonkaulai ir plokšti kaulai suteikia nuo 16 iki 24% tirpios medžiagos.

Didėjant temperatūrai ir slėgiui, didėja riebalų išeiga. Taigi, verdant neapdorotą kaulą atviruose katiluose 100°; per 6 valandas riebalų išeiga yra 4%, riebalų išeiga verdant kaulus autoklave esant 3-4 atm slėgiui 3 valandas arba 2-2,5 atm 4 valandas 30 minučių yra 8%. Anot Lobanovo, jautienos klubų kaulai, verdant atvirame katile 4 valandas, davė 6,3% riebalų išeigą, o autoklave 2 ati slėgyje 1 valandą - 18,9%; vamzdinė jautiena verdant atvirame katile 4 valandas – 11 % riebumo, o esant 2 ati slėgiui autoklave 1 valandą – 16,3 %.

Virimo temperatūra ir slėgis priklauso nuo virto kaulo paskirties.
Kad vamzdiniai ir žibinto kaulai nesutrūkinėtų ir ant jų neatsirastų dėmių, jų virimo temperatūra neturi viršyti 85-87°. Kadangi lipnių medžiagų ištraukimas iš kaulo, didėjant slėgiui, smarkiai padidėja, jei vėliau jis naudojamas klijų gamybai, kaulas verdamas ne aukštesnėje kaip 100° temperatūroje. Mėsos perdirbimo įmonėse gautą žalią kaulą labiausiai patartina virti autoklave esant aukštam slėgiui, o vėliau naudoti pašarų miltams gaminti.

Riebalų išeiga didėja didėjant virškinimo laikui proceso pradžioje, o vėliau, pasiekus optimalų kiekį, riebalų išeiga beveik arba visiškai sustoja.

Riebalų išeigos diagrama priklausomai nuo kaulų virimo trukmės.

Pagrindiniai valgomųjų kaulų riebalų virimo būdai:

A) virimas atmosferos slėgyje karštame vandenyje;

B) virimas atmosferos slėgyje verdančiame vandenyje;

B) verdant esant aukštam slėgiui.

Labiau koncentruotas klijų sultinys verdant riebalus ir kaulų sultinį gaunamas taikant sodrinimo metodą.

Riebalams iš kaulų virti naudojami įvairių konstrukcijų katilai:

A) Atviras, vienasienis geležinis katilas, su nuimamu grotelių krepšiu iš geležinių strypų, skirtas krauti 300-600 kg kaulo. Katilo apačioje yra centrinis sultinio nutekėjimas. Gyvas garas tiekiamas per gyvatuką, esantį katilo apačioje po grotelių krepšio apačia. Iškraunant kaulą, krepšelio dugno durelės atlenkiamos atgal. Krepšiui pakelti ir nuleisti naudojamas kilnojamas blokas ant lubų sijos. Riebalai arba nubraukiami nuo paviršiaus, pakėlus krepšį su išvirtu kaulu, arba nupilami per apatinį vamzdelį kartu su sultiniu.

B) Tas pats atviras katilas su nuimamu krepšeliu, bet skiriasi nuo pirmojo tipo tik tuo, kad šone yra du čiaupai: viršutinis - riebalams nusausinti, o apatinis - sultiniui.

C) Atviras, vienasienis katilas kūginiu dugnu, kuriame yra 1000–1500 kg kaulo. Šis virdulys leidžia lengvai reguliuoti kepimo temperatūrą. Katilo dugno centre yra vamzdis sultiniui nuleisti. Riebalai išleidžiami per čiaupus, esančius katilo šone. Kaulas kraunamas ant geležies pasvirusio tinklelio, kurio skylės skersmuo 25 mm; Kaulas iškraunamas per šoninį liuką. Gyvi garai tiekiami į gyvatuką, esantį po pasvirusiomis grotelėmis.

D) Viensieniai arba dvisieniai autoklavai.

Vienas geriausių prietaisų kaulams verdant slėgiu yra vertikalus vienasienis autoklavas 1 (170 pav.), turintis pakrovimo 2 ir iškrovimo 3 kaklelius bei tinklinį dugną 4 su 10 mm skylutėmis. Gyvi garai patenka per vamzdį 5; Prie to paties vamzdžio prijungiamas vandens vamzdis, kuriuo išvirus ir nusėdus riebalams tiekiamas vanduo. Vanduo pakelia riebalų lygį iki užpildymo kaklelio ir leidžia juos išleisti iš autoklavo. Sultinys nusileidžia vamzdžiu 6.

Dvigubų sienelių autoklavas niekuo nesiskiria nuo autoklavo, skirto kiaulienos ir jautienos riebalams gaminti.

Riebalų virimas iš kaulų. Pakrovus kaulą, į katilą įpilama vandens, kad jis apsemtų kaulą. Kaulo ir vandens santykis yra 1 litras 1 kg. Vandens nepadengtas kaulas stipriai išdžiovinamas garų (garuojantis vanduo), tampa trapus ir pasidengia įtrūkimais; esant mažam skysčių santykiui (0,5 litro vandens 1 kg kaulo), riebalai įgauna deginimo kvapą. Tada katilo turinys pašildomas iki 80-85° šlaunikaulio, blauzdikaulio, žastikaulio ir dilbio kaulams, iki 87° plaštakos ir padikaulių kaulams ir iki 100° įprasto kaulo. Vamzdinių ir žibintų kaulai verdami tokioje temperatūroje trunka 4–4,5 val., o paprasti kaulai – 5–6 valandas. Susmulkinto kaulo virimas autoklave, kai garų slėgis katilo viduje yra 4-5 ati, trunka apie 2 valandas, o esant 1,5-2,5 ati slėgiui - nuo 4 iki 4,5 valandos.

Užvirinus, katilo turinys pasūdomas valgomąja druska ir paliekamas katile 20-30 min. Plaukiojantys riebalai supilami į nusodintuvą, o sultinys – į imtuvą.

Nusodinimo rezervuaruose nusėda riebaluose suspenduotų klijų sultinio baltymų dalelės, kalkių muilo pėdsakai ir kitos priemaišos.

Vamzdinį kaulą verdant karštame vandenyje, riebalų išeiga yra 36–42%, palyginti su riebalais, esančiais neapdorotame kaule. Kaulų svoris sumažėja 12-13%. Verdančiame vandenyje verdant maltus kaulus, riebalų išeiga siekia 30-45%, o kaulo masės mažėjimas po virinimo – 13-15%. Autoklavuose riebalų išeiga sudaro 60–80 % pradinio riebalų kiekio neapdorotame kaule.

Sultinys po virimo yra drumstas skystis, kuriame yra nedidelis kiekis riebalų ir audinių likučių. Riebalams ir nešvarumams pašalinti sultinys paliekamas nusistovėti 65° temperatūroje 1,5-2 valandas ir naudojamas maistui arba klijų gamybai. Sultinys, gautas verdant žalią kaulą atvirame katile, yra 2-3° Baume stiprumo, jame yra 3-4% azotinių medžiagų. Sultinyje, gautame iš to paties kaulo autoklave, yra 10 % sausųjų medžiagų.

Norint padidinti riebalų išeigą, kaulus patartina antriniu būdu pavirti gėlame vandenyje, tokiu atveju galima papildomai gauti 2-3 % riebalų. Virimo procesas vyksta esant 5 atm slėgiui apie 1 valandą ir 1,5-2 atm slėgyje iki 3 valandų.

Riebalams iš kaulo išskirti galima naudoti ir vakuuminius horizontalius katilus, su sąlyga, kad riebalai iš kaulo verdami šlapiuoju būdu, t.y., įpylus vandens.

Šiuose katiluose riebalai ir sultinys gaunami pagal schemą, parodytą fig. 171. Riebalai ir sultinys per sietelį nupilami į sultinio rinktuvą. Katile likęs virtas kaulas džiovinamas vakuume, kad būtų gauti kaulų miltai. Riebalai iš sultinio rinktuvo per viršutinį čiaupą nuleidžiami į nusodinimo baką, o sultinys (jei neįmanoma parduoti skysto pavidalo) filtruojamas per siurbimo filtrą ir išgarinamas vakuuminiame horizontaliame katile. Sausas miltelių pavidalo sultinys išpilamas į sietelį.

Miltelių pavidalo sauso sultinio išeiga svyruoja nuo 7 iki 10% kaulo svorio. Jo sudėtis: riebalai 2-4%, pelenai 3-5%, drėgmė 8-10%, baltyminės medžiagos 81-87%; spalva geltona arba šviesiai ruda, kvapas malonus. Milteliai gerai tirpsta vandenyje ir, įdėjus prieskonių (druskos, lauro lapų ir kt.), naudojami maistui.

Miltų išeiga yra 40-12% kaulo masės.

Verdant kaulus difuzijos metodu, atviri katilai sujungiami vienas su kitu vamzdynais, kad sodrinti sultiniai būtų perkelti iš vieno katilo į kitą, naudojant siurblį arba gravitacijos srauto lygius.

Eksploatuojant keturių katilų akumuliatorių, silpnas sultinys, gautas verdant kaulą pirmame katile, siunčiamas į antrąjį katilą užpildyti šviežiu kaulu; sotesnis sultinys perkeliamas į trečią katilą, kur gaunamas dar sotesnis sultinys. Pastarasis siunčiamas į ketvirtąjį katilą, iš kurio po galutinio sodrinimo išleidžiamas į imtuvą.

Taip verdant galima gauti iki 10° Baume stiprumo sultinį.

Vamzdiniame kaule po virinimo kanalų viduje lieka kaulų čiulpai, o paviršiuje – jungiamojo audinio liekanos, riebalų lašeliai ir sultinys. Kaulų čiulpų likučiai išmušami iš vamzdinio kaulo rankomis, o kad pasišalintų visi nešvarumai, kaulas 30 minučių plaunamas būgne arba pačiame viryklėje karštu 65-85° temperatūros vandeniu. Išplauti vamzdiniai ir žibintų kaulai džiovinami patalpoje, kurioje yra stelažai su vielos tinkleliu, šildymo įrenginiai ir ventiliacija. Vamzdinis kaulas džiovinamas 30–35° temperatūroje 6 valandas ir išdėstomas ant lentynų 140 vienetų 1 m2 greičiu.
Išdžiovinto kaulo išeiga yra 75 %, palyginti su svoriu prieš džiovinimą.
Po džiovinimo vamzdiniai kaulai rūšiuojami pagal ilgį ir svorį.

Išviręs žalias kaulas siunčiamas į techninių pusgaminių cechą.