close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3686

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3686
(13)
C1
(51)
(12)
6
A 23K 1/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ И КОРМОВАЯ ДОБАВКА
ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
(21) Номер заявки: 1534
(22) 1994.03.15
(31) P 43 08 498.2
(32) 1993.03.17
(33) DE
(46) 2000.12.30
(71) Заявитель: Дегусса АГ (DE)
(72) Авторы: БИНДЕР, Вольфрам, ДАМ, ФранцЛюдвиг, ХЕРТЦ, Ульрих, ФРИДРИХ, Хайнц,
ЛОТТЕР,
Херманн,
ХОН,
Вольфганг,
ГРАЙСЗИНГЕР, Дитер, ПОЛЦЕР, Вольфганг (DE)
(73) Патентообладатель: Дегусса АГ (DE)
(57)
1. Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных, включающий культивирование микроорганизмов - продуцентов аминокислот или лекарственных веществ на питательной среде, содержащей источник углерода, азота, минеральные соли и микроэлементы, последующую ферментацию и отделение биомассы от ферментационного бульона, сгущение и сушку, отличающийся тем, что сушку
ферментационного бульона проводят до получения высокодисперсного зернистого материала, не менее 70 %
которого имеет максимальный размер 100 мкм, затем дополнительно осуществляют гранулирование полученного продукта до получения частиц размером не менее 100 мкм и насыпной плотностью 550-850 кг/м3.
2. Кормовая добавка для сельскохозяйственных животных, включающая продукт ферментации микроорганизмов - продуцентов аминокислот или лекарственных веществ и компонентов ферментационного бульона, отличающаяся тем, что в качестве продукта ферментации добавка содержит аминокислоту или аминокислоты, или лекарственное вещество в виде структурированного гранулята, а в качестве компонентов
ферментационного бульона она содержит протеины, карбоновые кислоты менее чем с восемью атомами углерода, сахар, жиры и масла, минеральные вещества при следующем соотношении компонентов, мас. % на
сухое вещество:
аминокислота (кислоты) или лекарственное вещество
40,0-90,0
протеины
0,5-20,0
карбоновые кислоты менее чем с восемью атомами углерода
не более 13
общий сахар
не более 10
жиры и масла
не более 6
минеральные вещества
3,0-30,0.
3. Добавка по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве аминокислот она содержит лизин и/или треонин,
триптофан.
4. Добавка по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве лекарственного вещества она содержит хлортетрациклин.
5. Добавка по п. 2, отличающаяся тем, что структурированный гранулят содержит не менее 30 % высокодисперсного зернистого материала, 70 % которого имеет размер не менее 100 мкм.
6. Добавка по п. 2, отличающаяся тем, что насыпная плотность гранулята составляет не менее 550
кг/см3.
(56)
1. EP 0221520 A2, МПК A 23K 1/00, 1986.
2. US 4327118, МПК A 23K 1/16, 1980.
Изобретение относится к области животноводства, в частности к кормовым добавкам для сельскохозяйственных животных и способам их получения.
BY 3686 C1
К кормам для животных добавляют отдельные аминокислоты в соответствии с потребностью животных.
В качестве дополнения к кормам для животных, например, с помощью L-лизина до сих пор в преобладающей мере используют моногидрохлорид L-лизина с содержанием L-лизина 78 %. Так как L-лизин получают
путем ферментации, то для получения моногидрохлорида прежде всего, во-первых, его нужно отделять от
всех остальных составных частей сырого ферментационного бульона при применении необходимых стадий
способа, затем превращать в моногидрохлорид и последний подвергать кристаллизации. При этом выпадает
большое число побочных продуктов и, кроме того, необходимые для обработки реагенты. Так как не всегда
требуется высокая чистота добавки к корму для животных и к тому же в побочных продуктах ферментации
часто содержатся еще эффективные питательные ценные вещества, в прошлом поэтому не было недостатка в
попытках избежать необходимого получения кормовых аминокислот, в особенности чистого моногидрохлорида L-лизина, и более дешево переводить сырой ферментационный бульон в твердый корм для животных.
Все эти попытки, однако, не привели ни к какому рентабельно приемлемому результату.
В качестве веского недостатка указывается сложный состав таких сред, так как они вообще могут плохо
высыхать, затем они являются гигроскопичными, практически не сыпучими и подверженными опасности
комкования и непригодны для требующейся в промышленности переработки на комбикормовых заводах.
Прежде всего продукты ферментации лизина здесь в особенности причиняют ущерб. Простое обезвоживание сырого ферментационного бульона путем распылительной сушки приводит к пыльному, сильно гигроскопичному и спустя непродолжительное время хранения комковатому концентрату, который в этом виде
нельзя использовать в качестве комбикорма для животных.
Для того чтобы получить сыпучий и устойчивый при хранении продукт, к концентрату нужно примешивать большое количество самого различного рода добавок. Благодаря этому, однако, еще более уменьшается
и без того во многих случаях уже относительно незначительное содержание аминокислот. Такой продукт
описывается, например, в выкладке ФРГ 23 57 119, согласно которому из ферментационного бульона, в случае необходимости после удаления биомассы, готовят концентрат и затем его смешивают со вспомогательными веществами. Альтернативно, из концентрата также можно высвобождать лизин путем осаждения метанолом. Также в патенте ГДР 139 205, Upr. Mirkobn Sint. 111-118 (1973), C.A. 105 (19): 1705420; патенте
ФРГ 30 32 618, патенте США 4 327 118 и патенте Чехословакии 250 851 описывают такие, смешанные с
примесями, получаемые ферментативно добавки к корму.
Из европейского патента 122 163 и патента США 5 133 976 известен способ, согласно которому, при соблюдении совершенно специальных условий ферментации, можно получать сырой ферментативный бульон,
который можно высушивать до твердого и стабильного продукта. Однако здесь содержание L-лизина также
составляет только 35-48 вес. %. Из вышеуказанных источников также известно, что обезвоживание путем
азеотропной перегонки с парафиновым маслом приводит к приемлемым продуктам. Однако этот способ
также является дорогостоящим. Аналогично, для этого также применяют токсикологически опасный тетрахлорометан (патент Чехословакии 164 706).
Использование распылительной сушилки с интегрированным псевдоожиженным слоем дает высокодисперсный и пористый, однако сыпучий, зернистый продукт распылительной сушки с очень незначительным
насыпным весом и со все еще высокой гигроскопичностью. При обращении с этим продуктом возникает
значительная нагрузка пылью.
Композиционная грануляция в псевдоожиженном слое также оказывается малопригодной, так как здесь
также необходимы добавки, причем, например, согласно патенту ГДР 268 865, их добавляют непрерывно.
При этом их использование, в частности, является существенным для того, чтобы связывать имеющуюся в
ферментационном бульоне воду с целью предотвращения комкования гранулята, что в особенности сказывалось бы отрицательно на композиционную грануляцию.
Задачей настоящего изобретения является способ получения кормовой добавки и кормовая добавка для
сельскохозяйственных животных, которая в качестве биологически активного вещества содержит продукт
ферментации в высокой концентрации при небольшом количестве мешающих побочных продуктов. Добавка
должна быть недорогостоящая в приготовлении и в качестве целевого продукта должна быть только незначительно гигроскопична или клейкая, и в особенности должна обладать насыпным весом по меньшей мере
550 кг/м3. Кроме того, содержание биологически активного вещества должно быть стандартизуемо с помощью обычных средств.
Для решения данной задачи в способе получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных,
включающем культивирование микроорганизмов - продуцентов аминокислот или лекарственных веществ на
питательной среде, содержащей источник углерода, азота, минеральные соли и микроэлементы, последующую
ферментацию и отделение биомассы от ферментационного бульона, сгущение и сушку, сушку ферментационного бульона проводят до получения высокодисперсного зернистого материала, не менее 70 % которого имеет
максимальный размер 100 мкм, затем дополнительно осуществляют гранулирование полученного продукта до
получения частиц размером не менее 100 мкм и насыпной плотностью 550-850 кг/м3.
Другим объектом изобретения является кормовая добавка для сельскохозяйственных животных, включающая продукт ферментации микроорганизмов - продуцентов аминокислот или лекарственных веществ и
2
BY 3686 C1
компонентов ферментационного бульона. В качестве продукта ферментации добавка содержит аминокислоту или аминокислоты, или лекарственное вещество в виде структурированного гранулята, а в качестве компонентов ферментационного бульона она содержит протеины, карбоновые кислоты менее чем с восемью
атомами углерода, сахар, жиры и масла, минеральные вещества при следующем соотношении компонентов,
мас. % на сухое вещество:
аминокислота (кислоты) или лекарственное вещество
40,0-90,0
протеины
0,5-20,0
карбоновые кислоты менее чем с восемью атомами углерода
не более 13
общий сахар
не более 10
жиры и масла
не более 6
минеральные вещества
3,0-30,0.
В предпочтительном варианте в качестве аминокислот добавка содержит лизин и/или треонин, триптофан.
В качестве лекарственного вещества она содержит хлортетрациклин.
Структурированный гранулят содержит не менее 30 % высокодисперсного зернистого материала, 70 %
которого имеет размер не менее 100 мкм.
Насыпная плотность гранулята составляет не менее 550 кг/см3.
Предлагаемая, согласно изобретению, добавка к корму для сельскохозяйственных животных представляет собой продукт на основе ферментативного бульона, т.е. от содержит продукт ферментации, который
представляет собой желательные биологически активные вещества, как, например, аминокислоту или лекарственное средство, и преобладающую часть других ингредиентов (исключая ферментационную биомассу)
ферментационного бульона, причем ферментационной биомассы, с другой стороны, содержится вплоть до 0100 %. Добавка к корму для животных, следовательно, в желательном случае может быть уменьшена в биомассе, однако содержит преобладающую часть других веществ, имеющихся в ферментационном бульоне наряду с продуктом ферментации и биомассой. Если эти другие вещества в преобладающей мере отделяют путем техники переработки, как, например, кристаллизации, хроматографии и т.д., тогда грануляцию продукта
ферментации проводят без чрезмерных трудностей и осуществляют ее уже в большом промышленном масштабе.
Добавка к корму для животных представляет собой, согласно изобретению, структурированный гранулят, т.е.
гранулят, который получают из высокодисперсного зернистого материала до гранулята. Согласно изобретению,
при этом оказалось, что образование структурного гранулята прежде всего благоприятно тогда, когда продукт
ферментации содержится в значительном количестве в грануляте. Начиная с 33 вес. % продукта ферментации
(биологически активного вещества) в структурном грануляте становится предпочтительным образование
структурированного гранулята по сравнению с другого рода грануляцией, как, например, с азетропным удалением воды, размалыванием или растиранием, в случае необходимости, тестообразного осадка. Предпочтительно структурированный гранулят содержит по меньшей мере 40 вес. % и в особенности по меньшей мере
45 вес. % продукта ферментации. Верхний предел обычно составляет 90 вес. %, обусловленный еще содержащимися другими ингредиентами ферментационного бульона. Эти ингредиенты, согласно изобретению,
также отчасти желательны и существенны для изобретения, так как часть этих ингредиентов обладает клейкими свойствами и служит для связывания продукта ферментации в структурированном грануляте. Верхний
предел 90 вес. % относится к чистому продукту ферментации; если, например, он пересолен, как в случае лизина, то верхний предел в соответствии с процентным содержанием соли меньше, причем повышается соответственно доле минеральных веществ.
Структурированный гранулят можно получать из 100 % высокодисперсного зернистого материала, все
данные относятся к сухой массе, если не указано ничего другого, например, при добавке воды. Однако особенно предпочтительно, когда используется высокодисперсный зернистый материал в количестве самое
большее до 99 вес. % и в качестве связующего добавляется ферментационный бульон. При этом ферментационный бульон можно использовать непосредственно таким, какой есть, разбавленным, концентрированным или в виде растворенного или суспендированного сухого продукта. Особенно предпочтительно при
этом использование растворенного сухого продукта, в случае необходимости, в или вместе с подлинным
ферментационным бульоном или концентратом ферментационного бульона. Растворяемый сухой продукт
ферментационного бульона при этом представляет собой верхний или нижний продукт добавки к корму для
животных. Полученный таким образом гранулят содержит в качестве исходного зернистого материала в грануляте несколько зернышек высокодисперсного зернистого материала на частицу гранулята, причем это
структурирование гранулята должно быть предпочтительным по сравнению со структурированным гранулированием в псевдоожиженном слое, при котором частица гранулята структурируется по существу из любого
высокодисперсного зернистого материала, так как вопреки всем ожиданиям таким образом можно получать
гранулят с более высоким насыпным весом.
Предлагаемый, согласно изобретению, структурируемый гранулят имеет предпочтительно минимально до
70 вес. % зерен размером по меньшей мере 100 мкм, обычно доля размера зерен ниже 100 мкм составляет ме3
BY 3686 C1
нее 10 вес. % и особенно предпочтительно менее 3 вес. %. Это может достигаться путем просеивания, причем
нижний продукт можно возвращать в стадию гранулирования. Предпочтительно 90 вес. % предлагаемого, согласно изобретению, структурированного гранулята имеет размер зерен менее 5 мм, предпочтительно ниже 2
мм и особенно предпочтительно не более, чем 1 мм. Если в качестве верхнего предела исходят из 1 мм, то
предпочтительно в этой области находятся по меньшей мере 75 вес. % структурированного гранулята.
Как уже упоминалось, предлагаемые, согласно изобретению, добавки к корму для животных можно изготовлять с водой или ферментационным бульоном (получают, как описано выше), причем в случае применения ферментационного бульона последний так же, как весь продукт, может содержать полностью, частично
или вовсе не содержать биомассу. Особенно предпочтительно при этом так же, как в случае всего продукта,
если преобладающе содержится биомасса, предпочтительно вплоть до 100 % или около 100 %.
Как уже упоминалось, добавки к корму для животных, согласно настоящему изобретению, должны иметь
по возможности высокий насыпной вес, причем предлагаемые, согласно изобретению, продукты, которые
либо содержат продукт ферментации в количестве по меньшей мере вплоть до 33 вес. %, либо изготовлены
из структурированного гранулята по меньшей мере из 30 вес. % высокодисперсного зернистого материала
минимально на 70 вес. % с размером частиц менее 100 мкм, либо, особенно предпочтительно, имеют все эти
признаки, предпочтительно получают тогда, когда должен достигаться насыпной вес по меньшей мере 550
кг/м3. Более низкие насыпные веса также могут достигаться с помощью обычных способов, как, например,
азеотропное обезвоживание с парафиновым маслом или путем распылительной сушки, причем последний
(наряду с другими способами) также приводит к вышеупомянутому высокодисперсному зернистому материалу.
Особенно предпочтительно изготовление предлагаемых, согласно изобретению, добавок к корму для животных путем сильно стригущих сушительных инструментов, причем предпочтительно смесительные инструменты воздействуют на высокодисперсный зернистый материал и, как описано выше, из него изготавливают гранулят. При этом предпочтительно опять используют вышеупомянутые связующие (воду или
ферментационный бульон). Пригодно, например, структурированное гранулирование высокодисперсного
зернистого материала в грануляторах и в особенности в смесителях, предпочтительно в смесителях с интенсивным смешением. В таких смесителях с сильно стригущим усилием высокодисперсный зернистый материал и гранулят подвергаются ударениям о стенку смесителя и, в случае необходимости, смесительные лопасти или тому подобное, что в случае предлагаемого в изобретении продукта приводит к высокой
плотности, в особенности по меньшей мере 550 кг/м3, чаще 550-850 кг/м3, и к высокой стабильности, т.е. к
хорошей прочности на истирание гранулята. Как уже упоминалось, высокодисперсный зернистый материал
предпочтительно представляет собой получаемый путем распылительной сушки порошок, который легкодоступен и особенно пригоден для структурирования предлагаемого, согласно изобретению, гранулята.
Если при гранулировании добавляют воду или ферментационный бульон, тогда гранулирование можно
проводить, в случае необходимости, одновременно с сушкой.
Предлагаемая, согласно изобретению, добавка к корму для животных содержит предпочтительно одну из
следующих компонентов в указанных пределах:
протеины
10-16 вес. %
карбоновые кислоты менее чем с 8 С-атомами, максимально
8 вес. %
общий сахар
2-10 вес. %
минеральные вещества
5-25 вес. %.
Обычно продукт имеет остаточное содержание воды по меньшей мере 0,5 вес. %, чтобы избежать комкования, причем содержание воды не должно превышать 5 вес. %, максимально, однако, 10 вес. %.
Содержание протеина определяют из содержания общего азота минус содержание неорганического азота
минус содержание азота свободных аминокислот и умножения полученного значения на 6,25 [(общий N, % неорганический N, % - аминокислотный N, %) х 6,25]. Содержание общего азота определяют путем анализа
по Къельдаю (стандартный способ): содержание неорганического азота (содержание аммония) определяют,
например, колориметрически, титрометрически или потенциометрически; содержание азота свободной аминокислоты определяют путем количественного определения свободных аминокислот (анализатор аминокислот (ASA)) с последующим расчетом содержания азота. В качестве минеральных веществ обозначаются совокупности всех неорганических катионов и анионов.
Содержание протеина в предлагаемых, согласно изобретению, гранулятах обычно составляет 0,6-20
вес. %, причем протеины, согласно изобретению, также применяют для повышения стабильности гранулята.
Поэтому нужно стремиться к нижнему пределу 0,5 вес. %; особенно благоприятны, гранулят получают при
более высоких содержаниях протеина 8-18 вес. % и в частности, начиная с величины выше 10 вес. %.
Обычно предлагаемые, согласно изобретению, добавки содержат вплоть до 20 вес. % ферментационной
биомассы.
Высокие содержания аминокислоты вплоть до максимальных 90 вес. % достигаются, например, при получении L-трепнина с помощью Escherichia coli BKIIM-3996 (патент Франции А-2 640 640), здесь в особенности из-за относительно простых сред.
4
BY 3686 C1
При получении лизина, соответственно триптофана, с помощью Corynebacterium, соответственно Escherichia coli К-12 производного, содержания, аминокислот несколько ниже; в частности, в случае триптофана
типичными являются получаемые ферментативно в настоящее время максимальные содержания, составляющие 70 вес. %.
К изобретению принадлежат также такие добавки к корму животных, которые наряду с биологически активным веществом (продуктом ферментации), например одной или несколькими аминокислотами или лекарственным средством, например хлортетрациклином, содержат еще все или по меньшей мере еще преобладающее количество ингредиентов ферментационного бульона, принадлежащих к продукту ферментации, а
также такие добавки к корму для животных, которые удовлетворяют вышеприведенному составу, причем
здесь биомасса может содержаться полностью, частично или вовсе не содержаться.
Предлагаемые, согласно изобретению, добавки можно выделять непосредственно, например, путем распылительной сушки ферментационного бульона. При этом, однако, можно достигать только пористого, высокодисперсного, получаемого распылительной сушкой зернистого материала с насыпным весом ниже 550
кг/м3. Эти добавки подвержены опасности комкования и, таким образом, оптимально непригодны для переработки на комбикормовых заводах.
Согласно изобретению, в настоящее время было найдено, что, с одной стороны, благодаря структурированному гранулированию высокодисперсного порошка, как полученный в грануляторах или смесителях, в
частности, при применении дополнительных, с сильным стригущим усилием смесительных инструментов и,
в частности, с концентратом ферментационного бульона в качестве связующего, можно получать гранулят с
желательным размером зерен (обычно 0,1-1 мм) и очень высоким насыпным весом, а также пониженной
гигроскопичностью.
Предлагаемый, согласно изобретению, структурированный гранулят представляет собой компактную, примерно круглую частицу, которая отлично пригодна для использования в комбикормах для животных. Обычно
крупнозернистый и/или мелкозернистый материал отсеивают, так что имеют гранулят с наиболее желательным
размером зерен 100-1000 мкм. При таком размере зерен предлагаемый, согласно изобретению, гранулят удовлетворяет различным требованиям для переработки в комбикорма для животных, например таким требованиям,
как смешиваемость с образованием гомогенной смеси и незначительная или вообще никакой тенденции к расслоению. Просеянный крупнозернистый материал, как так же просеянный мелкозернистый материал, можно
возвращать в процесс гранулирования для приготовления вспомогательного раствора. Предлагаемый, согласно
изобретению, продукт отличается в особенности следующими параметрами: компактная, округлая конструкция частиц; пониженная гигроскопичность; очень хорошая сыпучесть; пониженная склонность к комкованию; повышенный насыпной вес, беспыльность; высокая механическая стабильность; соответствующее количеству в первоначальном бульоне, поэтому максимальное содержание воды, отсутствие нежелательных
добавок; незначительная дополнительная стоимость за счет применения простых технических приемов и
достижение высоких выходов.
Таким образом, продукт по сравнению с уровнем техники чаще всего имеет следующие преимущества:
повышенный насыпной вес, измеренный в виде массы продукта определенного, рыхло заполненного объема;
пониженная гигроскопичность, измеренная в виде поглощения воды пробой, в климатической камере с
комнатной температурой и относительной влажностью воздуха 72 % после времени пребывания 60/120 мин;
практически полное отсутствие тонкой пыли, которая измеряется в виде доли, которая проходит при механическом просеивании через сетку с размером отверстий 100 мкм, и количество которой чаще всего не
превышает 3 %;
компактная и круглая конструкция частиц, следовательно, в значительной степени отсутствие пустот и
пористых структур, которые снижают плотность частиц по сравнению с максимально возможной, определяемой физико-химическими свойствами плотностью, а также отсутствие острых краев частиц;
очень хорошая сыпучесть, измеряемая как способность продукта вытекать без задержки из цилиндрического сосуда с конически сужающимся дном (внутренний диаметр цилиндра 40 мм, угол между стенкой цилиндра и конусом 150°, т.е. остро сужающийся) и с круглым отверстием в дне диаметром максимально 5 мм.
Предпочтительно в добавке в преобладающей степени имеется только одна компонента, в особенности
аминокислота, в качестве биологически активного вещества.
Такая добавка затем универсально, соответственно содержанию в ней биологически активного вещества,
дозированно добавляется к любому корму или премиксу. В случае определенных кормовых смесей, однако,
также может быть целесообразным, чтобы присутствовало несколько компонентов, в особенности аминокислот, в добавке в определенном соотношении друг с другом так, чтобы с помощью только одной добавки
достигалось желательное обогащение. Соотношение этих биологически активных веществ можно получать,
например, путем смешения нескольких ферментационных бульонов или добавок, а также путем добавления
предпочтительно незначительных количеств чистых биологически активных веществ, например аминокислот.
5
BY 3686 C1
В настоящем изобретении пригодными аминокислотами являются в особенности лизин, треонин, триптофан, а также лицин, изолейцин, валин, пролин, аргинин и аланин. В качестве лекарственного средства в
особенности пригоден хлортетрациклин. Наряду с индивидуальным биологически активным веществом или
несколькими, целенаправленно содержащимися, соответственно определенными биологически активными
веществами, в добавке могут присутствовать по возможности в незначительном количестве другие, неопределенные или непригодные для дополнения биологически активные вещества.
В случае аминокислот, добавляемые аминокислоты должны составлять по меньшей мере 95 вес. % от
общего количества свободных аминокислот в добавке, предпочтительно их содержание составляет по меньшей мере 97 вес. %.
Содержание общего сахара, включающего используемый и не используемый микроорганизмами сахар,
предпочтительно составляет максимально 8 вес. % и в особенности максимально 5 вес. %. Обычно при
ферментации расходуется не весь общий сахар, так что в продукте обычно содержится по меньшей мере 0,1
вес. %, даже по меньшей мере 0,5 вес. % сахара. Непосредственно это количество общего сахара, которое содержится из-за отсутствующей обработки бульона до чистого продукта, в случае прежней грануляции приводило к
технологическим проблемам, которые устранены согласно изобретению.
Доля жиров и масел предпочтительно ограничивается 3 вес. %.
Для добавления особенно пригодны добавки, которые содержат желательные свободные аминокислоты
(кислоту) в количестве по меньшей мере 46,5 вес. %, лучше 49,5 вес. %; предпочтительно эта величина составляет 50 % или выше.
Из экономических соображений, в случае основных аминокислот, верхний предел максимально составляет 60 вес. %, в случае нейтральных аминокислот - 90 вес. %.
Добавки можно использовать как непосредственно полученные, в виде смесей таких добавок (также
бульонов) или в виде снабженных другими добавками в качестве премиксов, как премиксы с микроэлементами (витаминами или минеральными веществами).
Такие добавки по сравнению с чистым выделением, а также по сравнению с прежними продуктами из
ферментационных бульонов недорогостоящие при высоком содержании ценных веществ, легко стандартизуемы и содержат мало побочных продуктов при незначительных расходах на приготовление.
Предлагаемый, согласно изобретению, комбикорм для животных чаще всего представляет собой окрашенный
от светло-бежевого до коричнево-бежевого гранулят с насыпным весом 550-750 кг/м3. В случае L-лизина последний находится в виде соли, например в виде сульфата или карбоната. Гранулят полностью стабилен и после хранения свыше 12 месяцев при 25 °С не установлено никакого уменьшения содержания L-лизина; его поведение в отношении гигроскопичности хорошее.
Он обладает очень хорошей сыпучестью благодаря компактной, круглой конструкции частиц; далее, он
лишен пыли, не склонен к комкованию и может легко гомогенно примешиваться в готовый комбикорм или
форсмеси. Он также, в качестве составной части таких смесей, обладает отличной стабильностью. В качестве источника L-лизина он обладает по меньшей мере такой же эффективностью, в расчете на одинаковое содержание L-лизина, как и обычно применяемый чистый L-лизин-гидрохлорид.
Способ получения добавки к корму для животных на основе ферментативного бульона, который содержит
продукт ферментации и преобладающую долю других ингредиентов ферментационного бульона, причем ферментационная биомасса имеется в количестве 0-100 %, согласно изобретению, осуществляют так, что ферментационный бульон, в случае необходимости после удаления части ингредиентов, подвергают распылительной сушке с получением высокодисперсного зернистого материала, по меньшей мере вплоть до 70 вес. % которого имеет
максимальный размер частиц 100 мкм, и этот высокодисперсный зернистый материал конструируют до гранулята, который содержит вплоть до минимально 30 вес. % высокодисперсного зернистого материала.
Предпочтительно гранулят по меньшей мере на 70 вес. % изготавливает с размером частиц (зерен) менее
100 мкм. Такой гранулят обеднен пылью и стабильно может вводиться в корм. Согласно изобретению, чаще
всего выполняют > 90 вес. % и часто даже > 97 вес. % этого критерия.
Особенно благоприятно также изготовление гранулята из высокодисперсного зернистого материала путем добавки воды или ферментационного бульона, который в случае необходимости содержит только часть
ингредиентов, т.е., например, в котором уменьшено количество биомассы. Ферментационный бульон предпочтительно используется, как описано выше.
Обычно получают гранулят с насыпным весом по меньшей мере 550 кг/м3, причем, с одной стороны,
экономят на объеме и, с другой стороны, получают очень стабильный продукт. Для изготовления гранулята
из высокодисперсного зернистого материала, кроме того, пригодно использование с сильным стригущим
усилием смесительных инструментов, которые контактируют с высокодисперсным зернистым материалом и
образующимся гранулятом, и последние тщательно спрессовывают друг с другом так, что также получается
очень стабильный гранулят с высоким насыпным весом.
Для приготовления высокодисперсного зернистого материала в ферментационном бульоне, в случае необходимости, частично или полностью уменьшают количество биомассы, например, благодаря механическим способам отделения и ферментационный бульон концентрируют до максимально 60 вес. % сухой мас6
BY 3686 C1
сы. Этот концентрат высушивают, например, при использовании пленкоосадительного выпарного аппарата
до высокодисперсного порошка, который обычно имеет насыпной вес 350 - ниже 550 кг/м3 и содержание воды < 5 вес. %.
Для предлагаемого, согласно изобретению, гранулирования можно использовать еще другие обычные добавки,
как, например, перлиты, до тех пор, пока сохраняются признаки согласно изобретению. Предпочтительно такие добавки ограничены количеством ниже 10 вес. % в целевом продукте, в особенности они составляют максимально 5
вес. %. Согласно изобретению, такие добавки также можно использовать в количестве менее 1 %, соответственно вообще их не использовать.
Применяемые ферментационные бульоны обычно содержат твердое вещество в количестве 7,5-26 вес. % и, в
случае аминокислот в качестве биологически активного вещества, в количестве до 1-20 вес. %. В случае аминокислот особенно предпочтительны такие способы ферментации, при которых, по окончании ферментации, в сухой массе
содержатся по меньшей мере до 40 вес. % аминокислоты (кислот). Кроме того, также предпочтительно, когда ферментацию по меньшей мере в конце, однако предпочтительно по меньшей мере спустя 30 % всей продолжительности
ферментации проводят при ограничении количества сахара, т.е. чтобы концентрация используемого сахара в ферментационной среде поддерживалась при, соответственно снижалась до максимально 0,3 вес. %.
Ферментационные бульоны для аминокислотных добавок предпочтительно готовят таким образом, что культивируют продуцирующий по меньшей мере одну аминокислоту микроорганизм в ферментационной среде, которая содержит по меньшей мере один источник углерода, по меньшей мере один источник азота, минеральные соли и микроэлементы, причем ферментацию проводят так, что при ее окончании получают сырой ферментационный бульон с
содержанием используемого сахара максимально 4 г/л и в особенности с содержанием твердого вещества 7,5-26
вес. %, содержанием аминокислот 1-20 вес. %, предпочтительно 4-10,5 вес. %, и содержанием сахара максимально 2,6
вес. %.
При применении пригодных микроорганизмов ферментацию проводят предпочтительно так, что сухая
масса ферментационного бульона содержит максимально 15 вес. % протеина и в особенности по меньшей
мере 40 вес. % аминокислот, максимально 8 вес. % карбоновых кислот с количеством атомов углерода менее
чем 8, максимально 10 вес. % общего сахара, максимально 5 вес. % жиров и масел и максимально 5-30
вес. % минеральных веществ.
К концу ферментации содержание использующего сахара устанавливается максимально 1 г/л, т.е. не добавляют никакого сахара, и ферментацию прерывают лишь при достижении или сокращении этого значения.
Для того, чтобы повысить содержание аминокислоты в сухой массе, или для того, чтобы стандартизировать сухую
массу в отношении определенного содержания аминокислоты, или для того, чтобы снизить содержание протеина в
сухой массе, можно удалять биомассу, в случае необходимости другие вещества, путем механических способов отделения и при сохранении преобладающих количеств остаточных компонентов ферментационного бульона, предпочтительно по окончании ферментации.
Если биомасса не должна быть отделена, то ферментацию следует предпочтительно осуществлять так,
чтобы продуцировалось по возможности мало биомассы, причем добавляемые питательные вещества в конце должны расходоваться по возможности широко. Такая ферментация описана, например, в патенте ФРГ 41
30 867, пример 3.
Предпочтительнее осуществлять ферментацию так, чтобы по меньшей мере спустя 30 %, предпочтительно спустя 70 %, продолжительности ферментации концентрация используемого сахара в ферментационном бульоне составляла самое большее 0,3 вес. %.
В качестве продуцирующих аминокислоту микроорганизмов применяют предпочтительно пригодные для лизина
мутанты вида Coryntebacterium или Brevibacterium, например тот, который хранится в немецкой коллекции штаммов
микроорганизмов под номером М 5715, и получаемые штаммы.
В качестве источника углерода предпочтительно используют гидролизаты крахмала (глюкозы) или сахарозу. Незначительное количество может происходить также из мелассы сахарной свеклы или сахарного тростника. Эта доля не должна превышать 5 вес. % источника общего углерода (= 10 вес. % мелассы в источнике общего углерода).
Для треонина и триптофана предпочтительно используют пригодные мутанты вида Escherichia coli, например для треонина - штамм ВКIIМ В-3996 (патент Франции А 2 640 640).
В качестве источника азота наряду с аммиаком или сульфатом аммония служат гидролизаты содержащих
протеин веществ, как кукурузная клейковина, соевая мука или биомасса из предшествующей смеси или, например, вода от набухания кукурузы, или рыбный пентон.
Температура ферментации целесообразнее составляет 30-40 °С; рН-значение ферментационной среды составляет 6,0-8,0. Продолжительность ферментации составляют в общем максимально 100 ч.
По окончании ферментации микроорганизмы можно умерщвлять термически или также благодаря другим способам, например путем добавки неорганической кислоты, как серная кислота.
Затем, в случае необходимости, биомассу отделяют (частично) известными способами, как сепарация, декантация,
комбинация сепарации с декантацией, ультрафильтрация или микрофильтрация.
7
BY 3686 C1
Ферментационный бульон затем сгущают путем известных способов, например в тонкослойном или пленочно-осадительном выпарном аппарате, до получения форконцентрата с содержанием твердого вещества
30-60 вес. %.
Для окончательного высушивания форконцентрата до высокодисперсного порошка с насыпным весом
350-550 кг/м3 и содержанием воды 5 вес. % может служить, например, распылительная сушилка Spinflashсушилка или сушилка с псевдоожиженным слоем.
В случае, если необходим затем высокодисперсный порошок, предпочтительно при помощи воды, в особенности, однако, при помощи концентрированного ферментационного бульона, или водного раствора верхнего (надрешеточного) продукта или тонкой пыли, в грануляторе или смесителе, в присутствии или в отсутствии других добавок, можно перерабатывать в гранулят с пригодным размером зерен и с насыпным весом
550-850 кг/м3.
Ферментационный бульон в качестве связующего предпочтительно содержит 40-65 вес. %, в особенности 5060 вес. %, твердых веществ. Особенно хорошо могут гранулироваться лизинсодержащие ферментационные бульоны, однако также ферментационные бульоны других аминокислот.
Поскольку желательна стандартизация предлагаемого, согласно изобретению, комбикорма для животных относительно содержания аминокислоты, то ее можно осуществлять, например, путем соответствующего выбора количества
оставшейся биомассы и/или пригодного выделения (Abmischen) форконцентрата или высушенного порошка. Соответственно для стандартизации можно также смешивать не содержащие биомассы или с пониженным содержанием
биомассы бульоны с подлинными бульонами. Другой возможностью является добавка незначительных количеств
безопасных для комбикорма добавок, как пшеничные отруби, кукурузная мука (Maisspindelmehl) или перлиты.
Предлагаемые, согласно изобретению, добавки к корму для животных, продукт, как продукт способа, находят
применение для дополнения или приготовления комбикорма для животных или премикса для комбикорма; к изобретению, таким образом, также относится комбикорм для животных или премикс, который содержит добавку к комбикорму для животных согласно настоящему изобретению.
Нижеследующие примеры должны подробнее пояснить изобретение.
Пример 1.
В емкость для ферментации с мешалкой и системой аэрации помещают 150 кг стерильного раствора следующего состава:
вода
132,0 кг
меласса
0,8 кг
сахароза
3,7 кг
сернокислотный гидролизат кукурузной клейковины
9,2 кг
сульфат аммония
1,5 кг
минеральные соли
микроэлементы
0,4 кг.
с помощью раствора аммиака устанавливают рН-значение = 7,5.
В этот раствор при 33-35 °С добавляют 15 л выращенной в такой же ферментационной среде, но в отдельном ферментере инокулирующей культуры Corynebacteriums.
В течение 72-х ч добавляют 78 л стерильного раствора, который перед нейтрализацией до рН=7,5 имеет
следующий состав:
вода
37,0 кг
меласса
2,5 кг
сахароза
43,0 кг
сернокислотный гидролизат кукурузной клейковины
8,2 кг
сульфат аммония
0,9 кг
минеральные соли
микроэлементы
0,2 кг.
Во время всего периода ферментации с помощью раствора аммиака поддерживают рН-значение = 7,0-7,5.
Число оборотов мешалки устанавливают равным 600 и скорость аэрации устанавливают равной 0,5-0,7
vvm.
По окончании периода ферментации получают 252 кг сырого ферментационного бульона с содержанием
твердого вещества 31,2 кг, содержанием основания L-лизина 13,7 кг и содержанием сахара 0,6 кг.
Микроорганизмы умерщвляют термически, и ферментационный бульон концентрируют в пленкоосадительном выпарном аппарате при пониженном давлении до содержания твердого вещества примерно 52
вес. %.
Затем этот форконцентрат обезвоживают в распылительной сушилке с интегрированным псевдоожиженном слоем до светло-коричнево-бежевого цвета порошка с насыпным весом 0,5 кг/л и следующего состава:
основание L-лизина
44,7 вес. %
1,2 вес. %
другие α-аминокислоты
протеины
14,5 вес. %
карбоновые кислоты менее чем с 8 С-атомами
5,2 вес. %
8
BY 3686 C1
сахар
1,9 вес. %
жиры и масла
3,5 вес. %
минеральные вещества
20,2 вес. %
вода
4,1 вес. %.
В принципе, вместо полученного, как описано выше, продута, можно использовать любой, полученный
обычным образом высокодисперсный зернистый материал, например полученный из ферментационного
бульона от получения лизина путем распылительной сушки.
В EIRICH-интенсивный смеситель типа R С2 с внутренним объемом 10 л, снабженный звездообразной ротационной мешалкой (5000 об./мин) помещают 2,5 кг этого высокодисперсного зернистого материала и смешивают с 550 мл
суспензии такого же высокодисперсного зернистого материала в воде, причем количество суспензии составляет 55
вес. %. Спустя 5 мин образование гранулята заканчивается, и продукт высушивают в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха.
Технические данные:
Исходный продукт
Гранулят
Поглощение воды (относительная влажность 72 %)
1,24/2,59
0,81/1,75
спустя 60/120 мин, %
склеивающийся
сыпучий
Насыпной вес, кг/м3
500
700
Ситовый анализ, % < 100 мкм
82
1
> 1000 мкм
0
8
Сыпучесть*
6
2
(* 1 - отличная; 2 - очень хорошая; 6 - несыпучий).
Выход гранулята после просеивания через сито с размером отверстий 100-1000 мкм: > 90 %.
Пример 2.
В резервуар для ферментации с мешалкой и системой аэрации помещают 150 кг стерильного раствора следующего состава:
вода
130 л
глюкоза
12,4 кг
сернокислотный гидролизат кукурузной клейковины
9,0 кг
сульфат аммония
1,5 кг
минеральные соли
микроэлементы
0,4 кг,
с помощью раствора аммиака устанавливают рН-значение = 7,5.
В этот раствор при 33-35 °С добавляют 12 л выращенной в такой же ферментационной среде, но в отдельном
ферментере инокулирующей культуры Corynebacteriums.
В течение 40 ч добавляют 77 л стерильного раствора, который перед нейтрализацией до рН = 7,5 имеет следующий состав:
вода
38 л
глюкоза
40,0 кг
сернокислотный гидролизат кукурузной клейковины
8,3 кг
сульфат аммония
0,9 кг
0,08 кг
антивспениватель (Nalco )
минеральные соли + микроэлементы
0,2 кг.
Во время всего периода ферментации с помощью раствора аммиака поддерживают рН-значение = 7,0-7,5. Число
оборотов мешалки устанавливают равным 600 и скорость аэрации устанавливают равной 0,5-0,7 vvm.
По окончании периода ферментации получают 275 кг сырого ферментационного бульона с содержанием твердого
вещества 34,1 кг, содержанием основания L-лизина 15,5 кг и содержанием сахара 0,71 кг. Микроорганизмы умерщвляют термически и отделяют с помощью комбинации сепаратора и декантатора.
Освобожденный от биомассы бульон концентрируют в пленкоосадительном выпарном аппарате при пониженном
давлении до содержания твердого вещества примерно 52 вес. %.
Затем этот форконцентрат обезвоживают в распылительной сушилке до светло-коричнево-бежевого цвета
порошка с насыпным весом 0,51 кг/л и следующего состава:
основание L-лизина
52,1 вес. %
2,5 вес. %
другие α-аминокислоты
протеины
8,8 вес. %
карбоновые кислоты менее чем с 8 С-атомами
6,8 вес. %
сахар
2,4 вес. %
жиры и масла
2,5 вес. %
минеральные вещества
21,1 вес. %
вода
1,6 вес. %.
9
BY 3686 C1
Гранулирование высокодисперсного порошка осуществляют, как в примере 1, в смесителе со смесительными инструментами с сильным стригущим усилием при применении форконцентрата в качестве связующего и получают
беспылевой продукт с гранулометрическим составом более чем на 80 %, ниже 1 мм и насыпным весом 0,65 кг/л.
Пример 3.
Ферментацию осуществляют, как в примере 2, с тем различием, что вместо чистого сернокислотного гидролизата
кукурузной клейковины используют смесь из 3,5 кг сернокислотного гидролизата кукурузной клейковины и 13,8 кг
сернокислотного гидролизата отделенной в примере 2 биомассы.
По окончании периода ферментации получают 272 кг сырого ферментационного бульона с содержанием твердого
вещества 36,2 кг, содержанием L-лизинового основания 17,1 кг и содержанием сахара 0,55 кг.
Биомассу без предварительной обработки отделяют путем ультрафильтрации (≤ 300 000 дальтонов). Освобожденный от биомассы бульон концентрируют, как в примере 2, до содержания твердого вещества примерно 53 вес. %.
Затем одну часть этого форконцентрата обезвоживают в сушилке с псевдоожиженным слоем до светлокоричнево-бежевого цвета порошка с насыпным весом 0,53 кг/л и следующего состава:
L-лизиновое основание
62,1 вес. %
1,2 вес. %
другие α-аминокислоты
протеины
2,6 вес. %
карбоновые кислоты менее чем с 8 С-атомами
3,1 вес. %
сахар
2,0 вес. %
жиры и масла
1,7 вес. %
минеральные вещества
24,4 вес. %
вода
1,6 вес. %.
Другую часть форконцентрата перед обезвоживанием в сушилке с псевдоожиженным слоем смешивают с таким
количеством кукурузной муки (Maisspinderimehl), чтобы полученный твердый продукт имел стандартизованное содержание L-лизинового основания = 60 вес. %.
Пример 4.
Добавку к корму для животных треонина получают следующим образом.
Аналогично, как описано в патенте Франции А 2 640 640, путем культивирования штамма Escherichia coli BKIIM
В -3996 в ферментационной среде получают ферментационный бульон с 85 г/л L-треонина.
Биомассу из ген-технологически измененного микроорганизма затем отделяют путем ультрафильтрации и освобожденный от биомассы бульон гранулируют в сушилке с псевдоожиженным слоем или путем распылительной сушки и гранулирования высокодисперсного зернистого материала, как описано в примере 1.
Пример 5.
Полученный обычным образом, содержащий треонин ферментационный бульон высушивают в распылительной
сушилке до получения сухого, высокодисперсного порошка.
В EIRICH-интенсивный смеситель типа R 02 с внутренним объемом 10 л, снабженный звездообразной ротационной мешалкой (5000 об./мин) помещают 2,8 кг этого продукта и смешивают с 375 мл суспензии этого же продукта в
воде, причем количество суспензии составляет 45 вес. %. Спустя 15 мин образование гранул заканчивается, и
продукт сушат в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха.
Технические данные:
Исходный продукт
Гранулят
Поглощение воды (относительная влажность
никакого значительного различия, так как высоко72 %) спустя 60/120 мин, %
дисперсный зернистый материал мало гигроскопичен
Насыпной вес, кг/м3
500
700
Ситовый анализ, % < 100 мкм
82
1
> 1000 мкм
0
8
Сыпучесть*
6
2
(* 1 - отличная; 2 - очень хорошая; 6 - несыпучий).
Выход гранулята после просеивания через сито с отверстиями 100-1000 мкм: > 88 %.
Треонин
52,0 вес. %.
Н2O
2,5 вес. %.
Пример 6.
Полученный обычным образом ферментационный бульон с хлортетрациклином с 17 вес. % сухого вещества высушивают в распылительной сушилке до сухого, высокодисперсного порошка.
В EIRIGH-интенсивный смеситель типа R 02 с внутренним объемом 10 л, снабженный звездообразной ротационной мешалкой (5000 об./мин), помещают 2,5 кг этого продукта и смешивают с 800 мл воды. Спустя 13 мин образование гранулята заканчивается, и продукт высушивают в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха.
10
BY 3686 C1
Технические данные:
Исходный продукт
1,47/3,03
Поглощение воды (относительная влажность
72 %) спустя 60/120 мин, %
Насыпной вес, кг/м3
Ситовый анализ, % < 100 мкм
> 1000 мкм
Сыпучесть*
Гранулят
1,00/2,26
склеивающийся
сыпучий
Никакого значительного улучшения, так как высокодисперсный зернистый материал уже очень компактный
84
1
0
6
6
2
(* 1 - отличная; 2 - очень хорошая; 6 - несыпучий).
Выход гранулята после просеивания через сито с отверстиям 100-1000 мкм: > 90 %.
Гидрохлорид хлортетрациклина
13,7 вес. %.
Вода
3,8 вес. %.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
247 Кб
Теги
патент, by3686
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа