| Dokumentenidentifikation |
DE102006001554A1 12.07.2007 |
| Titel |
Micropellets für die Herstellung von Tiernahrungspellets |
| Anmelder |
IPC Process-Center GmbH & Co., 01277 Dresden, DE |
| Erfinder |
Kempe, Wolfgang, 01169 Dresden, DE; Nagel, Gunnar, 01237 Dresden, DE; Englisch, Wolfram, 01728 Bannewitz, DE; Dittmann, Jörg, 01936 Königsbrück, DE |
| Vertreter |
PFENNING MEINIG & PARTNER GbR, 01217 Dresden |
| DE-Anmeldedatum |
05.01.2006 |
| DE-Aktenzeichen |
102006001554 |
| Offenlegungstag |
12.07.2007 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
12.07.2007 |
| IPC-Hauptklasse |
A23K 1/00(2006.01)A, F, I, 20060105, B, H, DE
|
| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft Mikropellets, die aktive Additive und insbesondere Enzymproteine enthalten. Mit ihnen können Tiernahrungspellets hergestellt werden, in denen die vorab in Mikropellets hochkonzentriert enthaltenen Additive bei der Pelletierung homogen verteilt werden können. Es ist dabei Aufgabe der Erfindung, Mikropellets für die Herstellung von Tiernahrungspellets zur Verfügung zu stellen, die problemloser herstellbar sind und die einen geringeren Aktivitätsverlust von enthaltenem Additiv auch nach der Herstellung von Pellets aufweisen. Neben mindestens einem aktiven Additiv, dessen Anteil bevorzugt bei mindestens 20 Masse-% liegen soll, sind dabei die einzelnen Mikropellets mit einer langkettigen Fettsäure, deren Anteil ebenfalls mindestens 25 Masse-% betragen soll, und außerdem mit einem Zuckerester gebildet. Das Zuckerester soll mit einem Anteil von mindestens 0,3, bevorzugt mit 0,5 bis 3 Masse-% enthalten sein. Zusätzlich können weitere Komponenten, wie z. B. ein Restwasseranteil, ein organischer Binder oder Farbstoff u. a. m. enthalten sein.
|
| Beschreibung[de] |
|
Die Erfindung betrifft Micropellets, die aktive Additive und insbesondere
Enzymproteine enthalten. Mit ihnen können Tiernahrungspellets hergestellt werden
in denen die vorab in Micropellets hochkonzentriert enthaltenen Additive bei der
Pelletierung homogen verteilt werden können.
Neben anderen Additiven, wie z.B. Vitaminen, Antioxidanten, Farbstoffen,
trifft dies besonders auf Enzyme zu.
Letztgenannte sind aber sehr temperaturempfindlich und können
bei höheren Temperaturen an Aktivität bis hin zum Totalverlust verlieren.
Dabei wirkt sich auch Feuchtigkeit insbesondere in Kombination mit höheren
Temperaturen nachteilig aus.
Bei der Herstellung von Tiernahrungspellets wird aber mit Wasserdampf
gearbeitet, so dass eine Reduzierung bzw. der Totalverlust an Aktivität ein
erhebliches ökonomisches Problem darstellen.
Es sollten daher Vorkehrungen getroffen werden, um die eingesetzte(n)
Additive vor dem Temperatur- und/oder Feuchtigkeitseinfluss schützen zu können.
Dadurch soll auch nach der Herstellung von Tiernahrungspellets die gewünschte
Wirkung weitestgehend entfaltet werden können.
Dabei sollte der Anteil an aktivem Additiv in den einzelnen Micropellets
möglichst konstant sein und dies auch nach der Herstellung von Pellets beibehalten
sein.
Üblicherweise erfolgt zumindest ein Teil der Herstellung solcher
Micropellets mit einer an sich bekannten Wirbelschichttechnik, bei der mit flüssigem
Medium gearbeitet wird. Hierbei bereiten organische Komponenten, insbesondere in
Verbindung mit Wasser Probleme. So lassen sich Fette und Öle nur schwer in
Wasser gleichmäßig verteilen, wobei auch die jeweiligen Temperaturen einen
erheblichen Einfluss ausüben können. So liegen viele Fette bereits bei
Temperaturen unter 50 bis 40 °C in fester Phase vor und werden dementsprechend
bei einer Abkühlung fest. Dadurch kann es zu Entmischungen aus einer wässrigen
Emulsion oder gar zur Ausbildung von festen Anhaftungen in Behältnissen oder
anderen Elementen von Verarbeitungsanlagen, wie z.B. Ventilen oder Düsen kommen.
Dies macht einen erheblichen Reinigungsaufwand erforderlich und führt zu unerwünschten
Verlustzeiten, so dass dann die Verfügbarkeit der Anlagentechnik nicht immer
gegeben ist.
Außerdem bereitet es mit den bekannten Lösungen Probleme,
eine enge Partikelgrößenverteilung, bei kleinen Durchmessern und eine
möglichst präzise Sphärizität einhalten zu können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Micropellets für die Herstellung
von Tiernahrungspellets zur Verfügung zu stellen, die problemloser herstellbar
sind und die einen geringeren Aktivitätsverlust von enthaltenem Additiv auch
nach der Herstellung von Pellets aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen können
mit in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
Neben mindestens einem aktiven Additiv, dessen Anteil bevorzugt bei
mindestens 20 Masse-% liegen soll, sind die einzelnen Micropellets mit einer langkettigen
Fettsäure, deren Anteil ebenfalls mindestens 25 Masse-% betragen soll, und
außerdem mit einem Zuckerester gebildet. Das Zuckerester soll mit einem Anteil
von mindestens 0,3, bevorzugt mit 0,5 bis 3 Masse-% enthalten sein. Zusätzlich
können weitere Komponenten, wie z.B. ein Restwasseranteil, ein organischer
Binder oder Farbstoff u.a.m. enthalten sein.
Dabei kann der Aufbau erfindungsgemäßer Micropellets in
Abhängigkeit vom jeweiligen Vorgehen bei der Herstellung beeinflusst sein.
So kann ein Kern von einer Beschichtung umschlossen sein. Der Kern
kann allein aus aktivem Additiv oder aber mit in einer Matrix eingebettetem Additiv
gebildet sein. Eine solche Matrix kann neben Additiv auch die jeweilige Fettsäure
und ein Zuckerester enthalten oder aus diesen beiden Komponenten gebildet sein.
Bevorzugt soll ein Zuckerester einer Saccharose mit 1 bis 3 Molekülen
Fettsäure, enthalten sein, das für Lebensmittel unbedenklich ist und zur
Gruppe E 473 zählt. Es kann sich dabei um das Zuckerester der Fettsäure
handeln, die ebenfalls in Micropellets enthalten ist.
Bevorzugte langkettige Fettsäuren sind Stearin- und Palmitinsäure.
Die erfindungsgemäßen Micropellets sollten eine Partikelgröße
im Bereich von 50 bis 1000 &mgr;m, bevorzugt kleiner 500 &mgr;m, besonders bevorzugt
eine Größe im Bereich 250 bis 350 &mgr;m aufweisen.
Vorteilhaft für die Verarbeitung und Lagerung kann zusätzlich
ein organischer Binder enthalten sein. Dieser verbessert z.B. die Abriebfestigkeit
und kann ein Aneinanderhaften verhindern. Hierfür sind modifizierte Cellulosen,
Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, oder insbesondere Methylcellulosen geeignet.
Die nach der Granulation erstarrte Fettsäure bildet einen Schutz
der/des Additive(s) gegen Umwelteinflüsse, wie z.B. Feuchtigkeit und Sauerstoff.
Es kann damit aber noch ein weiterer vorteilhafter Effekt bei der Pelletierung erreicht
werden. Die erstarrte Fettsäure vollzieht einen Phasenübergang beim Erreichen
ihrer Schmelztemperatur und es wird somit Energie erforderlich, was temporär
zu einer deutlich verringerten Temperaturerhöhung oder gar keiner weiteren
Temperaturerhöhung führt. Gleichzeitig mit dem Feuchtigkeitsschutz kann
so auch der negative Temperatureinfluss auf das/die Additiv(e) bei der Pelletierung
reduziert und dadurch die Aktivität beibehalten, zumindest jedoch deutlich
weniger reduziert werden, als dies beim Stand der Technik der Fall ist.
Nach Unterschreitung der Schmelztemperatur erstarrt die Fettsäure
wieder und bleibt in den fertigen Tiernahrungspellets enthalten, so dass auch die
Schutzfunktion wieder erfüllt werden kann. Außerdem sind die in Rede stehenden
Fettsäuren durchaus verstoffwechselbar und in dieser Art und Menge physiologisch
als unbedenklich anzusehen.
Die Erfindung kann außerdem weitergebildet werden, indem mindestens
ein weiterer Stoff bzw. ein Stoffgemisch eingesetzt wird, der/das ebenfalls eine
Phasenumwandlung im kritischen, bei der Herstellung von Tiernahrungspellets auftretenden
Temperaturbereich vollzieht. Dabei sollte die Phasenumwandlungstemperatur möglichst
höher, zumindest aber eine andere sein, als die der Fettsäure. Hierfür
können Salzhydrate, ein einen eingelagerten Kristallwasseranteil aufweisendes
Carbonat, Phosphat, Citrat, Acetat, Sulfat, ein Zeolith und/oder ein Metalloxid
eingesetzt werden. Diese sollten einen Phasenübergang im Temperaturbereich
zwischen 30 und 130 °C vollziehen können.
Ein solcher Stoff kann Bestandteil der Matrix sowie der Beschichtung
sein. Mit ihm kann aber auch eine gesonderte Schicht um einen Kern, eine Barriereschicht
oder eine äußere Hülle gebildet werden. Es können auch mehrere
solcher Schichten gebildet werden.
In jedem Fall sollte aber eine Schicht oder Beschichtung eine vollflächige,
vollständig geschlossene Schicht sein, die um einen Kern ausgebildet ist.
Allein oder zusätzlich kann eine Hüllschicht radial außen
ausgebildet sein. Diese sollte aus oder auch mit einem hydrophoben Stoff oder Stoffgemisch
gebildet sein.
Eine solche Hüllschicht kann aus oder mit einem Salz einer Fettsäure,
insbesondere von Palmitin- oder Stearinsäuere, wie z.B. Magnesiumstearat, Calziumstearat
bzw. Wasserglas, das/die physiologisch unbedenklich sein sollte(n), ausgebildet
werden. So können Micropellets weiter vor Feuchtigkeit geschützt, der
Abrieb weiter reduziert und ein Anhaften oder Verklumpen vermieden werden, so dass
die Verarbeitbarkeit und eine homogene Verteilung bei der Pelletierung verbessert
werden kann.
Nachfolgend soll auf Möglichkeiten für die Herstellung erfindungsgemäßer
Micropellets eingegangen werden.
Dabei kann eine wässrige Emulsion aus langkettiger Fettsäure
und Zuckerester bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Fettsäure
hergestellt werden. Dies kann ständig gerührt werden, so dass eine über
das Volumen gleichmäßige Konsistenz aufrechterhalten wird.
In einer ersten Alternative kann der Emulsion zusätzlich ein
oder mehrere aktive Additive zugegeben werden. Eine solche Emulsion kann dann mittels
eines Wirbelschichtverfahrens granuliert werden. Die so erhaltenen Micropellets
sind in Form eines in einer Matrix eingebetteten Additivs ausgebildet und können
so weiterverarbeitet werden.
Sie können aber auch als Kern in einem Micropellet fungieren,
der nachfolgend mit mindestens einer Beschichtung oder mehreren Schichten überzogen
werden kann. Eine Beschichtung kann wieder aus einer wässrigen Emulsion, in
der Fettsäure und Zuckerester enthalten sind, durch beispielsweise Aufsprühen
in Wirbelschichttechnik ausgebildet werden.
Andere Stoffe oder Stoffgemische können analog bevorzugt nachfolgend
aufgebracht werden.
In der Emulsion kann zusätzlich und bevorzugt Methylcellulose,
als organischer, wasserlöslicher Binder, gelöst worden sein. Diese verbessert
die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung der Micropellets oder der Ausbildung einer
Beschichtung auf einem Kern.
Insbesondere die Fettsäure in Verbindung mit dem Zuckerester
verbessern die Verarbeitbarkeit erheblich. Es kommt erst bei Temperaturen unterhalb
von 30 °C zu ersten Problemen durch Anhaftungen in den Fertigungsanlagenkomponenten,
so dass Ausfallzeiten wegen erforderlicher Reinigung reduziert werden können.
Auch eine vollständige Reinigung ist erheblich leichter möglich. Es kann
auf herkömmliche, ohnehin vorhandene Anlagentechnik bei der Herstellung zurückgegriffen
werden und auf Modifizierungen an einer vorhandenen Anlage verzichtet werden.
Die Micropellets können in enger Partikelgrößenverteilung
hergestellt werden, so dass auf eine Klassierung verzichtet werden kann.
Die enthaltenen Additive behalten ihre Aktivität weitestgehend,
so dass z.B. Micropellets mit sehr hoher entsprechend gewünschter Enzymaktivität
zur Verfügung gestellt werden können, die auch nach der Pelletierung noch
gegeben ist. Es lassen sich Aktivitäten von bis zu 50.000 FTU für Phytase
einhalten. Die Aktivität kann aber auch auf einen vorgegebenen Wert eingestellt
werden, zumindest jedoch eine Aktivität in einem engen Aktivititätsintervall
eingehalten werden. Dabei wird die Phytaseaktivität als Wert der Substratfreisetzung
1 &mgr;mol des Phosphats pro Minute ausgehend von 5,1 &mgr;mol an Phosphat pro
Minute von einem Natriumphytat bei 37 °C und einem pH-Wert von 5,5 definiert.
Nachfolgend soll die Erfindung an Hand von Beispielen weiter erläutert
werden.
Beispiel 1:
Dabei sollen 5 kg Emulsion für die Herstellung von Micropellets
1975 g Wasser, 1500 g Palmitinsäure und 25 g Palmitinsäureester in ein
beheizbares Rührgerät gegeben, bei 70 °C intensiv verrührt und
die Palmitinsäure emulgiert werden.
In diese Emulsion werden 1500 g einer 10 %-igen wässrigen Lösung
von Methylcellulose gegeben, weiter gerührt und dabei homogen verteilt.
Die fertige Emulsion kann dann für die Ausbildung einer Beschichtung
in eine Wirbelschicht eingesprüht werden, so dass die Beschichtung aus im Wesentlichen
Palmitinsäure, Palmitinsäureester und Methylcellulose auf Kernen, die
in der Wirbelschichtanlage bearbeitet werden können, ausgebildet werden kann.
Das Einsprühen kann mit einer Temperatur der Emulsion unterhalb von 70 °C,
bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich 30 bis 40 °C erfolgen.
Die Kerne können aus bzw. mit Phytase gebildet sein.
Die fertigen Micropellets hatten eine mittlere Partikelgröße
von 400 &mgr;m und wiesen eine Enzymaktivität von 45.000 FTU auf.
Die Beschichtung war mit ca. 89,5 Masse-% Palmitinsäure, ca.
9 Masse-% Methylcellulose und ca. 1,5 Masse-% Palmitinsäuerester und einer
Restfeuchte von kleiner 10 % gebildet.
Phytase kann aber auch bereits der vorab beschriebenen Emulsion mit
5 kg Masse und einem Feststoffanteil von ca. 30 % zugegeben und darin homogen verteilt
werden, so dass beim Versprühen der Emulsion in einer Wirbelschicht das Enzym,
als aktives Additiv in einer entsprechenden Matrix eingeschlossen bzw. enthalten
ist. So hergestellte Micropellets erreichten einen Anteil von ca. 47 Masse-% Palmitinsäure,
ca. 47 Masse-% Phytase, ca. 4,8 Masse-% Methylcellulose und ca. 0,8 Masse-% Palmitinsäuereester.
Nachfolgend können, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung
erwähnt, mindestens eine weitere Schutz- oder Hüllschicht aufgebracht
werden.
Micropellets mit aktivem Additiv, die bereits beschichtet sind, wobei
solche Schichten, wie die beschriebenen Barriere- oder Hüllschichten auf Kernen
ausgebildet worden sind, können in einer Wirbelschicht auch mit der Emulsion,
wie sie am Anfang definiert worden ist, ohne aktives Additiv überbeschichtet
werden. Eine solche Überbeschichtung kann mindestens ca. 15 Masse-% erreichen.
|
| Anspruch[de] |
|
Micropellets für die Herstellung von Tiernahrungspellets, bei dem
die Micropellets mit mindestens 25 Masse-% einer langkettigen Fettsäure und
mindestens 0,3 Masse-% eines Zuckeresters gebildet sind.
Micropellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens
20 Masse-% mindestens eines aktiven Additivs enthalten sind.
Micropellets nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
aktive Additiv ein Enzymprotein ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das aktive Additiv einen Kern bildet oder mit dem aktiven Additiv ein Kern
gebildet ist, der von einer mit Fettsäure und Zuckerester gebildeten Beschichtung
umschlossen ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das aktive Additiv in einer mit Fettsäure und Zuckerester gebildeten Matrix
eingebettet ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Palmitin- und/oder Stearinsäure enthalten ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Micropellets eine Partikelgröße von 50 bis 1000 &mgr;m aufweisen.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass zusätzlich
eine Methylcellulose, eine modifizierter Cellulose, ein Polyvinylalkohol und/oder
ein Polyvinylpyrrolidon mit einem Anteil von mindestens 3 Masse-% enthalten ist/sind.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung in Form einer vollflächigen, vollständig geschlossenen
Schicht um Kerne ausgebildet ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung mit mindestens einem weiteren Stoff und/oder Stoffgemisch,
der/die eine Phasenumwandlung bei unterschiedlichen Phasenumwandlungstemperaturen
vollzieht, gebildet ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung aus zwei oder mehr übereinander gebildeten Schichten
gebildet ist, und die Schichten aus unterschiedlichen Stoffen oder Stoffgemischen
gebildet sind.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung mit einem weiteren Stoff oder Stoffgemisch ausgewählt
aus einem Salzhydrat, einem einen eingelagerten Kristallwasseranteil aufweisenden
Carbonat, Phosphat, Citrat, Acetat, Sulfat, einem Zeolith und/oder Metalloxid gebildet
ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Beschichtung eine weitere Hüllschicht eines hydrophoben Stoffes
oder Stoffgemisches ausgebildet ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Oberfläche des Kerns und der Beschichtung eine aus einem
hydrophoben Stoff oder Stoffgemisch gebildete Barriereschicht ausgebildet ist.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der hydrophobe Stoff oder ein solches Stoffgemisch ein Salz einer Fettsäure
ist oder dieses enthält.
Micropellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der hydrophobe Stoff oder ein solches Stoffgemisch Magnesiumstearat, Calziumstaerat,
und/oder Wasserglas ist oder einen solchen Stoff enthält.
|
|
Patent Zeichnungen (PDF)
|