动物饲料用碱性颗粒状添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种动物饲料用碱性颗粒状添加剂，其具有高浓度的赖氨酸，但是低铵含量。更具体地，该动物饲料用碱性颗粒状添加剂的pH值在8和10之间，包括的赖氨酸浓度在70wt％至85wt％之间，并且具有几乎可忽略的铵离子含量，其摩尔关系符合以下条件：

Basic granular additive for animal feed and its preparation method

The present invention relates to an alkaline granular additive used for animal feed, which has high concentration of lysine but low ammonium content. More specifically, the pH value of the pellet additive for animal feed is between 8 and 10, including the concentration of lysine between 70wt% and 85wt%, and has almost negligible ammonium content.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动物饲料用碱性颗粒状添加剂及其制备方法
本专利技术涉及动物饲料用碱性颗粒状添加剂，其具有高浓度的赖氨酸，但是低铵含量。具体地，根据本专利技术的动物饲料用碱性颗粒状添加剂通过由技术和功能特征构成的制备方法获得，特别是开发成获得用于动物饲料的赖氨酸基颗粒添加剂，其具有高浓度的赖氨酸、高pH值，除了公开具有低吸湿性的产品外，还具有显著减低的铵含量。用于制备本专利技术的动物饲料用碱性颗粒状添加剂的方法旨在简化生产线，但是特别在于获得大大降低制备成本，而不影响这些产品的物理和化学性能，从而使其能够安全地处理并消除由于这种添加剂的不良气味和品质引起的动物排斥风险。
技术介绍
根据现有技术，如本领域技术人员应该理解的，赖氨酸是特别用于生产动物饲料添加剂的氨基酸，其主要目的是改善动物的消化系统，允许达到具有较好消化能力的饲料，对动物饲养所涉及的成本具有直接后果。如本领域众所周知的，赖氨酸通过生物发酵方法生产，其中微生物如需氧细菌消耗单糖，释放赖氨酸。现在更通常地，这样的微生物通常是棒状杆菌(Corynebacteria)或大肠杆菌(Escherichiacoli)，并且所述生物质可以根据兴趣和可利用性而变化，但是它应该是富碳源，例如甘蔗，甜菜或含有总糖，葡萄糖，蔗糖或糖蜜的其他来源。作为发酵步骤的结果，我们获得含有赖氨酸的发酵液，也简称为赖氨酸液。除微生物释放的赖氨酸外，所述发酵液由其他元素和物质构成，包括微生物/细胞本身以及其它杂质。在发酵步骤结束之后，用于生产用于动物饲料的添加剂的现有技术的现状可以基本上被细分为另外两种传统方法来处理含有赖氨酸的所述发酵液。通常，本领域已知的用于处理、精炼、处理和获得动物饲料添加剂的更常规形式是：结晶，从其获得赖氨酸盐，更好地称为赖氨酸-HCl；造粒，得到所谓的颗粒状赖氨酸。更具体地，在用于制造用于动物饲料的添加剂的结晶方法中，所述具有赖氨酸的发酵液最初经过过滤以除去微生物和细胞，随后通过所谓的离子交换进行分离步骤，如通过引入酸和碱处理pH值而将赖氨酸粘附到离子性树脂上进行的，随后释放。作为涉及离子交换和随后蒸发的处理的结果，产生含有高浓度赖氨酸的液体，这里简称为浓缩液体，其通过引入盐酸进行酸化步骤，其目的是提供氨基酸的沉淀。仅作为解释目的，在本文中，诸如“浓缩液体”，“纯化液体”，“纯赖氨酸”，“纯化赖氨酸”，“液体赖氨酸”和“浓缩赖氨酸”等术语和表达应当理解为同义词，因为它们涉及在正当过程如离子交换和蒸发之后的含有高浓度赖氨酸的液体。在沉淀步骤中，具有盐酸的浓缩液体经历分离步骤，新浓缩，然后进行干燥步骤。在这些步骤结束时，我们可以得到作为产品的动物饲料用添加剂，该添加剂为具有高赖氨酸浓度的结晶形式，即赖氨酸盐，商业上称为赖氨酸-HCl。目前，用于制造动物饲料用添加剂的结晶方法可能是可以达到更高浓度的结晶方法，因此达到约80重量％的赖氨酸，其中其他20％代表氯化物。如本领域技术人员应该理解的那样，考虑到需要改变发酵液的pH以促进赖氨酸沉淀和纯化步骤之前的原料的保存，这种处理使用大量的酸，例如盐酸和硫酸。酸的使用会增加分子量，从而限制最终产品中纯赖氨酸的浓度。换句话说，酸的过量使用最终会影响和占据盐分子结构中可用于赖氨酸的空间。结晶方法生产动物饲料用添加剂的主要不便之处在于所涉费用。更具体地，可以注意到，为了用赖氨酸精炼发酵液，需要对设备进行大量投资，以及用于离子交换树脂的高成本。此外，除了在净化过程中需要其他化学产品之外，还会产生非常有害的污水，需要特别的注意和处理，如细胞浓缩物，硫酸铵和其他含氮化合物，从而增加动物饲料用添加剂的最终成本。鉴于这些不便，特别涉及高度复杂性和用于加工和获得动物饲料用赖氨酸基添加剂(例如赖氨酸盐或赖氨酸-HCl)的成本，已经开发了用赖氨酸浓缩和造粒发酵液的方法。更具体地说，可以得出结论，可以通过处理和干燥发酵液本身进行，而不需要精炼步骤，特别是酸化和沉淀，根据现有技术，其导致用于生产动物饲料用添加剂的高成本。作为示例，EP1424012B1，US7883878B2和EP582101A1公开了使用发酵液的浓缩和造粒方法制造赖氨酸基动物饲料和补充剂的方法。在该浓缩和造粒方法中，通过各种方法浓缩并干燥发酵液，例如用喷雾干燥器，流化床进行干燥，并通过团聚制粒或造粒，其中更具体地，所述含赖氨酸的发酵液喷洒在所述固体颗粒上，随后干燥；随后重复对所述固体颗粒的发酵液进行喷洒和干燥，并且重复发酵液的施用和干燥循环次数，以增加赖氨酸的浓度，直到形成颗粒状赖氨酸颗粒。尽管造粒方法显着降低了成本以及设备和加工的复杂性，但是本领域技术人员应该理解，所述方法公开了其他不便之处，特别是最终产品的处理和标准化方面。这是因为在发酵步骤过程中，赖氨酸合成的本质本身就不可能达到与赖氨酸浓度相关的标准化发酵液。换句话说，发酵液中的赖氨酸浓度可能根据微生物活性，可利用生物量的数量和质量而变化，因此产生的发酵液具有不同赖氨酸浓度，因此无法达到标准化的颗粒状赖氨酸。即得到标准化的最终产品是非常困难的，这在商业上不是非常有利的。为了尝试得到标准化的最终产品，因此商业上更好地被接受，动物饲料用添加剂的制造商已经决定采用替代方法来降低发酵液中赖氨酸的含量，从而控制液浓度的标准化，从而生产具有标准化赖氨酸含量的动物饲料用添加剂。用于降低赖氨酸含量的这些方法中的问题在于加入酸、盐和细胞以实现该降低，并保持恒定的赖氨酸浓度。因此，由于存在这些其他物质，所得到的最终产物不能达到高赖氨酸浓度。换句话说，由于发酵液中所含的其它物质和杂质的存在，通过该方法生产的动物饲料用添加剂具有较低的赖氨酸含量。造粒过程中赖氨酸含量的另一个限制因素是赖氨酸的天然吸湿性。更具体地说，赖氨酸的配方具有两个胺基，这使得它变得非常吸湿，即赖氨酸具有高的吸收水的容量/能力。更客观地说，浓缩形式的这两个胺基仅在碱性pH下才被去质子化，因此，具有超过700g/l纯化赖氨酸的赖氨酸浓缩液体的pH值高于10。根据现有技术的现状，为了改善颗粒状赖氨酸的性质，已知一种用于生产动物饲料用添加剂的方法(例如，通过专利文献EP1424012和US8916213)，通过向发酵液中加入浓缩的赖氨酸液体，从而在开始造粒过程之前增加发酵液中的浓度。尽管在理论上是有利的，但考虑到可能增加最终产品中的赖氨酸浓度，实际上，特别是从商业角度来看，由于最终产品的其他辅助特征，已被证明该方法是不可行且不切实际的。更具体地说，可以得出结论，通过将浓缩赖氨酸液体加入并混合到含有铵离子的发酵液中，提供了氨气的强烈释放，特别是在最终产品中，其中铵离子在用作合成赖氨酸分子的氮的主要来源的发酵培养基中是非常常见的物质。如本领域技术人员可以得出结论的，氨气具有非常强烈的气味，造成严重的不便，从处理它的员工的不适，至动物厌恶都是如此。这意味着由氨气引起的气味导致所述颗粒状赖氨酸作为最终产品是商业上不可行或不可接受的。在浓缩赖氨酸液体与发酵液混合时鉴定的另一个问题是指由于氨氮含量不被动物消耗的有害制剂，因此当用补充有这种性质的添加剂的饲料喂养动物时，掩盖了消耗的总氮含量。本领域已知的用于制造动物饲料用赖氨酸基添加剂的方法的另一个不便之处在于酸的过度使用，其被广泛用于处理溶液的pH，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备动物饲料用碱性颗粒状添加剂的方法，该碱性颗粒状添加剂包括以下组成：pH值在8至10之间，摩尔关系符合以下条件：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.17 BR 102015008762-41.用于制备动物饲料用碱性颗粒状添加剂的方法，该碱性颗粒状添加剂包括以下组成：pH值在8至10之间，摩尔关系符合以下条件：赖氨酸的含量在70wt％至85wt％之间；其特征在于，在发酵罐内进行的发酵步骤中，通过在整个加工和发酵培养基的过程中监测氨氮(AN)含量来控制溶液中铵离子的浓度水平，以保持所述氨氮(AN)含量为约100mg/l，直到检测到培养基中碳耗尽时为止，随后氨氮(AN)含量达到50mg/l至10mg/l。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到氨氮(AN)含量接近50mg/l时，加入浓度为200g/l至450g/l的硫酸铵溶液，以保持氨氮(AN)含量为约100mg/l。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所得到的最终发酵液的氨氮含量(AN)为50mg/l至10mg/l，赖氨酸含量为60％至85％，且摩尔关系如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：切扎尔·约·根·西恩，哈尔·李·金，保罗·恩里克·德·阿戈斯蒂诺·帕绍阿李诺，
申请(专利权)人：CJ巴西工业与贸易食品有限公司，
类型：发明
国别省市：巴西,BR