BRPI0706473A2 - método para a produção de um aditivo de ração animal, aditivo de ração animal, e, ração para animal - Google Patents

Abstract

METODO PARA A PRODUçãO DE UM ADITIVO DE RAçãO AMMAL, ADITIVO DE RAçãO ANIMAL, E, RAçãO PARA ANIMAL é exposto um processo para a produção e aditivos de ração animal a partir de um caldo de fermentação contendo L-lisina. O processo não requer a filtração de biomassa de modo a remover a biomassa e produz lisina granulada de pureza de usina controlável com uma alta densidade de massa, baixa viscosidade, e uma baixa propriedade higroscópica, que não requer a adição de uma substância antiabsorção. Neste processo, um caldo defermentação de lisina, produzido após a cultura em plano inclinado, cultura em frasco, processo de semente e processo de cultivo é concentrado a um conteúdo de sólidos de cerca de 44-52%. Um produto com baixa higroscopicidade, alta densidade de massa, e a quantidade intencionada de pureza é produzido, após ser misturado com substâncias para o controle da quantidade de pureza e granulado através de revestimento da superficie das sementes. Este processo permite a produção de aditivos de ração animal tendo uma pureza de usina -HCl de pelo menos 65%, um conteúdo de água de, no máximo, 3%, e uma densidade de massa de 670 + 50 Kg/ D.

Description

"MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM ADITIVO DE RAÇÃOANIMAL, ADITIVO DE RAÇÃO ANIMAL, E, RAÇÃO PARA ANIMAL"

Campo Técnico:

A presente invenção refere-se a aditivos de ração animal,produzidos através de granulação simples a partir de um caldo de fermentaçãode lisina e um processo para a sua produção.

Técnica Antecedente

A forma em pó tradicional de lisina é difícil de ser trabalhadaporque ela é facilmente fragmentada e apresenta propriedades de fluxodeficientes, causa perdas de ingredientes, é danosa para os operários, ocupaum grande volume porque ela contém excipiente ou agente de controle depureza (conteúdo, e é insegura e inconveniente de ser armazenada devido àsua alta higroscopicidade. Aditivos de lisina granulados, concentrados, foramdesenvolvidos e usados de modo a superar estas desvantagens. A lisina é umdos aminoácidos mais freqüentemente usados na indústria de ração animal. Aforma mais comum de L-Iisina foi produzida através de processos defermentação, filtração, cristalização e desidratação, sob a forma de L- lisina-HCL.

Para explicar de um modo simples os processos de produção,um caldo de fermentação de lisina é primeiramente filtrado ou centrifugadode modo a remover os microorganismos. Então, a L-Iisina produzida atravésdo uso de uma resina de troca iônica é concentrada. O HCl é então adicionadoà L- lisina concentrada, de modo a produzir L- lisina- HCl. Um produto de L-lisina- HCl :2H20 é produzido através da cristalização de L- lisina- HCL, eatravés de desidratação deste, um produto com menos do que cerca de 1% deágua é obtido.

Este procedimento apresenta uma quantidade de desvantagens.Como o produto está sob a forma de um pó, bastante poeira é criada,resultando em uma perda do produto. Além disso, a poeira do pó nesteambiente operacional pode prejudicar a saúde dos operários e interferir cm oseu trabalho.

A filtração ou a centrifugação do caldo de fermentação demodo a remover os microorganismos é uma das causas da redução dorendimento. Em adição, o alto custo referente a filtros ou centrífugas é umadas razões do preço de custo aumentado. Como a biomassa é diminuída noprocesso de filtração do caldo de fermentação, existe a desvantagem dapureza de proteína diminuída no produto.

O uso de resinas de troca iônica é um outro defeito. O altopreço da resina de troca iônica em si mesmo eleva o preço de custo, e aenorme quantidade de água de rejeito da troca iônica e de seu tratamentoconstituem problemas. A água de rejeito constitui um problema importante,não apenas porque ele exige um alto custo para o descarte, mas tambémdevido à enorme poluição ambiental resultante a partir de um acidente podearruinar a imagem de uma companhia na atmosfera corrente de que sejaenfatizada a preservação do meio ambiente.

Uma solução para estas desvantagens está em um método degranulação. Como um produto granulado pode ser obtido a partir de umaparelho de granulação imediatamente após um processo de concentração deum caldo de fermentação, o processo total pode se tornar muito mais simplesdo que método acima descrito. Deste modo, evitando o uso de filtrosdispendiosos e de resinas de troca iônica, o resultado consiste em um preço decusto reduzido, uma complexidade diminuída do processo total devido àeliminação de numerosos processos de filtração, e de tarefas relativamentemais simples para a produção, deste modo produzindo produtos em um preçomuito mais baixo do que o método prévio.

Exposição da Invenção

Problema Técnico

No entanto, o método de granulação- desidratação podeapresentar uma quantidade de desvantagens. Este método fornece uma purezaou conteúdo de produto mais baixo do que o método prévio. Outros conteúdosque a lisina permanecem relativamente altos, devido ao fato de que osestágios de filtração serem mais simples do que no método prévio. Noentanto, isto não constitui um grande problema. Como a lisina é adicionadaem pequenas quantidades como um aditivo de alimentação animal, a purezada lisina não precisa ser muito alta. A segunda desvantagem consiste em queeste método pode fornecer uma pureza de produto, que varia grandemente.Como os produtos são produzidos diretamente a partir do caldo defermentação concentrado, a pureza (conteúdo) do produto é afetada pelaconcentração do caldo de fermentação. Como o método prévio empregamuitos estágios de processos de filtração, o efeito do caldo sobre a pureza doproduto é mínimo. No entanto, o método de granulação - desidratação possuium número menor de processos. Como a pureza de um caldo de fermentaçãovaria, de um modo significativo, de acordo com as condições para afermentação, é usual que a pureza apresente algum grau de flutuação. Devidoa isto, a pureza dos produtos em forma de pelotas pode apresentarcomposições de pureza variável, não- confiável.

Com referência à granulação, Masters, K. Spray Drying : AnIntroduction to Principies, Operational Practice and Applications. ChemicalProcesss and Engineering Series : Leonard Hill Books London, 1972,menciona que o segundo estágio do procedimento, o processo de desidrataçãoe a aglomeração de levedura do processo de levedura da ração animal.

Em adição, a publicação exposta a exame japonesa N0 56 -35962 (8 de abril de 1981) descreve o processo para a produção de pelotas demenos do que Imm de tamanho, usando um aparelho de granulação de leitofluidizado e um secador a partir de cal extinta e um concentrado de lisina.

A EP 0122163 Al (17 de outubro de 1984) descreve umacomposição de ração animal estável, sólida, que consiste de 35- 48% delisina, 10-15% de proteínas, 1-3% de ácido láctico, 2-8% de outros ácidoscom menos do que 8 átomos de carbono, 2-7% de carboidratos eoligossacarídeos, 1-6% de lipídeos e óleo, 0,5-3% de água, e 1-25% deminerais. E mencionado que, na produção deste tipo de rações para animais,os microorganismos não são separados a partir do caldo de fermentação, massão destruídos, o caldo é concentrado a de 110- 120°C, e as rações paraanimais são finalmente produzidas após os estágios de secagem, tais que ummétodo de pulverização, uma granulação por amassamento, um método deformação de flocos a seco e a secagem azeotrópica. É também mencionadoque a concentração de açúcar é mantida entre 5- 15 g/l durante a fermentaçãoe é controlada pela interrupção da fermentação quando a concentração dosaçúcares remanescentes está abaixo de 2 g/l.

A EPA 0345717 (13 de dezembro de 1989) refere-se àprodução de riboflavina como um aditivo para a alimentação animal a partirde um caldo de fermentação. Partículas de determinados tamanhos sãoselecionadas de modo a produzir grânulos de riboflavina após a secagem deum caldo de fermentação em um método de pulverização, pulverização daspartículas de tamanhos excessivos ou deficiente, e recirculação das mesmas.O processo de formação de pelotas de um caldo de fermentação através dosegundo estágio de procedimento é descrito, e é mencionado que as partículasfinas, usadas para o segundo estágio de granulação, podem ser produzidasatravés de secagem em um método de pulverização. 90% das partículaspossuem um tamanho inferior a 1 mm de diâmetro e uma densidade de 550kg/m3.

Em adição, a publicação exposta a exame japonesa N0 62 -104553 (15 de maio de 1987) refere-se a um processo para a produção deaditivos nutricionais sólidos, estáveis, com de 50-70% de hidroclroeto delisina, a partir de microorganismos de cultura, para a produção de lisina. Elamenciona que os microorganismos são eliminados a partir de um caldo defermentação através de separação, filtração, e de carbonos ativos como umestágio prévio, que o caldo é concentrado a de 20-80°C, e que os produtosfinais possuem uma boa propriedade de fluxo livre e boa segurança emarmazenamento através de granulação no método de Filtermat Spray Dry.

Em adição, a SU- A- 1 735 365 (23 de meio de 1991) descreveum processo para a produção de aditivos de reação animal com um tamanhogranular de 2-4 mm de diâmetro, através da mistura de partículas finas,obtidas a partir da secagem de uma porção de uma cultura demicroorganismos com um concentrado do resto da cultura e fazendo entãocom que sejam aglomeradas.

Em relação à formação de pelotas de L- lisina - HCl, EPA 049 1638 (24 de junho de 1992) descreve um processo para a produção departículas finas, em forma de pelotas, em um secador de fluido com ummétodo de pulverização e menciona que ele é vantajoso na compactação depelotas, que possuem de 425- 1000 μηι de diâmetro. Esta patente refere-se àprodução de pelotas através do revestimento de um leito fluidizado compartículas de hidrocloreto de lisina sólidas e pulverização de hidrocloreto delisina líquido. Várias máquinas de agitação mecânica, por exemplo, umgranulador de tambor de secagem, podem ser usadas em vez de um leitofluidizado.

A patente U.S. N0 5.431. 933 (11 de julho de 1995) explica umprocesso para a produção de pelotas, que são fáceis de ser armazenadas e quepossuem um conteúdo mais baixo de proteínas, comparado ao de raçõesproduzidas a partir de um caldo de fermentação. E mencionado que as pelotaspodem ser diretamente obtidas a partir da secagem de um caldo defermentação, junto cm a biomassa já separada, em um método depulverização. Embora o documento mencionado que o método fornece maisdo que 40% de pureza de aminoácido, ele é inadequado para produzir estetipo de caldo de fermentação em uma escala industrial. A densidade de massado produto é até mesmo tão baixa quanto de 500- 530 kg/m3, conformeobservado nas modalidades.

Além disso, a patente estabelece que o conteúdo de proteínaseja inferior a 10%, em peso, de modo a evitar a poluição ambiental, e érequerido com que a biomassa seja separada a partir do caldo de fermentação.É mencionado no Feed Magazin 1/91, que foi publicado antes desta patente,que um decréscimo no conteúdo de proteína nas rações reduz a poluiçãoambiental.

A patente U.S. N0 5. 622.710 (22 de abril de 1997) refere-se aum processo para a produção de aditivos de ração animal usando um caldo defermentação sem subprodutos que causam problemas. Neste método,partículas finas, produzidas no primeiro estágio, são usadas para produzir umproduto final através de um processo de formação de pelotas. Os produtosproduzidos através deste método de patente apresentam uma densidade demassa de pelo menos 550 kg/m3, um conteúdo de aminoácidos superior a33%, uma baixa higroscopicidade e viscosidade. Produtos com um conteúdode aminoácido de 40 ~ 90 % podem ser produzidos com este método. De ummodo particular, é preparado um caldo de fermentação através da cultura debactérias sob condições de limite de açúcar, nas quais a concentração deaçúcar assimilável é mantida ou diminuída a abaixo de 0,3%, em peso,partículas finas em uma forma de pó, das quais 70%, em peso, possuem umtamanho granular de, no máximo, 100 μιη são obtidas através da secagem docaldo em um método de pulverização, e então são produzidas pelotas atravésda mistura das partículas fortemente com um aglutinante selecionado a partirde uma mistura de água e do caldo de fermentação. 90%, em peso, das pelotasproduzidas possuem um tamanho inferior a 1 mm, e 10%, em peso, daspelotas são inferiores a 100 μιη de tamanho.

O processo de formação de pelotas -secagem desta patentecompreende um estágio de obtenção e secagem por pulverização de 70% daspartículas finas inferiores a 100 μηι de tamanho e um outro estágio deformação de pelotas a partir das partículas finas, através da adição de água oude um caldo de fermentação como um aglutinante.

A patente U.S. N0 5. 840. 358 (24 de novembro de 1998)refere-se a um processo para a produção através da formação de pelotas,compactação e secagem, de um caldo de fermentação concentrado, usando umsecador de pelotas como um processo de estágio único. No método da patente,os produtos são obtidos diretamente a partir do caldo de fermentação deaminoácido, em um estágio único de processos sucessivos. No método, noentanto, é requerida energia adicional para os dispositivos mecânicos nointerior do granulador para o processo de compactação.

Em relação a um processo para a manutenção de um níveluniforme de lisina, as patentes US N0S 5. 990. 350 (23 de novembro de 1999)e 6.017. 555 (25 de janeiro de 2000) descrevem um processo para a produçãode um produto de lisina através da concentração de um caldo de fermentação,no qual a biomassa é separada, mistura do caldo com a lisina refinada, e ajusteda pureza de lisina para que esteja entre 35 - 76%. Nos métodos, a razão entreum concentrado do caldo de fermentação e o produto refinado precisa ser de2:3, de modo a produzir um produto com, pelo menos, 55% de pureza delisina.

A discussão nesta seção é para prover informação sobre atecnologia relacionada e não deve constituir uma admissão da arte anterior.

Solução Técnica

Um aspecto da invenção provê um método de produção de umaditivo de ração animal. O método compreende : suprir as partículas desemente ao interior de uma câmara; soprar ar na câmara para cima a partir desob as partículas de semente, de tal modo que pelo menos uma parte daspartículas flutue no interior da câmara; pulverizar uma composição líquida,que compreende L-Iisina na câmara, ao mesmo tempo em que é soprado ar nacâmara, em que a composição líquida é revestida sobre sementes individuais,que flutuam no interior da câmara, em que a composição líquida, revestidasobre as partículas, é secada pelo ar soprado na câmara; e subseqüentementedescarregar a lisina granulada a partir da câmara.

No método, o revestimento da composição líquida sobre aspartículas e a secagem da composição líquida revestida sobre as partículaspode ser alternada uma pluralidade de vezes no interior da câmara. Aspartículas descarregadas podem compreender um núcleo e uma pluralidade deinvólucros em camadas, que circundam o núcleo.

O sopro de ar pode causar com que as partículas sejamdeslocadas para cima e para baixo no interior da câmara, e enquanto aspartículas são deslocadas podem ser revestidas com a composição líquida,quando localizadas na parte inferior e secadas quando localizadas na partesuperior. A composição líquida pode ser pulverizada para cima, a partir debaixo das partículas que flutuam na câmara. A composição líquida pode serpulverizada em uma pressão de entre cerca de 1,8 e cerca de 2,0 bar. Acomposição líquida pode ser pulverizada de um modo substancialmentecontínuo. A composição líquida pode ser pulverizada de um modo não-contínuo. O ar pode apresentar uma temperatura de entre 60°C e cerca de70°C. O ar pode ser soprado sob uma pressão de cerca de 0,1 a cerca de 02 kg/cm2.

O método pode não compreender a pulverização das partículasrevestidas antes da descarga a partir da câmara. As partículas de semente,quando supridas à câmara, podem apresentar um diâmetro de entre cerca de200□ e cerca de 500□. Pelo menos parte das partículas descarregadas podemapresentar uma seção transversal do tipo cebola. Cerca de 60% a cerca de70% das partículas descarregadas podem apresentar um diâmetro de entrecerca de 1.000D e cerca de 1.300D. Cerca de 20% a cerca de 30% daspartículas descarregadas podem apresentar um diâmetro de cerca de 500 □ ede cerca de l.OOOD.

O diâmetro das partículas descarregadas pode ser controladoatravés do ajuste da pressão de pulverização da composição líquida (lisinalíquida concentrada). O diâmetro das partículas descarregadas pode sercontrolado através do ajuste da pressão do ar. O método pode aindacompreender peneirar as partículas descarregadas de modo a coletar partículasque apresentem uma faixa de diâmetro desejada.

Um outro aspecto da invenção provê um aditivo de raçãoanimal produzido através do método acima descrito.

Ainda um outro aspecto da invenção provê um aditivo deração animal, que compreende: uma pluralidade de partículas, quecompreendem L- lisina, pelo menos parte da pluralidade de partículascompreendendo um núcleo e invólucros em múltiplas camadas, quecircundam o núcleo. O núcleo pode ter um diâmetro de cerca de 200 □ a cercade 500□.

Um outro aspecto da invenção provê uma ração para animais,que compreende o aditivo de ração animal acima descrito.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama de bloco, que ilustra o processo deprodução de acordo com uma modalidade.

A figura 2 ilustra o mecanismo de um processo para aformação de grânulos de acordo com uma modalidade.

A figura 3 explica o mecanismo de um processo de formaçãode pelotas.

A figura 4 é uma micrografia, tomada com um microscópioeletrônico de varredura, de uma partícula de grânulo formada através doprocesso de uma modalidade e de sua seção transversal.

A Figura 5 é uma micrografia, tomada com um microscópioeletrônico de varredura, de uma partícula de pelota, formada através dométodo da Figura 3 e de sua seção transversal.

A Figura 6 é uma micrografia, tomada com um microscópioeletrônico de varredura, de uma partícula de L- lisina, de acordo com umamodalidade.

A Figura 7 é uma micrografia, tomada com uma microscópioeletrônico de varredura, de uma partícula de L- lisina de acordo com umaoutra modalidade.

Modo para a Invenção

Um processo para a produção de aditivos de ração animalatravés de secagem direta e granulação de um caldo de fermentação de lisina,que é complexo e reduz a produtividade. Os produtos produzidos atravésdeste método são difíceis de serem manipulados devido a sua baixa densidadede massa, e é difícil produzir um produto com uma quantidade consistente delisina, porque a pureza do produto varia, dependendo do caldo defermentação.

Uma modalidade da invenção refere-se a um processo para aprodução de aditivos de ração animal, que podem não requerer um processode filtração complexo, de modo a eliminar a biomassa. O processo produz umproduto com uma baixa higroscopicidade, sem a adição de uma substânciaanti- higroscópica, tal que sílica, aumenta a pureza de lisina devido à ausênciade uma substância anti- higroscópica, aumenta a produtividade com umprocedimento simples, e é baseado em um caldo de fermentação de lisina,produzido a partir de materiais com uma pureza de lisina uniforme.

De um modo particular, uma concentração de um caldo defermentação de L-Iisina é opcionalmente misturada com um agente decontrole de pureza de lisina livre, e partículas de semente finas, de entre cercade 200 □ e cerca de 5OOD de tamanho, a partir de aparelhos de granulação quesão revestidos com a mistura acima, deste modo aumentando o tamanho daspartículas de semente finas. Então, os aditivos de ração de animal sãoproduzidos, de tal modo que cerca de 0-5% de grânulos são menos do quecerca de 500 μπι, cerca de 20-30% de grânulos tendo um tamanho de entre500 μπι e cerca de 1000 μπι, cerca de 60-70% dos grânulos tendo umtamanho de cerca de 1000 μηι e cerca de 1300 μηι, e cerca de 0-5% degrânulos tendo um tamanho superior a 1300 μπι.

Esta modalidade possibilita a produção de produtos, mantendoa pureza de lisina dentro de cerca de 1% de diferença. Como a estruturagranular densa bloqueia o contato com a água, a higroscopicidade, uma daspropriedades físicas importantes, do produto granular usado como aditivo deração animal, é minimizada e os produtos mantêm uma baixahigroscopicidade durante um longo tempo.

Produtos, nos quais cerca de 0-5% dos grânulos são inferioresa cerca de 500D em tamanho, cerca de 20-30% dos grânulos estão entre cercade 500 μπι e cerca de 1000 μπι, cerca de 60-70% dos grânulos estão entrecerca de 1000 μπι e cerca de 1300 μπι, e cerca de 0-5% dos grânulos sãosuperiores a cerca de 1300 μιη e são produzidos através de um processo dereciclo.

De acordo com uma modalidade, é provido um processo para aprodução de aditivos de ração animal, segundo a composição baseada nocaldo de fermentação de lisina. O processo compreende os estágios de:

(a) concentrar um caldo de fermentação de lisina diretamente aum conteúdo de sólidos total de cerca de 48-52%, em peso, sem que sejasubmetido a um processo de filtração, tal que a filtração com membrana;

(b) formar um concentrado de mistura através da mistura doconcentrado com um agente de controle de pureza ou lisina livre ; e

(c) formar grânulos, que compreendem os estágios deintroduzir as sementes de partículas de cerca de 200- 500 □ ao interior de umgranular, aumentando o tamanho das sementes de partículas finas à medidaem que elas são revestidas com o concentrado da mistura pulverizada acima apartir do fundo do aparelho de granulação, e a formação de grânulos cm umaestrutura tipo cebola, sem a aplicação de dispositivos físico- mecânicos, de talmodo que cerca de 0-5% dos grânulos possuem um tamanho granular de, nomáximo, cerca de 500D, cerca de 20-30% sejam de cerca de 500 μηι a cercade 1000 μιη, e cerca de 60-70% sejam de cerca de 1000D a cerca de 1300μπι, e cerca de 0-5% sejam superiores a cerca de 1300(11.

Tabela 1

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No estágio de formação do concentrado da mistura, a purezade lisina final é ajustada a dentro de cerca de 1% da pureza intencionadaatravés do controle da quantidade de lisina ou de um agente de controle depureza. A granulação é executada através de pulverização do concentrado damistura a partir de um bocal no fundo do granular e o provimento de umvento quente, que forma um leito fluidizado.

Granulação pode ser controlada através do ajuste davelocidade do fluido do concentrado da mistura, da pressão do bocal, e dofluxo de ar do vento quente.

O agente de controle de pureza pode ser um ou mais de amido,carragenana e ágar. Em uma modalidade, Corynebacterium é usado como ummicroorganismo que produz lisina.

Embora os produtos nesta modalidade possuam umapropriedade anti- higroscópica sem o uso de uma substância anti-higroscópica, sílica, polímeros, ou parafina líquida podem ser usados.

De acordo com uma outra modalidade, os aditivos de raçãoanimal baseados em um caldo de fermentação de lisina granulada sãoproduzidos através do procedimento abaixo. Referimo-nos às figuras anexaspara as explanações abaixo. Com referência à ilustração do processo deprodução na Figura 1, primeiramente um caldo de fermentação de lisina éproduzido usando uma biomassa, que produz lisina. Qualquermicroorganismo que produz lisina pode ser usado como a biomassa namodalidade. De modo particular, Corynebacterium pode ser um organismopara a fermentação de lisina. Não existe limitação especial na condição para afermentação do microorganismo. Em uma modalidade, a biomassa é cultivadaem uma condição que possibilita uma pequena quantidade de biomassa,embora uma grande quantidade de lisina seja acumulada no caldo defermentação.

Como o açúcar em um caldo de fermentação interfere com asecagem do caldo de fermentação e aumenta a higroscopicidade do produtofinal, o caldo pode ser cultivado em uma condição que reduza a quantidade deaçúcar. No entanto, as condições para a fermentação na precisam ser aquelasrelacionadas acima pois, usando esta modalidade, o processo de misturacontrole a pureza da lisina e a superfície do produto é densa. Uma aplicaçãodesta modalidade indica que um caldo de fermentação, obtido a partir dabiomassa de cultura em Corynebacterium contém cerca de 10-20% de lisina,com uma densidade de cerca de 170 g/l.

Um caldo de fermentação produzido através deste método éconcentrado no processo de remover alguma água. Este processo deconcentração possui dois propósitos : reduzir as tarefas de pós - produçãoatravés da redução do volume dos caldos de fermentação pela concentração e,de um modo mais importante, formar grânulos de um modo mais fácil atravésda elevação da densidade de lisina do caldo.A quantidade de sólidos totais no caldo de fermentação éajustada para que seja de cerca de 44-52% através do processo deconcentração, no qual o método é a concentração a vácuo, com uma pressãode cerca de 680 mmHg e uma temperatura de banho de cerca de 65°C. Estascondições podem ser alteradas de acordo com o estado do processo deconcentração ou de modo a controlar a velocidade do processo.

O caldo de fermentação, no qual a concentração é completada,passa através de um processo de ajuste de pH. O pH é ajustado para cerca de3,5 usando ácido sulfürico. Após o ajuste do pH, o caldo é deixado a cerca de60°C durante mais do que duas horas. Um caldo é deixado a cerca de 60°Cdurante pelo menos duas horas seguindo-se ao ajuste de pH, porque osmateriais de gDNA da biomassa de fermentação, que são encontrados nosprodutos granulares, tendem a se degradar. Considerando o custo para odesenvolvimento de uma nova cepa de microorganismos e o efeito domicroorganismo em si mesmo sobre a produtividade, a segurança domicroorganismo é de enorme importância. Este processo permite adegradação satisfatória de materiais de gDNA e reduz a possibilidade devazamento do microorganismo.

Seguindo-se à degradação do gDNA, o concentrado étransferido a um tanque de mistura. O processo de mistura tem váriospropósitos. O propósito mais importante é o de controlar a pureza de lisina deprodutos granulares produzidos a um nível intencionado. O concentrado émisturado com uma substância de controle de pureza no processo de mistura.A substância de controle de pureza pode ser ou um gente de controle depureza ou lisina livre, dependendo da pureza do concentrado. Quaisqueragentes de controle de pureza e de lisina livre adequados podem ser usados.Em uma modalidade, o agente de controle de pureza é um ou mais de amidode milho, amido, carragenana e ágar.

Um agente de controle de pureza pode ser adicionado a umconcentrado quando a pureza de lisina do concentrado é muito alta. Por outrolado, quando a pureza de lisina do concentrado é muito baixa, o pó de lisina éadicionado ao concentrado de modo a aumentar a pureza da lisina. O métodode controle de pureza da modalidade determina a pureza do produto finaldentro de uma faixa de erro de 1%.

Subseqüentemente ao processo de mistura, o caldo da misturaé submetido a um processo de granulação. A distribuição do tamanho departícula, a densidade de massa, e a pureza variam de acordo cm a condiçãooperacional do processo de granulação. Nesta modalidade, os grânuloscrescem de modo a que apresentem seções transversais configuradas de ummodo tipo cebola através do revestimento das sementes com camadas doconcentrado do caldo de fermentação. Um moinho separado pode ser providoexternamente ao aparelho de granulação, sem que possua lâminas ou ummoedor em seu interior. Como a instalação de um dispositivo mecânico, talque lâminas no interior do aparelho de granulação evita a formação departículas densas devido à força física, pode ser difícil formar grânulos, cujasseções transversais possuam uma estrutura tipo cebola.

De modo a formar grânulos com uma estrutura tipo cebola, éprovido um aparelho de granulação com sementes de 200- 500 □ de tamanhono processo de granulação. O concentrado obtido a partir do processo acima éentão pulverizado ao interior do aparelho de granulação através de um bocalno fundo do aparelho de granulação. À medida em que o concentradopulverizado se desloca para cima através da pressão propulsora do bocal, assementes no interior do no interior do aparelho de granulação são revestidascom o concentrado. Após as sementes revestidas interromperem a ascensãodevido à gravidade, elas descem e então iniciam de novo a ascensão atravésdo concentrado pulverizado a partir do bocal e do vento ou ar quente a partirdo fundo do aparelho de granulação. A camada formada no processo deascensão e descida repetitivas das partículas é denominado de um leitofluidizado. Conforme ilustrado na Figura 2, os grânulos são formados eaumentam de tamanho à medida em que as sementes são revestidas, de ummodo contínuo, com o caldo pulverizado em uma estrutura tipo cebola nointerior do leito fluidizado. O concentrado pulverizado é secado e solidificadopela alta temperatura presente no interior do aparelho de granulação e pelovento quente a partir do fundo, e forma grânulos com a estrutura tipo cebola àmedida em que o processo de secagem é repetido através da colisão com oconcentrado que é pulverizado, de um modo contínuo, a partir do fundo.

Um método (exposto na Patente U.S. N0 5. 622. 710) descritona Figura 3, consiste de dois estágios de formação de partículas finas,inferiores a cerca de 100 □ e que tornam as pelotas estruturas em forma deframboesa usando uma força mecânica de uma lâmina com um caldo defermentação como um aglutinante. Portanto, a modalidade acima descritaemprega um novo mecanismos, pois as pelotas granulares aumentam detamanho à medida em que sementes de partículas finas, com um tamanho decerca de 200- 500 μηι são revestidas com um concentrado do caldo defermentação, e então secadas.

Devido ao fato de que o mecanismo do caldo granular sernovo, os grânulos produzidos e as suas formas são diferentes daquelasproduzidas através do método da Figura 3. As Figuras 4 e 5 apresentammicrografias de grânulos ou pelotas e micrografias eletrônicas (2000 vezes )de suas formas externas e de suas seções transversais, produzidas pelamodalidade e pelo método da Figura 3, respectivamente.

Os grânulos produzidos através do método da modalidadeforam produzidos nas aplicações abaixo. Pelotas produzidas a través dométodo da Figura 3 são BIOLYSTM, que estão disponíveis de Degussa AG,proprietária da patente US N0 5.622.710.

Conforme observado nas figuras, os grânulos produzidosatravés dos dois métodos diferentes possuem formas externas similares. Noentanto, as seções transversais revelam que os grânulos produzidos atravésdesta modalidade possuem superfícies lisas dentro e fora dos grânulos,embora possa ser observado que as pelotas produzidas através do métodoanterior são aglomeradas.

Grânulos, cujo tamanho foi aumentado em alguma extensãoatravés do processo de granulação acima se tornam muito pesados para seremlevados pelo vento quente e são acumulados no fundo. Em alguns casos, aspartículas finas e o caldo pulverizado ascendem a uma altura muito elevada.Um filtro de saco é instalado no topo do aparelho de granulação, de modo aevitar a perda a partir deste fenômeno e produz agitação, de modo adesprender a poeira fina aderida ao filtro de saco, em uma base regular.

Em uma modalidade, o processo de granulação emprega umatemperatura mais quente, de cerca de 170°C, uma temperatura de admissão decerca de 140- 160°C, uma temperatura de saída de cerca de 60-70°C, e umapressão de pulverização de cerca de 1,8- 2,0 bar. O vento ou ar quente podeser soprado em uma pressão de cerca de 0,1 a cerca de 0,2 kg/ cm2.

Seguindo-se ao processo de granulação, o produto é submetidoa um processo de resfriamento, de modo a minimizar a higroscopicidade.

Uma vez que o processo de granulação e o processo deresfriamento sejam completados, o produto apresenta uma distribuição detamanho de partícula ampla. Algumas partículas são muito grandes e algumassão muito finas, de modo a serem incluídas no produto final. Deste modo, umprocesso para a classificação de grânulos de acordo com o tamanho érequerido após a produção dos grânulos. Este processo é denominado umprocesso de peneiração. Os grânulos com um tamanho adequado sãosubmetidos ao estágio que se segue, e os grânulos com um tamanhoinadequado são reciclados como sementes, após o processo de moagem,através de um moinho.

Nesta modalidade, os grânulos com um tamanho granular demais do que cerca de 1.3OOD são pulverizados e retornados ao aparelho degranulação, e os grânulos com menos do que cerca de 500 □ são diretamenteretornados ao aparelho de granulação, de modo a serem usados comosementes para a granulação adicional.

Os produtos granulados, de um modo geral, possuem umabaixa densidade de massa. Uma baixa densidade de massa torna o produtodifícil de ser manipulado. A modalidade possui uma densidade de massabastante aumentada, de até cerca de 670 ±50 kg/ através da produção deprodutos granulados com uma estrutura tipo cebola, após o revestimento dassementes com o concentrado.

Um produto final de acordo com a modalidade possui acomposição de material que se segue :

Tabela 2:

<table>table see original document page 19</column></row><table>

Exemplo 1: Formação de grânulos diretamente a partir docaldo de fermentação

A fermentação de lisina usando Corynebacterium glutamicumCJM 107 (KCCM -10227) foi conduzida durante 98 horas em umatemperatura de 35°C, em um meio de cultura com uma escala de pH de 6- 8contendo 50 g de açúcar, 10 g de peptona, 10 g de extrato de levedura, 5 g deuréia, 4 g de KH2PO4, 8g de K2HPO4, 0,5 g de MgSO4 7H20, 100D debiotina, e 1.000D de tiamina HCl por 1 litro de água. A pureza de lisina docaldo de fermentação foi de 18%.

Após o caldo de fermentação ter sido concentrado umconteúdo de sólidos total de 55,2 %, em peso, através de concentração avácuo. O seu pH foi ajustado para de 3,5- 3,6. Foi usado ácido sulfurico paraajustar o pH, e o concentrado foi deixado durante 2,5 horas, após o ajuste do pH.

O concentrado, no qual a degradação de gDNA é completada,foi introduzido a um aparelho de granulação em um estilo de pulverização apartir do fundo, através do bocal de fundo do aparelho de granulação (GREngineering, Fluid Bed Spray Dryer Batch type Pilot). O aparelho degranulação possuía uma temperatura de 170°C, uma temperatura de admissãode 140-160°C , uma temperatura de saída de 60-70°C, e uma pressão depulverização de 1,8-2,0 bar. As sementes foram produzidas através do métodode secagem por Pulverização, com um tamanho de 300. O concentrado foiintroduzido no aparelho de granulação solidificado pelo vento quente, e osgrânulos aumentaram de tamanho através do concentrado recém incorporado,à medida em que o caldo vazou para o interior do leito fluidizado. Uma vezque o tamanho granular alcançou a dimensão desejada, o aparelho degranulação foi desligado e a pureza e as composições do produto foramanalisadas.

Os grânulos desta modalidade possuíam 68% de lisina, 15% deproteínas, 0,02% de água, 1, 6% de minerais, e uma densidade de massa de665,1 kg/D. 4% dos grânulos possuíam um tamanho granular de menos do que500 , 25,6% tinham um tamanho de entre 500D e 1000D, 67,4% tinham umtamanho de entre 1000D e 1300D, e 3% tinham um tamanho superior a 1300D.

Exemplo 2: Ajuste da pureza através da adição de lisina livreao caldo de fermentação

Após a fermentação nas mesmas condições que no Exemplo 1,o caldo de fermentação (14,5%) de lisina foi concentrado a um conteúdo desólidos total de 51,5%, em peso. Este foi misturado com 8 g de lisina livre(um produto CJ) e granulado nas mesmas condições que no Exemplo 1.

O produto final possuía 68% de lisina, 14% de proteínas,0,13% de água, 2, 50% de minerais e uma densidade de massa de 665,51kg/D, 3% dos grânulos possuíam um tamanho de grânulo inferior a 500 , 28%possuíam um tamanho de 500D a 1000D, 67% possuíam um tamanho de1000D a 1300D, e 2% possuíam um tamanho superior a 1300D.

Exemplo 3: Ajuste da pureza através da adição de agentes decontrole de pureza ao caldo de fermentação.

Após a fermentação usando as mesmas condições que noExemplo 1, foi obtido um caldo de fermentação com uma pureza de lisina de20% e 25,8% de conteúdo de sólidos totais.

Após o caldo de fermentação ter sido concentrado, umexcipiente, que consistia de 0,5 L e água e 0,22 kg de amido de milho foiadicionado ao tanque de mistura como um agente de controle de pureza e foimisturado com o caldo.

Após o caldo de fermentação filtrado ter sido concentrado aum conteúdo de sólidos total de 50,5%, em peso, através de concentração avácuo, ele foi granulado nas mesmas condições que no Exemplo 1.

O produto final deste exemplo possuía 66% de lisina, 14% deproteínas, 0,24% de água, 1,88 % de minerais, uma densidade de massa de682,5 kg/D, 4% dos grânulos possuíam um tamanho granular inferior a 500D,29% eram de 500D a 1000D, 63% eram de 1000D a 1300D, e 4% eramsuperiores a 1300D.

Exemplo 4: Uma comparação de higroscopicidade entre umproduto da modalidade e um produto do método prévio

10 g de cada amostra dos grânulos A, B e C foram colocadossobre cada placa (50 ml) no interior de um Temperature -humidity Controller(EYELA™). Um experimento que compara as higroscopicidades de acordocom o aumento na massa foi conduzido após as amostras terem sido deixadasa 25°C e uma umidade relativa de 75% durante 7 horas.

Tabela 3

<table>table see original document page 22</column></row><table> A: o caldo de fermentação foi diretamente granulado após afiltração com membrana para a remoção da biomassa.

Β: o caldo de fermentação foi granulado(granulação sem a remoção da biomassa e adição de umasubstância anti- higroscópica: a modalidade)

C: revestimento após a adição de um agente anti- higroscópico(sílica) após a filtração com membrana para a remoção da biomassa.

Este experimento revelou que A possuía a mais altahigroscopicidade dos grânulos após a filtração com membrana para remover abiomassa e que a higroscopicidade da modalidade (B) e aquela dos grânulosrevestidos com um agente anti-higroscópico (sílica) após a remoção dabiomassa foram cerca dos mesmos. A despeito de ter simplificado o processode produção na modalidade (B)3 estes dois processos possuíam umaperfeiçoamento igual ou melhor da higroscopicidade. Portanto, a modalidadeapresenta uma vantagem de evitar a absorção de água, sem um processo deadição de uma substância anti- higroscópica e de aumentar a pureza da lisina.

Aplicabilidade Industrial

Aditivos de ração animal de acordo com a modalidadepossuem uma alta densidade de massa, um nível uniforme de pureza de lisina,e um processo de produção simplificado. O novo método não requer umprocesso de filtração para remover a biomassa, o que torna o procedimentomais complicado. Ele permite a produção de um produto com 1% da purezade lisina intencionada, cm uma higroscopicidade aperfeiçoada e uma altadensidade de massa sem a adição de uma substância anti- higroscópica, a umbaixo custo. Em adição, um baixo conteúdo de açúcares reduziu ahigroscopicidade do produto, e isto aperfeiçoou, de um modo correspondente,igualmente a pureza de lisina.

Além disso, a modalidade sugere um método de degradação degDNA, o que protege contra o vazamento de gDNA, cuja cepa é obtida àsexpensas de muito tempo e encargos. A modalidade permite a degradaçãosatisfatória de gDNA e reduz o vazamento de biomassa.

Claims (22)

1. Método para a produção de um aditivo de ração animal, cujométodo caracterizado pelo fato de que compreende:suprir partículas ao interior de uma câmara;soprar ar ao interior da câmara, acima e abaixo das partículas,de tal modo que pelo menos uma parte das partículas flutue no interior dacâmara;pulverizar uma composição líquida, que compreende L-Iisinana câmara, ao mesmo tempo em que ar é soprado ao interior da câmara, emque a composição líquida é revestida sobre as partículas individuais queflutuam no interior da câmara, em que a composição líquida, revestida sobreas partículas, é secada pelo ar soprado no interior da câmara; esubseqüentemente, descarregar as partículas a partir dacâmara.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o revestimento da composição líquida sobre as partículas e asecagem da composição líquida sobre as partículas são alternados, umapluralidade de vezes, no interior da câmara.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que as partículas descarregadas compreendem um núcleo e umapluralidade de invólucros em camadas, que circundam o núcleo.

4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que soprar o ar faz com que as partículas sejam deslocadas, para cimae para baixo no interior da câmara, e em que, enquanto são deslocadas, aspartículas sejam revestidas com a composição líquida quando localizadasabaixo e secadas quando localizadas acima.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a composição líquida é pulverizada para cima, a partir de abaixodas partículas que flutuam na câmara.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a composição líquida é pulverizada em uma pressão de entre cercade 1,8 e cerca de 2,0 bar.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a composição líquida é pulverizada de um modo substancialmentecontínuo.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a composição líquida é pulverizada de um modo não- contínuo.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o ar possui uma temperatura de entre cerca de 60°C e cerca de 70°C.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o ar é soprado em uma pressão de cerca de 0,1 a cerca de 0,2kg/cm2.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o método não compreende pulverizar as partículas revestidasantes da descarga a partir da câmara.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que as partículas, quando supridas à câmara, possuem umdiâmetro de entre cerca de 200D e cerca de 500D.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que pelo menos parte das partículas descarregadas possui umaseção transversal tipo cebola.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que cerca de 60% a cerca de 70 % das partículas descarregadaspossuem um diâmetro de entre cerca de 1.000D e cerca de 1.300D.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que cerca de 20% a cerca de 30% das partículas descarregadaspossuem um diâmetro de entre cerca de 500D e cerca de 1.000D.

16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que o diâmetro das partículas descarregadas é controlado atravésdo ajuste da pressão de pulverização da composição líquida.

17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que o diâmetro das partículas descarregadas é controlado atravésdo ajuste da pressão do ar.

18. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda peneirar as partículas descarregadas paracoletar partículas tendo uma faixa de diâmetro desejada.

19. Aditivo de ração animal, caracterizado pelo fato de serproduto através do método como definido na reivindicação 1.

20. Aditivo de ração animal, caracterizado pelo fato de quecompreende:uma pluralidade de partículas que compreendem L- lisina, pelomenos parte da pluralidade das partículas compreendendo um núcleo emúltiplos invólucros em camadas circundando o núcleo.

21. Aditivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que núcleo possui um diâmetro de entre cerca de 200D e cerca de 500D.

22. Ração para animal, caracterizado pelo fato de quecompreende o aditivo de ração animal como definido na reivindicação 20.