CN1038751A - 制备由微生物方法产生的核黄素的喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂的方法 - Google Patents
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Abstract
从制备核黄素的微生物发酵排放出的混合物中经去除水分后，将由微生物方法产生的核黄素制成用作饲料添加剂的能自由流动和无粉尘的喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂，其中所述混合物经下列处理步骤，但无需加入有效量的粘合剂：
a)流化床喷雾干燥处理，
b)单组分喷雾干燥处理，或
c)盘式喷雾干燥处理。
Description
本发明涉及由微生物方法产生的核黄素的颗粒剂或微颗粒剂的制备方法，该方法通过喷雾干燥去除微生物发酵排放出的混合物中的水份，制取作为饲料添加剂的颗粒剂或微颗粒剂。
采用微生物发酵方法制造核黄素业已公开，例见EP-A-231605、EP-A-211289和德国待批专利申请DOS-3420310。工业上采用这种方法制造的核黄素用作饲料添加剂。通过发酵制造的核黄素的最终产品通常与生物量一起经蒸除培养液后分离得到核黄素浓缩物。令人遗憾的是采用这种方法得到的产品在某些情况下具有许多缺点。例如由架桥现象产生的流动性差，将在任情况下都会导致贮藏场所的不足，而且对测量精度也产生不利的影响。此外，堆积密度也非常低，导致包装、贮藏和运输费用的增加。特别是已知产品形成大量粉尘，并且带有电荷，导致为了得到预混合物和饲料进行混合时的处理困难。已知可用双组份喷咀对发酵产品进行喷雾干燥，但采用这种方法得到的喷雾干燥产品也不能完全满足有关性能特征的全部要求。例如将其混合到水中配制成液体饲料时会形成浆块状，这种浆块一旦形成就难于破碎。
本发明的任务在于提供由微生物发酵产生的核黄素制备能自由流动和无粉尘的喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂，这种粒剂在配制预混合物或饲料时也不会有上述困难。
发明人业已解决了这项任务，并且令人惊奇地获得了含有易于处理的能自由流动和无粉尘核黄素喷雾干燥的颗粒剂或微颗粒剂，其所采用的非常特殊的方法，甚至无需加入粘合剂，即可对微生物发酵排放的混合物进行喷雾干燥。
因此，本发明涉及由微生物方法产生的核黄素制备用作饲料添加剂的能自由流动和无粉尘的喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂的方法，该方法是将制备核黄素的微生物发酵所排放的混合物中所含的水份除去以后，其中由发酵排放出的混合物经过以下处理步骤，而在该混合物中无需加入有效量的粘合剂：
a）流化床喷雾干燥处理，
b）单组份喷雾干燥处理，或
c）盘式喷雾干燥处理。
令人惊奇的是采用这种方法制造的核黄素颗粒剂具有许多优点，在许多情况下其性能特征远胜于已知的工业产品。
在通过发酵制造核黄素时所得到的发酵液或其浓缩液可用于制造喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂。该发酵液则是由按常规方法配制的发酵液中排放出来的混合物（所用常规方法可参阅EP-A-211289，EP-A-230-605，德国待批专利申请DOS-3420310或Genevieve C.Barrerc的论文”维生素生产的生物化学和遗传学（Nato Advanced Study Institute Series，Series A，87，1985，141-169，尤其是150-158）。发酵培养液含有碳源，如碳水化合物、有机酸、醇或脂肪;氮源，如含蛋白质的谷粉、蛋白胨、氨基酸、尿素或无机氮盐。镁、钾、钠、钙或锰的硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐或硝酸盐，以至维生素均可用于发酵培养液。
通过过滤或离心和滗析可提高发酵培养液中核黄素的浓度（参阅DE-2920592）。
采用由发酵排放的混合物进行喷雾干燥的已知方法时，通常是用双组份喷咀将混合物喷入干燥塔。与此相反，本发明所采用的流化床喷雾干燥法是将悬浮液连续或断续喷入干反应产物的流化床。干燥装置可以是适合的仪器设备，只要能够得到一定大小的颗粒并保持制粒过程即可（参阅K.Kroll，Trocknungstechnik，Volume Ⅱ Trockner und Trocknungsverfahren，2nd Edition，Springer-Verlag，Berlin，1978，pp.221-223）。
一般说来，由发酵排放混合物的流化床喷雾干燥处理经过下列步骤：
a）开始先将核黄素干粉、喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂装入流化床中的流化床干燥器，该流化床的温度保持在20-150℃，以50-100℃为佳，
b）将得到的发酵混合物以雾化形式按能进行干燥的速率加入，需要时可先通过滗析将核黄素浓缩后加入，
c）在适当滞留时间和通过适宜装置分离成不同的颗粒部分后，从流化床中取出颗粒核黄素，
d）分出100-200μm左右粒径的颗粒，
e）将细颗粒和/或将大颗粒经磨碎后得到的细颗粒再循环到制粒过程。
流化床喷雾干燥可以断续或连续进行，尤以后者为佳。
采用流化床喷雾干燥方法时，首先需要将相当于已有技术的核黄素干粉转化为可用流化床生产的核黄素产品。进行断续处理时，一开始时就可将相当细的产品置于流化床中。根据颗粒在流化床干燥的滞留时间，可以得到较小或较大颗粒的产品。粒径约为100-250μm的颗粒具有符合加工处理需要的性质，因此可作为合乎需要的产品予以收集。较小的颗粒和通过适当碾磨较大颗粒后得到的核黄素产品可以进一步分批用作流化床材料。
采用连续处理时，可以将发酵排放的混合物（最好通过滗析浓缩核黄素以后）连续喷入含有干核黄素产品的流化床中。喷雾的速度调整到使流化床处于相当于所需干燥度的温度。因此，最终这是由流化气体的输入温度和输出温度之间的差来测定的。
进行连续处理时，只有当第一次使用流化床干燥器的情况下，才以核黄素用作起始原料。此后获得粒径比实际上稳定不比的干产品。连续取出该产品的一定部分。分离成不同粒径的各个部分，其中粒径为100-250μm的部分是符合要求的产品，将细颗粒和/或由大颗粒碾磨后得到的细颗粒再连续循环到流化床中，保持制粒过程。在任何情况下，作为符合需要的产品取出的核黄素以需要干燥的发酵排放混合物连续喷入到流化床中。
用于形成流化床的流化气体，其输入温度一般为80-250℃，尤以140-185℃为佳，输出温度为40-140℃，尤以60-85℃为佳，因此流化床中的温度约为20-150℃，尤以50-100℃为佳。
采用新的流化床喷雾干燥方法，通常可得到如下粒径的量：
1.粒径可高达100μm的约占6-30%，
2.粒径可高达100-250μm的约占25-85%，
3.粒径为250-400μm的约占1-70%。
为了对所排放的发酵混合物采用新的单组份喷雾干燥，通常使用由Delawan得到的名为SDX Standard的单组份空心锥形喷咀，但也可使用由Lechler，Schlick和Lurgi提供的空心锥形喷咀和EP-A20121877中所述的空心锥形喷咀。雾化所需的动力由将有待干燥的液体加到单组份空心锥形喷咀的泵产生的压力提供。雾化所要求的压力可高至80巴（绝对），但优先采用15至25巴（绝对）。有待干燥的液体中的固体含量可高至45（重量）%，尤以15-30（重量）%为佳。
通过上述单组份空心锥形喷咀将有待干燥的物料引入已加热的干燥塔进行干燥并从塔的底端排出。干燥气体进入干燥塔的温度一般约为100-200℃，以130-170℃为佳，滞留时间一般约为20-40秒。为了获得无粉尘维生素B微颗粒剂，必须将干燥塔中所得到的干物料加到适宜的分离装置中。如德国专利3344509所述，干燥塔排料调节锥可以是一种分离装置。在该分离装置中，分离出的无粉尘微颗粒剂则是有用的部分，而较小的颗粒（＜20μm）与干燥气体一起脱离干燥塔。这种细颗粒是由顺流分离器（旋风分离器、过滤器）的气流中分离出来的，能与待干燥的发酵排放混合物混合（再循环）。形成细粉尘部分的比例按加到空心锥形喷咀的发酵排放混合物中的固体含量和进入喷咀的压力而定。细粉尘部分的量约为5-40%。排放产物中固体含量约为25-30%和进入喷咀的压力约为15巴时，需要再循环的细粉尘部分仅约5-10%。
以这种方法得到的产物的粒径为30-200μm。
以这种方法得到的微颗粒剂还具有极好的加工处理的性能。
在除去如上所述的细粉尘（＜20μm）以后，微颗粒剂通过将排放的发酵混合物进行圆盘喷雾干燥也可得到非常好的加工处理性能，甚至可以不加有效量的粘结剂。
至于性能特征则令人惊奇，采用新方法制取的核黄素喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂远胜于常规的工业干粉产品。
实施例1
在流化床干燥器中，在20℃下用双组份喷咀以0.9-1Kg/小时速率将含有78份水和22份固体（含按HPLC的73.1%核黄素）的悬浮液（经滗析浓缩的发酵排放物）连续喷入到含平均粒径为0.12mm浓度为96%核黄素的流化床中。流化气体的输入温度为140-150℃。喷入的量应使流化床的温度达75-80℃。开始使用的流化床在约25小时内改变5次，移去生成的产品。此后，从干燥过程中完全移去开始所用的核黄素，流化床中所含产品的组分为73.1%核黄素和26.9%生物量，其粒径大小的分布情况如下所述。连续将开始所用的流化床一部分一部分地移去，通过筛选分成3种粒径。即：
1）粒径＜100μm的产品占38%，
2）粒径100-250μm的符合需要的产品占54.5%，
3）粒径＞250μm的产品占7.5%。
将粗颗粒部分（3）碾磨成粒径＜250μm，并与细颗粒部分（1）一起再连续循环到流化床中。
得到所需产品的量为0.2-0.27Kg/h.
实施例2
在流化床干燥器中，在20℃下，用双组份喷咀以0.75-0.8Kg/小时速率将含有80.3份水和19.7份固体（约含按HPLC的63.9%核黄素）的悬浮液（经滗析浓缩的发酵排出物）连续喷入到含大致相同组份的核黄素的流化床中。流化气体的输入温度为140-150℃。喷入的量应使流化床的温度大致达75℃。
连续将开始所用的流化床一部分一部分地移去，通过筛选分成3种粒径。即：
1）粒径＜100μm的产品占45.6%，
2）粒径100-250μm的符合需要的产品占50.2%，
3）粒径＞250μm的产品占4.2%。
将粗颗粒部分（3）碾磨成粒径＜250μm，并与细颗粒部分（1）一起再连续循环到流化床中。
下表给出实施例1和2所得核黄素产品的基本性能特征，并与常规的工业产品相比较。
实施例3
在流化床干燥器中，在20℃下用双组份喷咀将经过滗析浓缩后含有76%水和24%固体（含70.8%核黄素）的发酵排出物以大约100Kg/h的速率连续喷入到含有大致相同组份核黄素的流化床中。流化气体的输入温度为170℃，喷入的量应使流化床的温度为71-72℃。
将开始所用的流化床连续一部分一部分地移去，通过连续筛选分为3种粒径。所得干产品的粒径分布如下：
1）粒径＜100μm的产品占5%，
2）粒径100-250μm的符合需要的产品占28%，
3）粒径＞250μm的产品占67%。
将粗颗粒部分（3）碾磨成粒径＜250μm，并与细颗粒部分（1）一起再连续循环到流化床中。
每小时获得24.5Kg符合需要的喷雾干燥的颗粒核黄素（粒径100-250μm）。
实施例4
在流化床干燥器中，将未经浓缩的含有86%水和14%固体的发酵排出物以0.95Kg/h速率喷入核黄素流化床中。流化气体的输入温度为160-170℃。喷入的量应使流化床的温度达78-80℃。
与实施例1相似，得到符合需要的粒径为100-250μm的喷雾干燥颗粒核黄素的量为0.1-0.12Kg/h。
Claims (5)
1、一种由微生物方法产生的核黄素制备作为饲料添加剂用的能自由流动和无粉尘的喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂的方法，该方法是从制备核黄素的微生物发酵排出混合物中去除水分，其中发酵排放的混合物经过下列处理步骤，但不加有效量的粘合剂：
a)流化床喷雾干燥处理，
b)单组份喷雾干燥处理，或
c)盘式喷雾干燥处理。
2、按权利要求1的方法，其中采用流化床喷雾干燥的处理步骤为：
a）将核黄素干粉、喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂装入保持20-150℃的流化床中的流化床干燥器，
b）将得到的发酵混合物以雾化形式和能进行干燥的速率加入，需要时通过滗析先将核黄素浓缩后加入，
c）经适当的滞留时间后，从流化床中移去颗粒核黄素，并通过适合的装置分成不同的颗粒部分，
d）分出粒径约为100-250μm的颗粒，
e）再将细颗粒和/或将大颗粒经磨碎后得到的细颗粒送入制粒过程进行循环。
3、按权利要求2的方法，其中流化床喷雾干燥采用连续处理时，使用保持在50至100℃和含有核黄素喷雾干燥颗粒剂或微颗粒剂，从开始使用的流化床中连续移去一部分形成的干产品并分离为不同的颗粒部分，分离出粒径约为100-250μm的颗粒部分作为合乎需要的产品，将细颗粒和/或大颗粒经磨碎后的细颗粒再送入流化床进行循环，以保持制粒过程。
4、按权利要求3的方法，其中使用的流化床保持在60至80℃并含有核黄素喷雾干燥颗粒或微颗粒。
5、按权利要求1制备微颗粒剂的方法，其中采用单组份喷雾干燥时，排放出的发酵混合物在5至80巴压力（绝对）下由单组份空心锥形喷咀喷入适当的干燥塔中。
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