CN115279195A - 粒状饲料添加剂生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及粒状饲料添加剂生产方法。通过使用根据一个实施方式的粒状饲料添加剂生产方法，可以生产包含高含量碱性氨基酸的粒状饲料添加剂，同时含有碱性氨基酸以便实现防止由碱性氨基酸引起的吸湿性和成团现象。此外，由于根据一个实施方式的粒状饲料添加剂生产方法能够消除使用通常用于中和碱性氨基酸的盐酸的工艺，因此可以简化工艺并解决由使用盐酸引起的工艺问题。

Description

粒状饲料添加剂生产方法

背景技术

1.技术领域

本公开内容涉及制备粒状饲料添加剂的方法。

2.相关领域的描述

饲料添加剂是一种产品，其旨在作为正常饮食的补充剂，以克服具体化合物每日摄入量的不足。在畜牧业中，用氨基酸为家畜补充饲料添加剂以提高动物性能是很常见的。

由于通过微生物发酵生产的饲料添加剂的氨基酸与其他副产物一起存在于发酵液中，因此在制备饲料添加剂期间采用了多种方法来提高氨基酸的含量。例如，为了增加氨基酸的含量，将高浓度纯化的氨基酸水溶液与发酵液混合以制备颗粒。然而，由于高含量碱性氨基酸水溶液具有亲水性和极性特性，最终的粒状产物具有高吸湿性，这会导致颗粒凝聚。这种凝聚现象不适用于混合饲料厂技术上要求的加工工艺。此外，为了增加碱性氨基酸的含量，还使用了许多去除发酵液中杂质的纯化工艺和利用盐酸的结晶工艺。然而，需要许多纯化工艺，并且主要使用的试剂作为废物排放，这导致了经济和环境问题。

因此，有必要开发制备含有高含量和低吸湿性的碱性氨基酸的粒状饲料添加剂组合物的经济的方法。

[现有技术文件]

[专利文献]

(专利文献0001)韩国专利公开号10-2019-0081448

发明内容

本公开内容的目的是提供制备粒状饲料添加剂的方法，该方法包括以下步骤：制备碱性氨基酸水溶液(步骤a)；和向碱性氨基酸水溶液中注入二氧化碳以制备中和的氨基酸水溶液(步骤b)，其中碱性氨基酸水溶液从由微生物培养物获得的发酵液制备。

附图说明

图1图示了根据一个方面制备包含高含量碱性氨基酸的粒状饲料添加剂的步骤；

图2图示了使用鼓泡塔中和氨基酸水溶液的方法；

图3图示了使用循环吸收塔中和氨基酸水溶液的方法；和

图4图示了使用连续吸收塔中和氨基酸水溶液的方法。

具体实施方式

本公开内容中公开的每个描述和实施方式也可以应用于其他描述和实施方式。也就是说，本公开内容中公开的多种元件的所有组合都落入本公开内容的范围内。此外，本公开内容的范围不受以下所述的具体描述的限制。

本公开内容的一个方面可以提供制备粒状饲料添加剂的方法，该方法包括如下步骤：制备碱性氨基酸水溶液(步骤a)；和向碱性氨基酸水溶液中注入二氧化碳以制备中和的氨基酸水溶液(步骤b)，其中碱性氨基酸水溶液从由微生物培养物获得的发酵液制备。

根据一个方面的制备粒状饲料添加剂的方法，制备的粒状饲料添加剂可以包括高含量的碱性氨基酸，其中碱性氨基酸可以通过注入二氧化碳来中和以减轻碱性氨基酸的极性。因此，可以显示出减少吸湿性增加以及成团和结块现象(其为由碱性氨基酸的极性引起的问题)的效果。

如本文所用，术语“饲料添加剂”可以指添加到饲料中以提高生产率或促进靶生物体健康的物质。饲料添加剂可以以本领域已知的多种形式制备，并且可以单独使用或与现有已知的饲料添加剂组合使用。饲料添加剂组合物可以以适当的配比添加到饲料中，本领域技术人员根据本领域的常识和经验可以容易地确定该配比。饲料添加剂组合物可以添加到用于如鸡、猪、猴、狗、猫、兔、牛、绵羊、山羊等动物的饲料中，但不限于此。

如本文所用，术语“碱性氨基酸”可以是选自赖氨酸、精氨酸和组氨酸的一种或多种。碱性氨基酸可以是选自L-赖氨酸、L-精氨酸和L-组氨酸中的一种或多种。碱性氨基酸可以是赖氨酸、精氨酸或组氨酸的盐或游离氨基酸的形式。盐可以是硫酸盐、盐酸盐或碳酸盐，但不限于此。碱性氨基酸具有易与水结合的性质，并且可以是极性的。

如本文所用，术语“碱性氨基酸水溶液”可以指通过纯化包含碱性氨基酸的发酵液获得的产物。具体地，碱性氨基酸水溶液可以通过对培养产生碱性氨基酸的菌株而得到的发酵产物进行过滤、纯化和浓缩的过程来获得。

发酵产物可以通过发酵培养菌株来获得，发酵可以通过补料分批工艺(进料工艺)、分批工艺或重复的补料分批工艺(重复的进料工艺)进行。使用的发酵培养基可以根据生产菌株的需要进行优化。

碱性氨基酸水溶液的浓度可为约450g/L至约650g/L，例如约500g/L至约600g/L、或约520g/L至约580g/L。碱性氨基酸水溶液的pH可为约10至约11。碱性氨基酸水溶液的比重可为约1.10至约1.15。碱性氨基酸水溶液的纯度可以为约90重量％至100重量％。

碱性氨基酸具有容易与水结合的性质，并且可以是极性的。因此，当粒状饲料添加剂包含高含量的碱性氨基酸时，颗粒的极性通常会增加以产生增加的吸湿性和凝聚的问题。然而，通过上述制备方法制备的粒状饲料添加剂可以包含高含量的碱性氨基酸而没有上述问题，并且饲料添加剂通过包含上述范围内的碱性氨基酸而可以具有运输和储存优势。根据一个方面的粒状饲料添加剂可包含基于颗粒的总重量的50重量％至90重量％，例如约55重量％至89.5重量％、约60重量％至89重量％、约65重量％至88.5重量％、约70重量％至88重量％、约75重量％至87重量％、约76重量％至86重量％、约77重量％至85重量％、约78重量％至84重量％或约79重量％至80重量％的碱性氨基酸。根据制备粒状饲料添加剂的方法，可以利用由纯化和浓缩发酵液得到的氨基酸水溶液来制备具有高含量特性的粒状饲料添加剂。

在制备方法中，产生碱性氨基酸的菌株不限制其种类，只要其能够产生碱性氨基酸而不脱离本发明的范围。其具体实例可包括棒状杆菌属的菌株。

此外，菌株产生碱性氨基酸的条件可以是碱性氨基酸的产生量较高但其在菌株中的积累量较少的条件。

发酵产物可以被过滤，具体地，微生物可以使用膜从其中分离。随后，从中去除了微生物的发酵液可以通过例如离子交换树脂塔，并因此，可以去除杂质以纯化碱性氨基酸。浓缩纯化的碱性氨基酸的工艺可以通过例如真空和/或干燥工艺浓缩包含碱性氨基酸的发酵液来进行。

“中和的氨基酸水溶液”可以指碱性氨基酸水溶液的中和形式。具体地，除了氨基酸水溶液之外，中和的氨基酸水溶液还可以进一步包含HCO₃ ^-或CO₃ ^2-。换言之，中和的氨基酸水溶液可以是被HCO₃ ^-和CO₃ ^2-中和的氨基酸水溶液的形式。

在制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)中，可以通过向碱性氨基酸水溶液中注入二氧化碳来进行中和。二氧化碳可以包括在微生物发酵工艺期间产生的二氧化碳。具体地，二氧化碳可以包括在制备碱性氨基酸水溶液的步骤(步骤a)中生成的二氧化碳。当将二氧化碳注入氨基酸水溶液中时，HCO₃ ^-或CO₃ ^2-包含在水溶液中，产生中和碱性氨基酸的效果。根据该方法，由于可以使用发酵期间生成的二氧化碳，因此可以减少二氧化碳排放，并且可以回收资源。

此外，由于可以省略使用盐酸来中和氨基酸水溶液的传统工艺，因此可以简化纯化工艺。

制备粒状饲料添加剂的方法可以进一步包括在制备碱性氨基酸水溶液的步骤(步骤a)之后，通过浓缩通过培养微生物获得的发酵液而制备浓缩的发酵液的步骤(步骤a-2)。

如本文所用，术语“浓缩的发酵液”可以指通过真空和/或干燥工艺浓缩包含碱性氨基酸的发酵液而获得的产物。浓缩的发酵液可以通过浓缩发酵液而获得，该发酵液通过在真空和加热下(无需去除细菌和纯化工艺)培养产生碱性氨基酸的菌株得到，使发酵液中的总固体含量为约50重量％至约60重量％，即固体含量为约50重量％至约60重量％。“固体含量”可以指完全除去液体后剩余部分的重量。

在制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)之后，制备粒状饲料添加剂的方法可以进一步包括将浓缩的发酵液和中和的氨基酸水溶液混合的步骤(步骤b-2)。

根据一个示例性实施方式，可以进行混合浓缩的发酵液和中和的氨基酸水溶液的步骤，使得阴离子与氨基酸的摩尔比大于约0.19且0.62或更小。

在步骤b之后，制备粒状饲料添加剂的方法可以进一步包括将浓缩的发酵液和中和的氨基酸水溶液混合的步骤(步骤b-2)，从而更经济地改善颗粒中氨基酸的纯度。

在制备粒状饲料添加剂的方法中，可以使用鼓泡塔、循环吸收塔或连续吸收塔进行制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)。具体地，在步骤b中，可以使用上述装置将含有二氧化碳的气体注入中和的氨基酸水溶液中。

当可以使用起泡塔进行制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)时，其可以进行约1小时或更长时间，例如1小时至15小时、1小时至12小时、2小时至15小时、2小时至12小时、3小时至15小时、3小时至12小时、3小时至11小时或4小时至11小时，但不限于此，并且其可在约8.5至约9.5的中和的氨基酸水溶液的pH范围内选择。

当可以使用循环吸收塔进行制备中和氨基酸水溶液的步骤(步骤b)时，可以将含有二氧化碳的气体以约700L/min至约1500L/min的速度注入吸收塔中。

当可以使用循环吸收塔进行步骤b时，其可以进行约1小时或更长时间，例如1小时至10小时、1小时至6小时、1小时至4小时或1小时至3小时，但不限于此，并且其可以在约8.5至约9.5的中和的氨基酸水溶液的pH范围内选择。

在一个示例性实施方式中，循环吸收塔可以是盘式吸收塔。

当可以使用连续吸收塔进行制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)时，可以将含有二氧化碳的气体以约300L/min至1500L/min或约400L/min至1200L/min的速度注入吸收塔。

当可以使用连续吸收塔进行步骤b时，其可以进行直到具有预定物理性质的中和的氨基酸水溶液以稳定状态排放，并且可以控制注入含二氧化碳气体的速度使得中和的氨基酸水溶液的pH范围为约8.5至约9.5，或中和的氨基酸水溶液的纯度范围为约82重量％至约89重量％。

如本文所用，“稳定状态”也称为“静止状态”，是指其中物质系统的状态不随时间变化的恒定状态。

制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)可在约35℃至约65℃、约40℃至约60℃或约45℃至约55℃下进行。

中和的氨基酸水溶液的pH可以为约8.5至约9.5。中和的氨基酸水溶液的比重可为约1.18至约1.22。中和的氨基酸水溶液的纯度可为约78重量％或更大，例如约78重量％至约91重量％、约78重量％至约89重量％或约80重量％至约89重量％。

在制备中和的氨基酸水溶液的步骤(步骤b)之后，制备粒状饲料添加剂的方法可以进一步包括将中和的氨基酸水溶液造粒的步骤(步骤c)。

此外，当制备粒状饲料添加剂的方法可以进一步包括在步骤b之后将浓缩的发酵液和中和的氨基酸水溶液混合的步骤(步骤b-2)时，该方法可以进一步包括将在步骤b-2之后，将浓缩的发酵液和中和的氨基酸水溶液的混合物造粒的步骤(步骤c-2)。

造粒步骤(步骤c或c-2)可以通过例如如下进行：将中和的氨基酸水溶液或混合的溶液连续喷射到造粒机中并连续供应热空气，使得通过喷射形成的具有预定尺寸范围的颗粒形成流化床。对于该工艺，可以使用一般的流化床循环造粒机等。造粒条件可以包括例如约5mL/min至约10mL/min的注射速率、约1.2kg/cm²的喷嘴压力和约75℃至约80℃的温度，但不限于此。

在制备粒状饲料添加剂的方法中，粒状饲料添加剂可以包括碱性氨基酸和由下式1表示的阴离子，其中阴离子与碱性氨基酸的摩尔比可以大于0.1且0.52或更小：

[式1]

H_nCO₃ ^(2-n)-

(在式1中，n为0或1)。

由式1表示的阴离子可具体包括碳酸氢根离子(HCO₃ ^-)或碳酸根离子(CO₃ ^2-)。

阴离子可以通过向包含碱性氨基酸的水溶液中添加二氧化碳来产生。二氧化碳与水溶液中的氢离子反应以生成碳酸根离子，碳酸根离子可转化为碳酸氢根离子。在此过程期间，粒状饲料添加剂组合物的pH可能会降低或中和。因此，根据一个示例性实施方式，粒状饲料添加剂可包括碳酸根离子、碳酸氢根离子或其混合物。

如本文所用，术语“阴离子与碱性氨基酸的摩尔比”也可以表示为碳酸氢根离子或碳酸根离子与碱性氨基酸的摩尔比，HCO₃ ^-/碱性氨基酸，或CO₃ ^2-/碱性氨基酸。

当摩尔比为0.1或更小时，颗粒中碳酸氢根离子或碳酸根离子的含量降低，并且碱性氨基酸的中和作用降低，而导致颗粒的吸湿性或凝固问题。当摩尔比大于约0.52时，问题在于存在颗粒含量降低，并且产品价值没有显著降低。换言之，与不含碳酸氢根离子或碳酸根离子的粒状饲料添加剂相比，粒状饲料添加剂可具有改善的吸湿性。

如本文所用，术语“吸湿性”是指吸收或保留水的趋势。由于普通的粒状饲料添加剂，具体是含有碱性氨基酸的粒状饲料添加剂组合物吸湿性高，凝聚增加，因此产品价值降低。根据本公开内容，可以改善饲料添加剂的产品价值。

摩尔比可以具体为约0.15至约0.5，或约0.2至约0.45。

摩尔比可根据将颗粒溶于水后通过高效液相色谱(HPLC)得到的结果计算，但不限于此。

粒状饲料添加剂中所含颗粒的大小可根据畜牧业用途进行选择。

根据一个示例性实施方式，颗粒的平均直径可以是0.1mm至3.0mm，并且根据另一个示例性实施方式，它可以是0.5mm至3.0mm，但是在不脱离本公开内容的目的的情况下，变化是可能的。当颗粒的平均直径小于约0.1mm时，凝固程度可能变得严重或可能生成灰尘。当颗粒的平均直径大于约3.0mm时，在饲料制备期间可能会出现混合不均匀的问题。

颗粒可以具有不规则形状，例如球形。

根据一个示例性实施方式，基于颗粒的总重量，碱性氨基酸的含量可以为50重量％至90重量％。

粒状饲料添加剂可能适合于用于动物饲料的制备。例如，饲料添加剂按照原样可以作为动物饲料预混物的一部分或作为动物饲料的前体与饲料原料混合。

粒状饲料添加剂可单独或与可食用载体中的其他饲料添加剂组合施用于动物。此外，饲料添加剂可以容易地作为顶肥，或通过直接与动物饲料混合，或作为与饲料分开的口服制剂施用给动物。

另一方面可以提供通过制备粒状饲料添加剂的方法制备的粒状饲料添加剂。

粒状饲料添加剂与上述相同。

在下文中，将参考示例性实施方式更详细地描述本公开内容。然而，这些示例性实施方式仅用于说明目的，并且本公开内容的范围不旨在受限于示例性实施方式。

实施例1至6和对比例1至6。使用鼓泡塔制备粒状饲料添加剂和表征(1)

图1图示了根据一个方面制备包含高含量碱性氨基酸的粒状饲料添加剂的步骤。在下文中，将参照图1详细描述每个步骤。

1.粒状饲料添加剂的制备

1.1.氨基酸混合溶液的制备

根据表1至表2的组成，分别制备氨基酸水溶液和浓缩的发酵液，混合它们以制备混合溶液。在本实施例中，L-赖氨酸用作碱性氨基酸的实例。首先，通过纯化含有L-赖氨酸的发酵液制备每种氨基酸水溶液。为了生产发酵液，将能够生产L-赖氨酸的棒状杆菌属菌株在25mL种子培养基中在pH 7.0、30℃、200rpm下进行接种培养20小时。种子培养基由以下组成：基于1L蒸馏水，20g葡萄糖、10g蛋白胨、5g酵母提取物、1.5g尿素、4g KH₂PO₄、8gK₂HPO₄、0.5g MgSO₄·7H₂O、100μg生物素、1mg盐酸硫胺素、2mg泛酸钙和2mg烟酰胺。通过种子培养物得到的细菌种子以4％(v/v)接种在pH 7.0的生产培养基中，在30℃下充分通气和搅拌培养直至输入的葡萄糖完全消耗，从而获得最终发酵液。生产培养基由以下组成：基于1L蒸馏水，100g葡萄糖、40g(NH₄)₂SO₄、2.5g大豆蛋白、5g玉米浆固体、3g尿素、1g KH₂PO₄、0.5g MgSO₄·7H₂O、100μg生物素、1mg盐酸硫胺素、2mg泛酸钙、3mg烟酰胺和30g CaCO₃。培养完成后，使用HPLC(Waters,2478)分析发酵液中L-赖氨酸的浓度。使用尺寸为0.1μm的膜去除发酵液中的微生物。在使用膜的分离过程中，将发酵液的pH调整至4.0，然后加热至50℃。去除微生物的发酵液通过阳离子交换树脂塔，发酵液中的L-赖氨酸被吸附到树脂塔上，将L-赖氨酸与其他杂质分离。吸附的L-赖氨酸用约2N氨水从树脂塔中解吸，回收，真空加热，并浓缩以制备L-赖氨酸水溶液，并且当浓缩后，使水溶液中的固体物质为50重量％至60重量％。浓缩后，L-赖氨酸水溶液的浓度为560g/L，其pH为10.2，其比重为1.13，和其纯度为99重量％。

图2图示了使用鼓泡塔中和氨基酸水溶液的方法。在下文中，将参照图2详细描述每个步骤。

将35kg的L-赖氨酸水溶液放入中和罐后，在50℃的温度下以1000L/min在500rpm的搅拌条件下注入含有5体积％二氧化碳的气体，持续10小时。使用HPLC(Waters,2478)分析通过二氧化碳注入中和的L-赖氨酸水溶液中的L-赖氨酸浓度和碳酸氢根离子(HCO₃ ^-)或碳酸根离子(CO₃ ^2-)浓度。中和的L-赖氨酸水溶液的pH为8.9，其比重为1.20，和其纯度为81.6重量％。

浓缩的发酵液通过加热和浓缩如上所述培养棒状杆菌属细菌菌株获得的发酵液而制备，无需去除微生物和纯化工艺。浓缩后，使发酵液中的总固体含量为50重量％至60重量％。

按照表1和表2中规定的比例将L-赖氨酸水溶液或中和的L-赖氨酸水溶液与浓缩的发酵液混合以制备混合物。使用HPLC(Waters,2478)分析混合物中L-赖氨酸和HCO₃ ^-或CO₃ ^2-的浓度。使用浓度分析结果计算实施例1至6和比较例1至6的混合溶液中HCO₃ ^-与L-赖氨酸的摩尔比的结果分别示于表1和表2。

[表1]

[表2]

如表1所示，实施例1至6表明，随着L-赖氨酸水溶液比例的降低和浓缩的发酵液比例的增加，混合溶液中HCO₃ ^-/L-赖氨酸的摩尔比降低。

如表2所示，比较例1至6表明，混合溶液中的HCO₃ ^-/L-赖氨酸的摩尔比没有随着L-赖氨酸水溶液的比例变化而发生显著变化。

1.2.粒状饲料添加剂的制备

对以上1.1中制备的每种混合溶液造粒。具体地，将制备的混合溶液以5mL/min注入流化床循环造粒机中，并在80℃、1.2kg/cm²的喷嘴压力下喷射入造粒机中进行造粒。将通过筛分来筛选大小为约0.5mm至3.0mm的制备的颗粒。

2.粒状饲料添加剂的表征

2.1.颗粒中HCO₃ ^-与L-赖氨酸的摩尔比和L-赖氨酸含量的分析

为了分析实施例1至6和比较例1至6的颗粒中HCO₃ ^-与L-赖氨酸的摩尔比和L-赖氨酸含量，将痕量颗粒溶解在1L去离子水中，然后进行HPLC(Waters,2478)，并根据结果计算摩尔比。计算结果在下表3和4中显示。

[表3]

[表4]

如表3和表4所示，实施例1至6的颗粒和比较例1至6的颗粒中HCO₃ ^-与L-赖氨酸的摩尔比分别在0.1至0.52和0.02至0.03的范围内。

另外，实施例1至6和比较例1至6的L-赖氨酸含量均在78％或更大，表明高含量。

2.2.吸湿性和凝固性评价

为了评价实施例1至6和比较例1至6的吸湿性和凝固性，将3g每种颗粒置于一次性质量板中，并在40℃和60％相对湿度下储存1周，然后通过质量的变化测量颗粒中的水分变化。

另外，为了定量评价吸收水分的颗粒的凝聚现象(凝固性)，将颗粒转移到网孔1.7mm的筛子中，使用振动装置进行振动(50Hz条件，5分钟)，然后测量通过筛子的颗粒的质量以确定凝聚程度。凝聚程度通过下等式计算。

凝聚程度(％)＝([颗粒总质量]-[通过筛子的颗粒质量])/([颗粒总质量])×100

结果示于下表5和6中。

[表5]

[表6]

如表5和表6所示，与比较例1至6相比，实施例1至6显示出显著更低的水分含量和凝聚程度。具体地，当仅使用L-赖氨酸水溶液时(比较例1)，观察到最高的吸湿性。在比较例1至6的组合物中，随着L-赖氨酸水溶液的比例增加，颗粒的吸湿性增加，说明纯化的L-赖氨酸的极性增加了颗粒的吸湿性。

相反，在实施例1至6的组合物中，随着中和的L-赖氨酸水溶液的比例增加，水分含量和凝聚程度降低。换言之，随着颗粒中HCO₃ ^-的比例增加，L-赖氨酸的极性减轻，这暗示颗粒的吸湿性可能会改善。具体地，当颗粒中HCO₃ ^-/L-赖氨酸的摩尔比降低到0.1或更小的水平时，凝固性急剧增加，这表明HCO₃ ^-/L-赖氨酸的摩尔比应该超过0.1，以便解决凝固性问题。

因此，实施例1至6的组合物证实，当颗粒中HCO₃ ^-的摩尔比大于0.1且0.52或更小时，颗粒的吸湿性可以得到缓解，从而减少由水分吸收引起的凝聚现象。

实施例7.使用鼓泡塔制备中和的氨基酸水溶液

使用L-赖氨酸作为碱性氨基酸的实例，以与实施例1-6的1.1中所述相同的方式制备每种L-赖氨酸水溶液，然后使用鼓泡塔装置中和氨基酸水溶液，如在图2中所示。详细地说，将35kg的L-赖氨酸水溶液放入中和罐中，在50℃的温度下以1000L/分钟在500rpm的搅拌条件下注入含有5体积％二氧化碳的气体，持续1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0或6.0小时，以制备每种中和的L-赖氨酸水溶液(中和的氨基酸水溶液)。除了L-赖氨酸水溶液之外，中和的L-赖氨酸水溶液进一步包含HCO₃ ^-或CO₃ ^2-。使用HPLC(Waters,2478)分析HCO₃ ^-或CO₃ ^2-浓度。L-赖氨酸水溶液的物理性质随二氧化碳注入时间的变化如表7所示。

[表7]

如表7所示，证实了随着二氧化碳注入时间的增加，L-赖氨酸水溶液的pH和纯度降低，并且水溶液中的比重和HCO₃ ^-离子浓度增加。还证实了，当根据上述条件注入二氧化碳持续长达6小时时，制备了纯度为81.8％的高含量碱性氨基酸水溶液。

实施例8至13.使用鼓泡塔制备粒状饲料添加剂和表征(2)

1.粒状饲料添加剂的制备

使用L-赖氨酸作为碱性氨基酸的实例，以与实施例1至6的1.1所述相同的方式制备每种L-赖氨酸水溶液，然后以与实施例7相同的方式制备每种中和的氨基酸水溶液，除了使用鼓泡塔装置注入含有二氧化碳的气体持续1、4、5、6、10或20小时，如图2所示。然后，通过将每种中和的L-赖氨酸水溶液以5mL/min至10mL/min注入流化床循环造粒机中，在75℃至80℃以1.2kg/cm²的喷嘴压力将其喷射到造粒机中进行造粒。通过筛分以筛选出大小为约0.5mm至1.5mm的制备的颗粒。

2.粒状饲料添加剂的表征

将1中制备的颗粒溶解在去离子水(0.9μS/cm)中，通过HPLC(Waters,2478)分析颗粒中的L-赖氨酸和碳酸氢根离子浓度。此外，将颗粒在40℃的温度和60％的相对湿度下储存1周后，目测评价凝聚程度。结果如表8所示。

[表8]

如表8所示，在通过注入二氧化碳中和L-赖氨酸后制备的颗粒中，随着中和进行(pH降低)，颗粒中L-赖氨酸的含量降低，而碳酸氢根离子的含量增加。具体而言，当通过注入二氧化碳进行中和至pH 9.0时，与L-赖氨酸盐酸盐(79％含量)相比，制备出具有高含量L-赖氨酸的颗粒，并且在pH 8.5下，制备出具有与L-赖氨酸盐酸盐相同水平的L-赖氨酸含量的颗粒。然而，当颗粒在pH 9.3或更高下制备时，与L-赖氨酸盐酸盐相比，由于水分吸收引起的凝聚程度较差，这表明L-赖氨酸含量的适当水平和凝聚问题可能在8.5至9.3的pH范围内同时解决。

实施例14.使用循环吸收塔制备中和的氨基酸水溶液

为了提高制备粒状饲料添加剂中氨基酸水溶液的中和速率，采用循环吸收塔制备每种中和的氨基酸水溶液。图3图示了使用循环吸收塔中和氨基酸水溶液的方法。在下文中，将参照图3详细描述每个步骤。

以与实施例1至6的1.1相同的方式制备每种L-赖氨酸水溶液后，然后通过注入含有二氧化碳的气体来制备中和的L-赖氨酸水溶液。详细地说，将加热至50℃的35kg赖氨酸水溶液通过以60kg/h的速率将其从吸收塔的上部施加到吸收塔的下部而在吸收塔内循环，并在同时，以1000L/min将含有5体积％二氧化碳的气体注入吸收塔的下部。使用包括直径为158.4mm、高度为6400mm(12个柱)的规整填料(TPT Pacific；表面积250m²/m³)的盘式吸收塔。

结果，确认L-赖氨酸水溶液达到8.9的pH需要2小时。换言之，当使用循环吸收塔注入二氧化碳时，由于增加了气液接触面积，碱性氨基酸可能比使用如实施例1至13中的鼓泡塔装置制备的那些快约3倍地中和。

实施例15.使用连续吸收塔制备中和的氨基酸水溶液

为了在颗粒饲料添加剂中的制备中连续获得具有预定物理性质的中和的氨基酸水溶液，采用连续吸收塔制备中和的氨基酸水溶液。图4图示了使用连续吸收塔中和氨基酸水溶液的方法。在下文中，将参照图4详细描述每个步骤。

以与实施例1至6的1.1相同的方式制备每种L-赖氨酸水溶液，通过注入含有二氧化碳的气体来制备每种中和的L-赖氨酸水溶液。详细地说，将加热至50℃的L-赖氨酸水溶液(浓度560g/L、pH 10.2、比重1.13、纯度95重量％)以30kg/h施加，并控制含5％二氧化碳的气体的注入速率。根据气体注入速率，从连续吸收塔以稳定状态排放的L-赖氨酸水溶液的物理性质如表9所示。

[表9]

结果，如表9所示，随着含二氧化碳气体的注入速度增加，稳定状态下排放的L-赖氨酸水溶液的pH和纯度降低，碳酸氢根离子的浓度增加。具体地，在以1000L/min注入气体时，排放的L-赖氨酸水溶液的pH为8.8，碳酸氢根离子浓度为122g/L，纯度为80％，其是类似于L-赖氨酸盐酸盐的高含量水平。基于以上结果，当使用连续吸收塔时，可以通过控制气体注入速率获得具有所期望范围的pH或纯度的中和的氨基酸水溶液。

本发明的效果

当使用根据一个示例性实施方式的制备粒状饲料添加剂的方法时，可以制备粒状饲料添加剂，其包含高含量碱性氨基酸，同时防止由碱性氨基酸引起的吸湿性和凝聚。此外，由于根据一个示例性实施方式的制备粒状饲料添加剂的方法可以省略使用通常用于中和碱性氨基酸的盐酸的工艺，因此可以简化工艺并解决由使用盐酸而引起的工艺问题。

Claims (18)

1.一种制备粒状饲料添加剂的方法，所述方法包括以下步骤：

制备碱性氨基酸水溶液(步骤a)；和

向所述碱性氨基酸水溶液中注入二氧化碳以制备中和的氨基酸水溶液(步骤b)，

其中所述碱性氨基酸水溶液由从微生物培养物获得的发酵液制备。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化碳包括在所述步骤a中生成的二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述步骤a之后通过浓缩所述发酵液制备浓缩的发酵液的步骤(步骤a-2)。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括在所述步骤b之后将所述浓缩的发酵液和所述中和的氨基酸水溶液混合的步骤(步骤b-2)。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述步骤b之后将所述中和的氨基酸水溶液造粒的步骤(步骤c)。

6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在所述步骤b-2之后将所述浓缩的发酵液和所述中和的氨基酸水溶液的混合溶液造粒的步骤(步骤c-2)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中菌株是棒状杆菌属的菌株。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性氨基酸水溶液的pH为10.0至11.0。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性氨基酸水溶液的纯度为90重量％至100重量％。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性氨基酸水溶液的比重为1.10至1.15。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性氨基酸是选自赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤b中，采用鼓泡塔、循环吸收塔或连续吸收塔装置。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤b在35℃至65℃下进行。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述中和的氨基酸水溶液的pH为8.5至9.5。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述中和的氨基酸水溶液的比重为1.18至1.22。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒状饲料添加剂包括碱性氨基酸和由下式1表示的阴离子，并且

所述阴离子与所述碱性氨基酸的摩尔比大于0.1且0.52或更小：

[式1]

H_nCO₃ ^(2-n)-

(在式1中，n为0或1)。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述颗粒的平均直径为0.1mm至3.0mm。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性氨基酸的含量为基于所述颗粒的总重量的50重量％至90重量％。

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