CN1166443C - 甜菜碱产品,其生产方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有良好的处理性能的固体甜菜碱产品。本发明还涉及该甜菜碱产品的生产方法和它的应用，以及含有所说的甜菜碱产品和其它的饲料组分的饲料。所说的固体甜菜碱产品含有流动性改进剂和/或抗凝结剂，并且防潮层被安排在颗粒的表面。

Description

甜菜碱产品，其生产方法及应用
发明领域
本发明涉及一种具有良好的处理性能的固体甜菜碱产品。本发明还涉及该甜菜碱产品的生产方法和它的应用，以及含有所说的甜菜碱产品和其它饲料组分的动物饲料。
发明背景
甜菜碱是完全N-甲基化的氨基酸。甜菜碱是天然产品，在动物和植物代谢中具有重要的功能。最普通的甜菜碱之一是甘氨酸衍生物，其中三个甲基与甘氨酸分子的氮原子键合。这种甜菜碱化合物通常被称为甜菜碱、甘氨酸甜菜碱或三甲基甘氨酸，它具有下列结构式：
                        (酐)
其它甜菜碱包括，例如，丙氨酸甜菜碱和脯氨酸甜菜酸，据报道，除了别的以外，其还可预防小鸡的骨软化症。有关甜菜碱的详细描述见R.G.Wyn Jones和R.Storey所著的“植物的生理学和抗旱性”，编者：L.G.Paleg和D.Aspinall，澳大利亚，悉尼，学术出版社，1981。
因此甜菜碱具有两极结构，它含有几个化学反应性甲基，这些甲基能参与酶催化反应。大多数生物能合成少量甜菜碱，例如具有甲基功能的甜菜碱，但是它们不能通过显著增加甜菜碱的产生和贮存适应恶劣环境。
甜菜碱是一种高度吸湿性物质，因此其本身或作为终产物的一部分在潮湿环境下处理和使用时会产生问题，因为它含变粘，多团块和流动性差。为了毫无问题地处理和使用甜菜碱，必须防潮。以前已经使用了采水流动性改进剂/抗凝结剂(它们可吸收自由水分)。然而，这种采水性物质不能在潮湿环境下保护甜菜碱，它们只能在良好的干燥环境下改进甜菜碱的流动性。
此外，甜菜碱还可以用作食品添加剂，在恶劣环境下用作植物的收成改进剂，以及在肥料，化妆品，药品或药理作用未得到证实的产品和食品工业中应用。
例如，甜菜碱能够从甜菜中用色谱方法获得。甜菜碱是商业上可得到的，例如其注册商标为BETAFIN，Cultor Oy，FinnsygarBioproducts.BETAFIN是固体甜菜碱(甜菜碱酐或甜菜碱-水合物)，它是Finnsugar Bioproducts的产品。
EP 0573876公开了一种含有氯化胆碱的产品的生产方法，该方法是将氯化胆碱溶液以微滴形式与粉碎的疏水性物质混合，用流化床干燥器将混合物干燥。硅石通过硅烷化变成疏水性的或者可以使用脂肪酸的金属盐作为疏水性物质。
发明概述
现已发现依靠疏水性物质防潮层可被安排在甜菜碱颗粒的表面。因此在潮湿环境下也能够显著地改进甜菜碱产品的流动性和抗凝结性，其本身或作为终产物一部分的应用。优选的是使用有效的掺合机将疏水性物质加到甜菜碱产品中。
发明详述
本发明涉及含有流动性改进剂和/或抗凝结剂的固体甜菜碱产品。按照本发明，疏水性防潮层被安排在颗粒的表面。
固体甜菜碱产品是指结晶性或磨碎的产品。结晶性产品的粒度为0.05～2.0mm，优选平均为大约0.3～0.6mm。优选的是，结晶性产品实际上不含任何粉状物质，即，直径小于大约0.01mm的颗粒。磨碎的产品的粒度为1～100μm。
颗粒表面上的疏水层可以由脂肪酸的金属盐，如硬脂酸钙或硬脂酸镁，或者疏水性硅石组成。此外，增强所说的疏水性物质在甜菜碱颗粒表面上的粘着或铺展的物质可以存在于晶体的表面上。
增强疏水性物质粘着或铺展的适宜物质包括脂肪、油、脂肪样物质，如卵磷脂和蜡，和水不溶性物质，如纤维素衍生物和硅氧烷衍生物。
按照本发明，例如通过混合甜菜碱和疏水性防潮物质的掺合物可以生产新的甜菜碱产品。
在本发明的方法中，可以使用各种混合器。当只使用粉状疏水性物质时，适宜的混合器包括各种批量混合器或连续混合器，如转鼓式混合器或螺旋式混合器。混合时间取决于混合器的功率，也取决于批量大小。其目的是使疏水性物质与甜菜碱尽可能均匀地混合。在理想情况下，粉末在产品的表面形成单分子层。优选的是，在用疏水性物质处理之前筛分出最小的甜菜碱晶体。
当将粘合剂加到粉状疏水性物质中时，除了各种批量混合器和连续混合器外，还可以在本发明的方法中使用喷雾粒化器或流化床干燥/包衣装置。
在本发明的方法中可以使用各种研磨机，如空气喷射研磨机或汽轮式磨机或一些可用于研磨糖晶体的其它磨机。因此甜菜碱可与粉状疏水性物质一起研磨，所得到的粉状产品可自由流动并且不会凝结。
按照本发明的一个优选方法，先将熔化的热(例如大约高于熔点40℃)脂肪喷雾到甜菜碱晶体的表面。优选的是使用具有高熔点的氢化脂肪，由此得到产品，该产品即使在酷热的温度下仍保持良好的流动性(不变粘)。也可以使用其它脂肪/油(取决于产品的用途)。当使用在室温下是流体的油时，不需要加热。当使用具有高熔点的脂肪时，优选的是将甜菜碱晶体预热到接近该脂肪的熔点。这有利于形成尽可能均匀的层。此后包被有脂肪的热晶体的表面用疏水性物质“粉化”。控制加工条件(温度)是关键性的，目的是获得均匀和全面的保护，产品不粘贴到设备的壁上或其它地方，并且产品仍然是单个的，可流动的晶体(不凝结)。
代替喷雾脂肪的另一种技术也可以使用，其中先将甜菜碱晶体和固体脂肪混合起来，再加入疏水性物质，并且在不断混合的同时将掺合物加热到超过该脂肪的熔点。
可以使用具有加入液体可能性(喷嘴系统)的混合器或喷雾粒化器或流化床干燥器/包衣器类型的装置。
例如，有用的疏水性物质包括下列物质：
长链脂肪酸的金属盐：
硬脂酸盐：
粉末形式的硬脂酸的金属盐，
(熔点超过150℃)
例如硬脂酸钙，Ceasit Leviss，德国Brlocher生产
硬脂酸钙CPR-2，荷兰Akcros Chemicals V.O.F.生产
基于硅石的疏水性物质：
例如Sipernat D17，德国Degussa有限公司生产
Aerosil R972，德国Degussa有限公司生产
(和其它疏水性Sipernat和Aerosil产品)
纤维素衍生物：
例如乙基纤维素，美国Dow生产(粉末形式)
例如增强疏水性物质粘着或铺展的有用的物质包括下列物质：
脂肪：
Revel S(乙酰化单酸甘油酯，氢化大豆油)；
熔点63℃；荷兰Loders Croklaan生产
Revel C；熔点58℃，
Revel F；熔点46℃，
Revel AC；熔点37℃，
Dynasan P60；德国HulsL AG生产
油：
鱼油
卵磷脂：
例如Metarin产品公司的卵磷脂；德国Lueas Mayer生产
硅氧烷衍生物(以溶液喷雾)：
例如Pharsil MK硅氧烷乳液；德国Wacker
Chemie GmbH生产
纤维素衍生物(以溶液喷雾)：
例如乙基纤维素；美国Dow生产
实施例1
将甜菜碱酐(Nutristim，Cultor Oy生产；数量50kg，粒度0.27-1.0mm)加到转鼓式混合器(Forberg F-60，挪威Fa.Halvor Forberg生产)中并向其中加入3kg硬脂酸钙(Ceasit Leviss，德国Brlocher生产，粒度99％＜71μm)。在室温下混合大约3分钟。所得到的产品具有良好的流动性，并且在30℃的温度下至少在3小时内仍然是流体，相对空气温度为95％。
实施例2
通过加料器(Accurate，美国Accurtat Dry Mterial Feeders Inc.生产)向连续螺旋式混合器(混合螺杆长为4m，直径为400mm，在螺旋上有两个混合点，芬兰Siirtoncuvi Oy生产)中加入甜菜碱酐(Nutristim，Cultor Oy生产；粒度0.27-1.0mm)5,000kg/小时和6％硬脂酸钙(Ceasite Leviss，德国Brlocher生产；粒度99％＜71μm)。混合是在混合螺旋中连续进行的。温度为20℃，在混合螺旋中的混合时间为2分钟。所得到的产品具有良好的流动性在30℃的温度下至少保持3小时仍然为流体，相对空气湿度为95％。
实施列3
将甜菜碱酐(Nutristim，Cultor Oy生产；数量为47.5kg，粒度为0.27-1.0mm)加到转鼓式混合器(Forberg F-60，挪威Fa.HalvorForberg A/S生产)中并预热至55℃。此后通过喷雾(喷嘴号4004，压力3巴)和同时混合(1.3分钟)加入2.5kg热(100℃)脂肪(Revel-S，荷兰Loders Croklaan生产)。最后，加入1kg硬脂酸钙(CeasitLeviss，德国Barlocher生产；粒度99％＜71μm)，将掺合物冷却至30℃并混合3.7分钟。所得到的产品的水溶性差，流动性良好：在30℃的温度下至少保持3小时仍然为流体，相对空气湿度为95％。
实施例4
试验方法与实施例1相同，但不用硬脂酸钙，而使用疏水性硅石(Sipernat D17，德国Degussa生产；平均粒度10μm)。所得到的产品流动性非常好，在30℃的温度下至少保持3小时仍然为流体，相对空气湿度为95％。
实施例5
试验方法与实施例3相同，但不用硬脂酸钙，而使用疏水性硅石(Sipernat D17，德国Degussa生产；平均粒度10μm)。所得到的产品水溶性差，流动性良好：在30℃的温度下至少保持3小时仍然为流体，相对空气湿度为95％。
实施例6
将甜菜碱单水合物(Nutristim，Cultor Oy生产；数量为47.5kg，粒度为0.27-1.0mm)加到转鼓式混合器(Forberg F-60，挪威Fa.Halvor Forberg A/S生产)中并预热至55℃。此后通过喷雾(喷嘴号4004，压力3巴)和同时混合(1.3分钟)加入1.5kg热(100℃)脂肪(Revel-S，荷兰Loders Croklaan生产)。最后，加入1.5kg硬脂酸钙(CeasitLeviss，德国Barlocher生产；粒度99％＜71μm)，将掺合物冷却至30℃并混合3.7分钟。所得到的产品的水溶性差，流动性良好。
实施例7
试验方法与实施例6相同，但不用硬脂酸钙，而使用疏水性硅石(Sipernat D17，德国Degussa生产；平均粒度10μm)。所得到的产品流动性良好：在30℃的温度下至少保持3小时仍然为流体，相对空气湿度为95％。
实施例8
将甜菜碱酐(Betafin BP，Cultor Oy生产；粒度为0.05-1.0mm)加到连续空气喷射研磨机(Pulva FP Micronization，Oy Finnpulva Ab生产)中；同时，也将疏水性硅石(Aerosil R972，Degussa生产；平均位度为16nm)加到研磨机中。甜菜碱酐的总量为400kg，硅石的总量为4kg(1％)。所得产品的平均研磨细度小于20μm，该产品流动性非常好，不凝结。

Claims (23)

1.一种含有流动性改进剂和/或抗凝结剂的固体甜菜碱产品，其特征在于疏水性防潮层被安排在甘氨酸甜菜碱酐或甘氨酸甜菜碱单水合物颗粒的表面。
2.根据权利要求1的产品，其特征在于疏水性防潮层由脂肪酸的金属盐组成。
3.根据权利要求2的产品，其中所述的脂肪酸的金属盐是硬脂酸钙或硬脂酸镁。
4.根据权利要求1的产品，其特征在于疏水性防潮层由疏水性硅石组成。
5.根据权利要求1-4任一项的产品，其特征在于在晶体的表面还有一种增强疏水性物质粘着或铺展的物质。
6.根据权利要求5的产品，其特征在于增强疏水性物质粘着或铺展的物质选自脂肪、油、脂肪样物质，和水不溶性物质。
7.根据权利要求6的产品，其中所述的脂肪样物质是卵磷脂和蜡。
8.根据权利要求6的产品，其中所述的水不溶性物质是纤维素衍生物和硅氧烷衍生物。
9.如权利要求1-4任一项所述的结晶性甜菜碱产品的生产方法，其特征在于将固体甘氨酸甜菜碱酐或甘氨酸甜菜碱单水合物颗粒和疏水性物质混合起来。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于将固体甜菜碱与脂肪酸的金属盐混合。
11.根据权利要求10的方法，其中所述的脂肪酸的金属盐是硬脂酸钙或硬脂酸镁。
12.根据权利要求9的方法，其特征在于将固体甜菜碱与疏水性硅石混合。
13.根据权利要求9的方法，其特征在于将甜菜碱与疏水性物质一起研磨。
14.如权利要求5或6所述的结晶性甜菜碱产品的生产方法，其特征在于先将油或熔化的脂肪安排在甜菜碱晶体的表面，再将疏水性物质安排在表面。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于熔化的脂肪是具有高熔点的氢化脂肪，并且将甜菜碱晶体预热到接近该脂肪熔点。
16.如权利要求5或6所述的甜菜碱产品的生产方法，其特征在于先将甜菜碱晶体和固体脂肪混合起来，再加入疏水性物质，并且在不断混合的同时将掺合物加热到超过该脂肪熔点。
17.根据权利要求16的方法，其中所述的疏水性物质是脂肪酸的金属盐或疏水性硅石。
18.权利要求1-7任一项所述的产品作为动物饲料添加剂的应用。
19.权利要求1-7任一项所述的产品在肥料中的应用。
20.权利要求1-7任一项所述的产品在化妆用护肤品或化妆用品中的应用。
21.权利要求1-7任一项所述的产品在药品或药理作用未得到证实的产品中的应用。
22.权利要求1-7任一项所述的产品在食品中的应用。
23.一种动物饲料，其特征在于含有权利要求1-7任一项所述的甜菜碱产品和其它饲料组分。
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