DE19733504A1

DE19733504A1 - Langsam sinkende Pellets oder Granulate für die Fischzucht

Info

Publication number: DE19733504A1
Application number: DE19733504A
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr Berndl; Joerg Dr Breitenbach
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-04
Also published as: AR016562A1; WO1999005919A1; CN1265565A; AU9155198A; NO20000486L; BR9810852A; NO20000486D0; JP2001511365A; CA2298440A1; EP0999756A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft langsam sinkende Pellets oder Granulate für den Einsatz in der Fischzucht mit einer Dichte von größer 1 g/cm3, erhältlich durch lösungsmittelfreie Schmelz extrusion von Mischungen aus einem oder mehreren Wirkstoffen, üblichen Matrixhilfsstoffen und einem festen Gasentwickler. Wei terhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung sol cher Pellets oder Granulate.

Die Herstellung von lösungsmittelfreien Wirkstofformulierungen nach dem Schmelzextrusionsverfahren ist beispielsweise aus der EP-A 240 906 oder der EP-A 358 105 bekannt.

In der EP-A 689 387 wird die Herstellung von Fischfutter durch Extrusion von Fischfutter enthaltenden Pellets, die Polyvinyl pyrrolidon als Bindemittel enthalten, beschrieben. Durch Extrusion einer feuchten Masse kommt es dabei nach Extrusion zu einer Expansion der Pellets durch Verdampfen der Feuchtigkeit, was zu einer Verringerung der Dichte der Pellets führt.

Gemäß der US-A 4 393 087 werden schwimmende Fischfutterpellets mit einer härtbaren Kohlenhydratmatrix erhalten, die durch einen Anteil an expandierten Getreidepartikeln ihre Schwimmfähigkeit erlangen.

Aus der US-A 5 171 588 ist bekannt, die Sedimentationsrate von Pellets für die Fischzucht durch Einsatz spezifischer Tenside zu beeinflussen. Die Verwendung von Tensiden ist jedoch hinsichtlich der Umweltproblematik nachteilig.

In der JP-A 4267852 werden Pellets für die Fischaufzucht be schrieben, die durch Extrusion wasserhaltiger Stärkeaufschlämmun gen in Gegenwart eines Expandiermittels wie beispielsweise Natriumhydrogencarbonat erhalten werden. Bei diesem Verfahren ge latiniert die Stärke und durch den Einfluß von Wasser und Hitze kommt es unter Gasbildung zu einer Zersetzung des Expandiermit tels. Die resultierenden Formen sind stark expandiert und weich.

Für die Anwendung von Futtermitteln oder Futterzusatzmitteln in der Fischzucht ist das Schwimm- oder Sinkverhalten von großer Bedeutung. Sinken die Formen schnell ab, werden sie oft zu schnell dem Freßbereich vieler in Kultur gehaltener Fische wie beispielsweise Lachs oder Forelle entzogen, da auf den Boden ge sunkenes Material nicht mehr gefressen wird. Dadurch wird nicht nur die Futteraufnahme negativ beeinflußt, sondern durch das Verrotten des Futters am Boden das ökologische Gleichgewicht der Gewässer negativ beeinflußt. Formen, die an der Oberfläche schwimmen, werden von vielen Kulturfischen allerdings auch nicht angenommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Formen zu finden, die eine für die Anwendung in der Fischzucht günstige Sinkgeschwin digkeit aufweisen.

Demgemäß wurden die eingangs definierten Pellets oder Granulate gefunden.

Als biologisch aktive Substanzen im Sinne dieser Erfindung gelten Veterinärtherapeutika, insbesondere solche, wie sie für den Ein satz in der Fischaufzucht geeignet sind, beispielsweise Antibio tika, Antimykotika, Antihelmintika, Antiparasitika, weiterhin Hormone und Wachstumsförderer, sowie Substanzen zur Immunstimula tion, beispielsweise β-1.3-1.6-Glucane, Vitamine wie die Vitamine C, E oder A sowie deren physiologisch akzeptable Salze oder Ester, die Vitamine der B-Reihe, Carotinoide wie beispielsweise ß-Carotin, Astaxanthin, Canthaxanthin oder Zeaxanthin, weiterhin Mineralstoffe und/oder Spurenelemente. Es können auch beliebige Mischungen der genannten Substanzklassen eingesetzt werden. Die biologisch aktiven Substanzen können in Mengen von 0,1 bis 95, bevorzugt 5 bis 70, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% enthal ten sein.

Die biologisch aktiven Substanzen sind homogen in einer Matrix aus Hilfsstoffen verteilt. Als Matrixhilfsstoff ist mindestens ein thermoplastisch verarbeitbares Bindemittel enthalten. Als thermoplastisch verarbeitbare Bindemittel kommen erfindungsgemäß Cellulosen oder Cellulosederivate wie Celluloseether oder Celluloseester in Betracht, beispielsweise Hydroxyalkylcellulosen wie Hydroxypropylcellulosen, weiterhin unverseiftes oder teil verseiftes Polyvinylacetat mit K-Werten nach Fikentscher von 10 bis 150, bevorzugt 20 bis 90, besonders bevorzugt 30 bis 80, bei 20°C gemessen in Aceton, (zur Bestimmung des K-Werts vgl. Fikentscher, Cellulosechemie 13 (1932) 58-64 und 71-74), Poly vinylalkohol, Homo- oder Copolymere des N-Vinylpyrrolidons mit K- Werten nach Fikentscher im Bereich von 20 bis 90, beispielsweise Polyvinylpyrrolidon Copolymere mit Vinylestern wie Vinylacetat als Comonomer, ebenso auch Pektine, Xanthane, Guar- und Johannis brotkernmehl, Stärken, Stärkederivate, Dextrine, Polyfructosane, Gelatine, Carragenane oder Mischungen der genannten Bindemittel. Bevorzugt werden Polyvinylacetat oder Gemische aus Polyvinyl acetat und Stärke eingesetzt. Die polymeren Bindemittel können in Mengen von 1 bis 99,5, bevorzugt 2 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 60 Gew.-%, eingesetzt werden.

Weiterhin kann die Matrix als Hilfsstoff schmelzbare Zucker alkohole wie Sorbit, Xylit, Mannit, Isomalt oder Maltitol ent halten, oder auch schmelzbare Zucker wie Saccharose oder Glucose, oder auch Fette und Wachse. Diese Hilfsstoffe können in Mengen von 0 bis 50 Gew.-% eingesetzt werden.

Gegebenenfalls können auch für Pharmazeutika oder Feed und Food übliche Hilfsstoffe wie Sprengmittel, Farbstoffe, Trennmittel, Antioxidantien, Fließmittel oder Sorptionsmittel wie beispiels weise hochdisperses Siliciumdioxid in den hierfür üblichen Mengen zugegeben werden.

Den erfindungsgemäßen Pellets oder Granulaten wird ein Gasent wickler in Feststofform zugesetzt. Als Gasentwickler eignen sich erfindungsgemäß Alkali- oder Erdalkalicarbonate wie Natrium carbonat, Kaliumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Calciumcarbonat, weiterhin auch Alkalihydrogencarbonate wie Natriumhydrogen carbonat oder Kaliumhydrogencarbonat. Die Gasentwickler werden in Mengen von 0,1 bis 20, bevorzugt 1 bis 10, besonders bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen Formen enthalten vorzugsweise auch natür liche oder synthetische Aromastoffe, beispielsweise Fischmehl oder anderes Tiermehl, oder insbesondere Fruchtaromengemische, in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Pellets oder Granulate er folgt durch eine lösungsmittelfreie Schmelzextrusion. Lösungs mittelfrei bedeutet, daß den zu extrudierenden Mischungen kein Wasser oder organische Lösungsmittel zugesetzt werden. Die Verar beitung der Mischungen erfolgt insbesondere in Ein- oder Mehr schneckenextrudern, bevorzugt in Doppelschneckenextrudern. Die Komponenten können als Vormischung in den Extruder eingebracht werden, man kann aber auch zunächst das thermoplastisch ver arbeitbare Bindemittel, gegebenenfals mit anderen Hilfsstoffen aufschmelzen und die biologisch aktive Substanz zu der Schmelze zudosieren. Dies empfiehlt sich besonders bei der Verarbeitung thermolabiler biologisch aktiver Substanzen. Die Komponenten wer den im Extruder bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 180°C, bevorzugt 80 bis 140°C vermischt. Dabei können alle Komponenten aufschmelzen, oder auch nur die thermoplastisch verarbeitbaren Bindemittel. Durch die Einwirkung der Scherkräfte entsteht auf jeden Fall eine homogene Mischung aller Komponenten. Je nach Art der biologisch aktiven Substanz kann diese auch als sogenannte "feste Lösung" , also molekulardispers, in der Matrix aus Hilfs stoffen vorliegen. Der Begriff "feste Lösung" ist dem Fachmann bekannt (Vgl. Chiou und Riegelman, J. Pharm. Sci. 60 (9), 1281-1301 (1971)).

Die Schmelze wird durch eine Düse oder Lochplatte extrudiert und die noch plastische Masse einem Formgebungsschritt unterworfen. Die Formgebung kann beispielsweise durch Kalandrierung, Kaltab schlag oder, bevorzugt, durch Heißabschlag erfolgen.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Granulate oder Pellets weisen Dichten von größer 1 bis 3 g/cm3, bevorzugt 1,1 bis 1,8 g/cm3 auf. Durch Verwendung eines Gasentwicklers, der sich unter den Verarbeitungsbedingungen ganz oder teilweise zersetzt, weisen sie eine poröse oder schaumartige Struktur auf. Im Gegensatz zu her kömmlichen Schäumen weisen sie allerdings eine größere Dichte auf. In Wasser sinken die Formen langsam ab. Die Sinkgeschwin digkeiten bei 21°C in 4 Gew.-%iger wäßriger Natriumchloridlösung liegen im Bereich von 0,2 m/min bis 10 m/min, bevorzugt 0,5 bis 7 m/min, besonders bevorzugt 0,7 bis 5 m/min. Bei diesen Sinkge schwindigkeiten erfolgt eine optimale Aufnahme der Granulate oder Pellets durch die Fische. Die Sinkgeschwindigkeiten lassen sich über die Mengen an zugesetztem Gasentwickler gezielt steuern. Die erfindungsgemäßen Formen sind frei von oberflächenaktiven Stof fen wie Tensiden.

Die Pellets oder Granulate können Längen von 0,5 bis 50 mm, bevorzugt 1 bis 15 mm, und Breiten von 0,2 bis 20 mm, bevorzugt 1 bis 10 mm aufweisen. Welche Teilchengröße man im Einzelfall wählt, hängt auch von der Art der Fische ab.

Die Pellets oder Granulate eignen sich prinzipiell für alle Zuchtfische oder Crustaceen, inbesondere für die Aufzucht von Fo rellen, Lachsforellen oder Lachsen.

Beispiele

Die in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Mischungen wur den in einem Zweischneckenextruder (ZSK-30 der Firma Werner & Pfleiderer) bei einem Produktdurchsatz von 7 kg/h verarbeitet. Die Formgebung des noch plastischen Extrudats zu Granulaten er folgte durch Heißabschlag.

Als biologisch aktive Substanz wurde in den nachstehenden Bei spielen ein Vitamin-Prämix folgender Zusammensetzung verwendet:

Vitamin A-500.000 IU/g	7,92 g
Vitamin E-500 mg/g	396,04 g
Vitamin C	396,04 g
Inositol	198,02 g
hochdisperses Siliciumdioxid	1,98 g

Beispiel 1

Eine Mischung aus 14,15 Gew.-% eines Copolymerisats aus 60 Gew.-% N-Vinylpyrrolidon und 40 Gew.-% Vinylacetat mit einem K-Wert von 30, 19,0 Gew.-% Kartoffelstärke, 2 Gew.-% Natriumhydrogen carbonat, 9,25 Gew.-% Hydroxypropylmethylcellulose, 5 Gew.-% Fischmehl, 0,1 Gew.-% Butylhydroxytoluol (BHT) und 50,5 Gew.-% Vitamin-Prämix wurden vermischt und extrudiert.
Temperatur der Schüsse: 83, 92, 101, 100, 100, 105°C
Temperatur Düse: 111°C
Das Granulat wies eine Teilchengröße von 3 mm.5 mm auf.
Sinkgeschwindigkeit: 3,3 m/min

Beispiel 2

Eine Mischung aus 20,5 Gew.-% Polyvinylacetat mit einem K-Wert von 63, 22 Gew.-% Kartoffelstärke, 5 Gew.-% Natriumhydrogen carbonat, 2 Gew.-% hochdisperses Siliciumdioxid und 50,5 Gew.-% Vitamin-Prämix wurden vermischt und extrudiert.
Temperatur der Schüsse: 80, 100, 103, 101, 101, 105°C
Temperatur Düse: 111°C
Das Granulat wies eine Teilchengröße von 3 mm.5 mm auf.
Sinkgeschwindigkeit: 3,5 m/min

Beispiel 3

Eine Mischung aus 5 Gew.-% Polyvinylacetat, 39,2 Gew.-% Kartof felstärke, 2 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat, 3 Gew.-% hoch disperses Siliciumdioxid, 0,1 Gew.-% BHT ,50,5 Gew.-% Vitamin- Prämix und 0,2 Gew.-% einer Fruchtaromamischung auf Basis von Erdbeer- und Himbeeraromen wurden vermischt und extrudiert.
Temperatur Schüsse: 45, 80, 101, 101, 102, 120°C
Temperatur Düse: 130°C

Das Granulat wies eine Teilchengröße von 3 mm.5 mm auf.
Sinkgeschwindigkeit: 3,1 m/min.

Claims

1. Langsam absinkende poröse Granulate oder Pellets mit einer Dichte von größer 1 g/cm3 für den Einsatz in der Fischzucht, erhältlich durch lösungsmittelfreie Schmelzextrusion von Mischungen aus biologisch aktiven Stoffen, Matrixhilfsstoffen und einem festen Gasentwickler.

2. Granulate oder Pellets nach Anspruch 1 mit einer Sinkge schwindigkeit von 0,2 m/min bis 10 m/min in einer 4 Gew.-%igen wäßrigen Natriumchlorid-Lösung bei 21°C.

3. Granulate oder Pellets nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend als feste Gasentwickler Alkali- oder Erdalkalicarbonate in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%.

4. Granulate oder Pellets nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ent haltend als Matrixhilfsstoff mindestens ein thermoplastisch verarbeitbares polymeres Bindemittel.

5. Pellets oder Granulate nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ent haltend als thermoplastisch verarbeitbares Bindemittel Poly vinylacetat oder Mischungen aus Polyvinylacetat und Stärken.

6. Granulate oder Pellets nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ent haltend als biologisch aktive Stoffe Vitamine.

7. Verfahren zur Herstellung von Granulaten oder Pellets gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 durch Vermischen der Komponenten in der Schmelze ohne Zusatz von Lösungsmitteln in einem Extruder und anschließender Formgebung, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Zusatz von festen Gasentwicklern poröse Formen mit einer Dichte von größer 1 bis 3 g/cm3 erzeugt.