DE19929257A1

DE19929257A1 - Polymerbeschichtete, granulierte enzymhaltige Futtermittelzusätze und Verfahren zu deren Herstellung

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Publication number: DE19929257A1
Application number: DE19929257A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Harz; Roland Betz; Franz-Josef Schoener; Gabriel Marinus Meesters; Carl Sidonius Maria Andela
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2000-12-28
Also published as: ES2234644T3; JP2003503037A; DE50008910D1; US7556802B1; PT1189518E; EP1189518A1; EP1189518B1; CA2376811A1; CN1371247A; WO2001000042A1; DK1189518T3; CN1250101C; EP1508281A1; CA2376811C; ATE284147T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines polymerbeschichteten, granulierten, enzymhaltigen Futtermittelzusatzes, die auf diese Weise erhältlichen polymerbeschichteten Futtermittelzusätze sowie pelletierte Futtermittelzusammensetzungen, welche unter Verwendung der polymerbeschichteten Zusätze hergestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige Verfahren zur Her stellung polymerbeschichteter, granulierter, enzymhaltiger Fut termittelzusätze, die auf diese Weise hergestellten polymerbe schichteten Granulate, sowie pelletierte Futtermittelzusammenset zungen, welche unter Verwendung der polymerbeschichteten Granu late erhältlich sind.

Es ist allgemein üblich, Tierfutter Enzyme zuzugeben, um eine bessere Futterverwertung zu gewährleisten. Außerdem ist es gän gige Praxis, Tierfutter in pelletierter Form zu verfüttern, da eine Pelletierung nicht nur die Futteraufnahme erleichtert, son dern auch die Handhabung des Futters verbessert. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass bestimmte Futterbestandteile durch Pelle- tierung besser verdaut werden und dem Futter zugesetzte Inhalts stoffe, wie z. B. Vitamine, Enzyme, Spurenelemente, in der Fut termischung besser eingeschlossen werden können.

Zur Verbesserung der Haltbarkeit solcher Futterpräparate ist au ßerdem eine Hitzebehandlung von Vorteil. Eine Hitzebehandlung er folgt auch im Rahmen des für die Konditionierung erforderlichen Pelletierens, bei dem das Futter mit Dampf versetzt und dadurch erhitzt und befeuchtet wird. Beim eigentlichen Pelletierschritt wird das Futter durch eine Matrize (Lochplatte) gedrückt. Andere in der Futtermittelindustrie zum Einsatz kommende Prozesse sind das Extrudieren und Expandieren. Die Hitzeeinwirkung bei all die sen Prozessen stellt insbesondere dann ein Problem dar, wenn En zyme, die in der Regel thermisch instabil sind, in der Zusammen setzung enthalten sind. Es wurden daher verschiedene Anstrengun gen unternommen, die thermische Stabilität und insbesondere die Pelletierstabilität enzymhaltiger Futtermittelzusammensetzungen zu verbessern.

In der EP-A-0 257 996 wird beispielsweise vorgeschlagen, Enzyme für Futtermischungen dadurch zu stabilisieren, dass sie im Ge misch mit einem Träger, der einen Hauptanteil an Getreidemehl aufweist, pelletiert werden.

In der WO 92/12645 wird vorgeschlagen, Futtermittelenzyme in so genanntes T-Granulat einzuarbeiten. Dieses T-Granulat umfasst ei nen Anteil von 2 bis 40 Gew.-% Cellulosefasern. Dieses spezielle Granulat wird dann in spezifischer Weise beschichtet. Die Be schichtung umfasst einen hohen Anteil, vorzugsweise etwa 60 bis 65 Gew.-% eines anorganischen Füllstoffes, wie z. B. Kaolin, Ma gnesiumsilicat oder Calciumcarbonat. Wie aus den Ausführungsbeis pielen der WO 92/12645 hervorgeht, ist eine einstufige Auftragung der Beschichtung nicht möglich. Vielmehr müssen in mehreren Schritten abwechselnd ein hochschmelzendes Fett oder Wachs und der Füllstoff auf das T-Granulat aufgetragen werden. Die Nach teile des in diesem Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungswegs für eine Verbesserung der Pelletierstabilität sind evident. Zum einen ist ein ganz spezielles Trägermaterial zwingend erforder lich, zum anderen ist eine aufwendige mehrstufige Beschichtung des Trägermaterials notwendig.

Mit Fett oder Wachs beschichtete Granulate weisen zudem Nachteile auf. Trotz Trennmittel neigen diese Produkte während der Lagerung zum Verkleben. Aufgrund der Hydrophobie der Beschichtung lösen sich die Granulate viel schlechter auf. Es konnte gezeigt werden, dass durch diese spezielle Beschichtungsarten die Bioverfügbar keit der Inhaltsstoffe der Granulate verringert wird.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung neuartige pel letierstabile Futtermittelzusätze, die oben genannte Nachteile nicht aufweisen, und Verfahren zu deren Herstellung bereitzustel len. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise festgestellt, dass pelletierstabile Futtermittelzusätze auch unabhängig von dem aus dem Stand der Technik bekannten T-Granulat-Träger herstellbar sind, wenn man ein enzymhaltiges Rohgranulat mit einem füllstoff freien organischen Polymerüberzug versieht. Überraschenderweise konnte außerdem festgestellt werden, dass die erfindungsgemäßen polymerbeschichteten Futtermittelzusätze eine ausgezeichnete Pel letierstabilität besitzen, einen wirksamen Schutz vor Enzymexpo sition bieten, die Lagerstabilität der Futtermittelzusätze und insbesondere die Stabilität in Mineralfutter und Mineralprämix deutlich verbessern.

Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines polymerbeschichteten, granulierten, enzymhalti gen Futtermittelzusatzes, wobei man

1. ein Gemisch umfassend einen futtermitteltauglichen Träger und wenigstens ein Enzym zu einem Rohgranulat verarbeitet; und
2. das Rohgranulat, vorzugsweise nach Trocknung, z. B. auf eine Restfeuchte von kleiner etwa 10 Gew.-%, mit einem futtermit teltauglichen organischen Polymer beschichtet, indem man das Rohgranulat
- 1. in einem Wirbelbett mit einer Schmelze, einer Lösung oder einer Dispersion des organischen Polymers besprüht oder in einem Wirbelbett eine Pulverbeschichtung mit dem orga nischen Polymer durchführt; oder
- 2. in einem Mischer durch Aufschmelzen des organischen Poly mers beschichtet, oder mit einer Schmelze, einer Lösung oder einer Dispersion des organischen Polymers besprüht oder eine Pulverbeschichtung mit dem organischen Polymer durchführt;
und das jeweils erhaltene polymerbeschichtete Granulat gege benenfalls nachtrocknet, abkühlt und/oder von Grobanteilen befreit.

Das Rohgranulat kann dabei auf verschiedenste Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann man ein Gemisch, umfassend den fut termitteltauglichen Träger und eine Lösung wenigstens eines En zyms durch Extrusion, Mischergranulation, Wirbelschichtgranula tion, Telleragglomeration oder Kompaktierung in an sich bekannter Weise zu einem Rohgranulat verarbeiten. Bevorzugt erfolgt die Herstellung durch Mischergranulation oder Extrusion. Insbesondere durch Extrusion wird eine homogene Korngröße, d. h. enge Korngrö ßenverteilung des Granulats, gewährleistet. Abschließend wird das Rohgranulat vorzugsweise getrocknet.

Außerdem kann es je nach Extrusionsprozess erforderlich sein, das noch feuchte Rohgranulat vor Durchführung der Trocknung und Poly merbeschichtung zu sphäronisieren, wodurch insbesondere die Bil dung unerwünschter Staubanteile verringert wird.

Bevorzugt ist eine Herstellung des Rohgranulats im Extruder, ge gebenenfalls gefolgt von einem Sphäronisierungsschritt. Ein der artiger Granulierprozess umfasst im Wesentlichen folgende Schritte:

1. Anmaischen der zu granulierenden Masse
2. Extrudierung
3. Sphäronisierung (optional)
4. Trocknung

Das Anmaischen erfolgt dabei in einem Mischer bzw. Kneter. Dazu werden die Feststoffe (z. B. Maisstärke-Träger) mit der flüssigen Phasen (z. B. Enzymlösung) intensiv vermischt. Wichtig für den späteren Extrusionsschritt ist die Einstellung der richtigen Kon sistenz; dies geschieht über die Variation der Flüssigkeitsmenge. Da in der Regel auf eine bestimmte Enzymaktivität eingestellt werden muss, kann die Menge an Enzymlösung nicht frei variiert werden. Die Konsistenz wird daher durch Zusatz von Wasser oder einer wässrigen Lösung, die gegebenenfalls einen Binder enthält, eingestellt.

Das Extrudieren erfolgt in einem Apparat, bei dem die zu granu lierende Masse durch eine Matrize gedrückt wird. Der Lochdurch messer der Matrize bestimmt den Teilchendurchmesser und liegt zwischen 0,5 und 2 mm. Die ausgeformten Stränglinge gelangen in den anschließenden Spheronizer. Bei richtiger Konsistenz der zu granulierenden Masse ergibt sich ein nur geringer Temperaturan stieg beim Passieren der Matrize (bis ca. 20°C). Ist die Masse zu trocken, ist der Temperaturanstieg und der Druckaufbau viel hö her, was zu teilweisem Verlust an Enzymaktivität führen kann.

Geeignete Extruder werden z. B. als Domextruder oder Korbextruder bezeichnet und unter anderem von Firmen wie Fitzpatrick oder Be pex vertrieben.

Der Spheronizer besteht im Wesentlichen aus einer horizontal ro tierenden Scheibe, auf der die Stränglinge durch die Zentrifugal kraft an die Wand gedrückt werden. Die Stränglinge brechen an den durch den Extrusionsprozess vorgegebenen Mikrokerben auf, so dass zylinderförmige Teilchen mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Längen von etwa 1 : 1,3 bis 1 : 3 entstehen. Durch die Beanspruchung im Spheronizer werden die zunächst zylinderförmigen Teilchen et was gerundet.

Schließlich werden die Teilchen getrocknet. Dies geschieht bevorzugt in einem Wirbelschichttrockner, in dem erwärmte Luft von unten durch die Produktschicht geleitet wird. Die Luftmenge wird daher so eingestellt, dass die Teilchen fluidisiert werden und wirbeln. Durch den Wärmeübergang Luft/Teilchen wird das Wasser verdunstet. Da enzymhaltige Produkte sehr temperaturlabil sind, ist darauf zu achten, dass die Produkttemperatur nicht zu hoch ansteigt, d. h. in der Regel nicht über 50°C, bevorzugt nicht über 40 bis 45°C. Die Trocknung kann kontinuierlich und diskonti nuierlich erfolgen.

Nach der Trocknung kann das Granulat noch mittels eines Siebes fraktioniert werden (optional). Grob- und Feingut können gemahlen und in den Mischer zum Anmaischen der Granuliermasse rückgeführt werden.

Granulierung und/oder Polymerbeschichtung können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kontinuierlich oder diskontinuier lich durchgeführt werden. Granulieren und Polymerbeschichtung können außerdem als getrennte Verfahrensschritte oder aneinander gekoppelt durchgeführt werden.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens wird das Rohgranulat in einem Wirbelbett vorge legt, verwirbelt und mit durch Aufsprühen einer wässrigen oder nichtwässrigen, vorzugsweise wässrigen, Lösung oder Dispersion des organischen Polymers beschichtet. Dazu verwendet man vorzugs weise eine möglichst hochkonzentrierte, noch sprühfähige Flüssig keit, wie z. B. eine 10 bis 50 gew.-%ige wässrige oder nichtwäss rige Lösung oder Dispersion wenigstens eines Polymers, das ausge wählt ist unter

a) Polyalkylenglykolen, insbesondere Polyethylenglykolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 400 bis 15 000, wie z. B. etwa 400 bis 10 000;
b) Polyalkylenoxid-Polymeren oder -Copolymeren, mit einem zah lenmittleren Molekulargewicht von etwa 4 000 bis 20 000, wie z. B. etwa 7 700 bis 14 600; insbesondere Blockcopolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen;
c) Polyvinylpyrrolidon mit einem zahlenmittleren Molekularge wicht von etwa 7 000 bis 1 000 000, wie z. B. etwa 44 000 bis 54 000;
d) Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymeren mit einem zahlenmitt leren Molekulargewicht von etwa 30 000 bis 100 000, wie z. B. etwa 45 000 bis 70 000;
e) Polyvinylalkohol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 10 000 bis 200 000, wie z. B. etwa 20 000 bis 100 000; und
f) Hydroxypropylmethylcellulose mit einem zahlenmittleren Mole kulargewicht von etwa 6 000 bis 80 000, wie z. B. etwa 12 000 bis 65 000.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante verwendet man zur Beschichtung eine 10 bis 40 gew.-%ige, vorzugsweise etwa 20 bis 35 gew.-%ige, sprühfähige wässrige oder nichtwässrige Lösung oder Dispersion wenigstens eines Polymers, das ausgewählt ist un ter:

a) Alkyl(meth)acrylat-Polymeren und -Copolymeren mit einem zah lenmittleren Molekulargewicht von etwa 100 000 bis 1 000 000; insbesondere Ethylacrylat/Methylmethacrylat-Copolymeren und Methylacrylat/Ethylacrylat-Copolymeren; und
b) Polyvinylacetat mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 250 000 bis 700 000, ggf. stabilisiert mit Polyvi nylpyrrolidon.

Im Allgemeinen wird man wässrige Lösungen oder wässrige Disper sionen aus folgenden Gründen bevorzugen: Es sind keine besonderen Maßnahmen zur Aufarbeitung bzw. Rückgewinnung der Lösungsmittel notwendig; es sind keine besonderen Maßnahmen zum Explosions schutz erforderlich; einige Beschichtungsmaterialien werden be vorzugt als wässrige Lösungen oder Dispersionen angeboten.

In Sonderfällen kann jedoch auch der Einsatz einer nichtwässrigen Lösung oder Dispersion von Vorteil sein. Das Coatingmaterial löst sich sehr gut bzw. es kann ein vorteilhaft großer Anteil des Coa tingmaterials dispergiert werden. Auf diese Weise kann eine Sprühflüssigkeit mit höherem Feststoffanteil versprüht werden, was zu kürzeren Prozesszeiten führt. Die niedrigere Verdampfungs enthalpie des nichtwässrigen Lösungsmittels führt ebenfalls zu kürzeren Prozesszeiten.

Erfindungsgemäß brauchbare Dispersionen erhält man, indem man obige Polymere in einer wässrigen oder nichtwässrigen, vorzugs weise wässrigen Flüssigphase, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines üblichen Dispergierhilfsmittels, dispergiert. Das Aufsprü hen einer Polymerlösung oder Dispersion wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man das Rohgranulat in einer Wirbelschichtap paratur oder einem Mischer vorlegt und unter gleichzeitigem Er wärmen der Vorlage das Sprühgut aufsprüht. Die Energiezufuhr er folgt in der Wirbelschichtapparatur durch Kontakt mit erwärmtem Trocknungsgas, häufig Luft, im Mischer durch Kontakt mit der be heizten Wandung und gegebenenfalls mit beheizten Mischwerkzeugen. Eine Vorwärmung der Lösung oder Dispersion kann dann sinnvoll sein, wenn dadurch Sprühgut mit höherem Trockensubstanzanteil versprüht werden kann. Im Falle der Verwendung von organischen Flüssigphasen ist eine Lösungsmittelrückgewinnung zweckmäßig. Die Produkttemperatur während des Coatings sollte im Bereich von etwa 35 bis 50°C liegen. Das Coating kann in der Wirbelschichtappara tur prinzipiell im Bottom-Spray-Verfahren (Düse sitzt im Anström boden und sprüht nach oben) oder im Top-Spray-Verfahren (Coating wird von oben in die Wirbelschicht eingesprüht) durchgeführt wer den.

Als Beispiele für geeignete Polyalkylenglycole a) sind zu nennen: Polypropylenglycole und insbesondere Polyethylenglycole unter schiedlicher Molmasse, wie z. B. PEG 4000 oder PEG 6000, erhältlich von der BASF AG unter den Handelsnamen Lutrol E 4000 und Lutrol E 6000.

Als Beispiele für obige Polymere b) sind zu nennen: Polyethyleno xide und Polypropylenoxide, Ethylenoxid/Propylenoxid-Mischpoly mere sowie Blockcopolymere, aufgebaut aus Polyethylenoxid- und Polypropylenoxidblöcken, wie z. B. Polymere, die von der BASF AG unter der Handelsbezeichnung Lutrol F68 und Lutrol F127 erhältlich sind.

Von den Polymeren a) und b) können vorzugsweise hochkonzentrierte Lösungen von bis zu etwa 50 Gew.-%, wie z. B. etwa 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, vorteilhaft eingesetzt werden.

Als Beispiele für obige Polymere c) sind zu nennen: Polyvinylpyr rolidone, wie sie beispielsweise von der BASF AG unter dem Han delsnamen Kollidon oder Luviskol vertrieben werden. Von diesen Polymeren können hochkonzentrierte Lösungen mit einem Feststof fanteil von etwa 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, vorteilhaft eingesetzt werden.

Als Beispiel für oben genannte Polymere d) ist zu nennen: ein Vi nylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymeres, welches von der BASF AG unter der Handelsbezeichnung Kollidon VA64 vertrieben wird. Von diesen Copolymeren können hochkonzentrierte Lösungen von etwa 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, beson ders vorteilhaft eingesetzt werden.

Als Beispiel für obige Polymere e) sind zu nennen: Produkte, wie sie beispielsweise von der Fa. Hoechst unter der Handelsbezeich nung Mowiol vertrieben werden. Von diesen Polymeren können Lösun gen mit einem Feststoffanteil im Bereich von etwa 8 bis 20 Gew.-% vorteilhaft eingesetzt werden.

Als Beispiele für geeignete Polymere f) sind zu nennen: Hydroxy propylmethylcellulosen, wie sie z. B. vertrieben werden von Shin Etsu unter dem Handelsnamen Pharmacoat.

Als Beispiele für oben genannte Polymere g) sind zu nennen: Al kyl(meth)acrylat-Polymere und -Copolymere, deren Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist. Als konkrete Beispiele für geei gnete Copolymere sind zu nennen: Ethylacrylat/Methylmethacrylat- Copolymere, welche beispielsweise unter den Handelsnamen Kolli coat EMM 30D von der BASF AG oder unter dem Handelsnamen Eutragit NE 30 D von der Fa. Röhm vertrieben werden; sowie Methacrylat/ Ethylacrylat-Copolymere, wie sie beispielsweise unter dem Han delsnamen Kollicoat MAE 30DP von der BASF AG oder unter dem Han delsnamen Eutragit 30/55 von der Fa. Röhm vertrieben werden. Der artige Copolymere können beispielsweise als 10 bis 40 gew.-%ige Dispersionen erfindungsgemäß verarbeitet werden.

Als Beispiele für obige Polymere h) sind zu nennen: Polyvinylace tat-Dispersionen, welche mit Polyvinylpyrrolidon stabilisiert sind und beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Kollicoat SR 30D von der BASF AG vertrieben werden (Feststoffgehalt der Dispersion etwa 20 bis 30 Gew.-%).

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens wird das Rohgranulat in einem Wirbelbett vorge legt und pulverbeschichtet. Die Pulverbeschichtung wird vorzugs weise mit einem Pulver eines festen Polymers durchgeführt, das ausgewählt ist unter Hydroxypropylmethylcellulosen (HPMC) mit ei nem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 6 000 bis 80 000; im Gemisch mit einem Weichmacher. Für eine Pulverbeschichtung eignen sich auch alle anderen Coatingmaterialien, die pulverför mig vorliegen können und weder als Schmelze noch als hochkonzen trierte Lösung (z. B. der Fall bei HPMC) aufgetragen werden kön nen.

Die Pulverbeschichtung wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man das Coatingmaterial kontinuierlich dem im Wirbelbett vorge legten Rohgranulat zudosiert. Die feinen Partikel des Coatingma terials (Partikelgröße im Bereich von etwa 10 bis 100 µm) legen sich an die relativ rauhe Oberfläche des Rohgranulats. Durch Ein sprühen einer Weichmacherlösung werden die Coatingmaterialteil chen miteinander verklebt. Beispiele für geeignete Weichmacher sind Polyethylenglycollösungen, Triethylcitrat, Sorbitlösungen, Paraffinöl und dergleichen. Zur Entfernung des Lösungsmittels er folgt die Beschichtung unter leichtem Erwärmen. Die Produkttempe ratur liegt dabei bei weniger als etwa 60°C, wie z. B. bei etwa 40 bis 50°C.

Prinzipiell kann die Pulverbeschichtung auch in einem Mischer durchgeführt werden. In diesem Fall wird das Pulvergemisch zudo siert und ebenfalls mit einer Düse der Weichmacher eingedüst. Die Trocknung erfolgt durch Zuführung von Energie über die Wand des Mischers und gegebenenfalls über die Rührwerkzeuge. Auch hier sind wie bei der Beschichtung und Trocknung im Wirbelbett nie drige Produkttemperaturen einzuhalten.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens erfolgt die Beschichtung des in einem Wirbelbett oder Mischer vorgelegten Rohgranulats mittels einer Schmelze we nigstens eines Polymers, das ausgewählt ist unter

a) Polyalkylenglykolen, insbesondere Polyethylenglykolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 1 000 bis 15 000, wie z. B. etwa 1 000 bis 15 000; und
b) Polyalkylenoxid-Polymeren oder -Copolymeren, mit einem zah lenmittleren Molekulargewicht von etwa 4 000 bis 20 000, ins besondere Blockcopolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypro pylen.

Das Schmelzcoating in einer Wirbelschicht wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man das zu coatende Granulat in der Wirbel schichtapparatur vorlegt. Das Coatingmaterial wird in einem ex ternen Reservoir aufgeschmolzen und beispielsweise über eine be heizbare Leitung zur Sprühdüse gepumpt. Eine Erwärmung des Düsen gases ist zweckmäßig. Sprührate und Eintrittstemperatur der Schmelze müssen so eingestellt werden, dass das Coatingmaterial noch gut auf der Oberfläche des Granulats verläuft und dieses gleichmäßig überzieht. Eine Vorwärmung des Granulats vor Einsprü hung der Schmelzen ist möglich. Bei Coatingmaterialien mit hohem Schmelzpunkt muss beachtet werden, dass die Produkttemperatur nicht zu hoch eingestellt wird, um den Verlust an Enzymaktivität zu minimieren. Die Produkttemperatur sollte im Bereich von etwa 35 bis 50°C liegen. Auch das Schmelzcoating kann im Prinzip nach dem Bottom-Spray-Verfahren oder nach dem Top-Spray-Verfahren durchgeführt werden. Das Schmelzcoating in einem Mischer kann auf zwei verschiedene Weisen durchgeführt werden. Entweder legt man das zu coatende Granulat in einem geeigneten Mischer vor und sprüht eine Schmelze des Goatingmaterials in den Mischer ein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das in fester Form vorlie gende Coatingmaterial mit dem Produkt zu vermischen. Durch Zufüh rung von Energie über die Behälterwand oder über die Mischwerk zeuge wird das Coatingmaterial aufgeschmolzen und überzieht so das Rohgranulat. Je nach Bedarf kann von Zeit zu Zeit etwas Trennmittel zugegeben werden. Geeignete Trennmittel sind bei spielsweise Kieselsäure, Talkum, Stearate und Tricalciumphosphat.

Der zur Beschichtung verwendeten Polymerlösung, -dispersion oder -schmelze können gegebenenfalls weitere Zusätze, wie z. B. mikro kistalline Cellulose, Talkum und Kaolin, zugesetzt werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft granulierte, poly merbeschichtete Futtermittelzusätze, umfassend eine feste granu lierte Mischung aus einem futtermitteltauglichen Träger und we nigstens einem Enzym, beschichtet mit einem futtermitteltaugli chen organischen Polymer, ausgewählt unter den oben beschriebenen Polymeren a) bis g).

Die erfindungsgemäßen Futtermittelzusätze besitzen vorzugsweise eine maximalen Korngröße von etwa 0,4 bis 2 mm, insbesondere von etwa 0,5 bis 1 mm.

Der Gewichtsanteil des Polymer-Coatings am Gesamtgewicht des be schichteten Futtermittelzusatzes liegt im Bereich von etwa 3 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt gewicht des fertigen Futtermittelzusatzes. Der Restfeuchtegehalt des polymerbeschichteten Futtermittelzusatzes wird in erster Li nie von der Hygroskopizität des Polymermaterials bestimmt. Im Allgemeinen liegt der Restfeuchtegehalt im Bereich von etwa 1 bis 10 Gew.-%, wie z. B. 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht der beschichteten Granulate.

Der Enzymanteil am Gesamtgewicht des beschichteten Granulats liegt bei etwa 5 bis 30 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Futtermittelzusätze enthalten wenigstens ein Enzym, das ausgewählt ist unter Oxidoreduktasen, Transfera sen, Lyasen, Isomerasen, Ligasen und Hydrolasen.

Beispiele für Hydrolasen, d. h. Enzyme, welche eine hydrolytische Spaltung von chemischen Bindungen bewirken, sind Esterasen, Gly cosidasen, Etherhydrolasen, Proteasen, Amidasen, Aminidasen, Ni trilasen und Phosphatasen. Glycosidasen umfassen sowohl Endo- als auch Exo-Glucosidasen, die sowohl α- als auch β-glycosidische Bindungen spalten. Typische Beispiele hierfür sind Amylasen, Mal tasen, Zellulasen, Endo-Xylanasen, β-Glucanasen, Mannanasen, Ly sozyme, Galaktosidasen, β-Glucuronidasen und dergleichen. Bevor zugt sind insbesondere Nichtstärkepolysaccharid-spaltende Enzyme, wie z. B. Amylase, Glucanase, und Xylanase, sowie Phosphatasen, wie insbesondere Phytase. Besonders bevorzugte Futtermittelzu sätze enthalten 1 × 10⁴ bis 1 × 10⁵ U Phytase pro Gramm Gesamtge wicht des Futtermittelzusatzes. 1 U Phytase ist dabei definiert als die Freisetzung von 1 Mikromol anorganischem Phosphat pro Mi nute aus einem Überschuß an Phytat.

Als futtermitteltaugliche Trägermaterialien können übliche inerte Träger verwendet werden. Ein "inerter" Träger darf keine negati ven Wechselwirkungen mit dem (den) Enzym(en) des erfindungsgemä ßen Futterzusatzes zeigen, wie z. B. eine irreversible Inhibie rung der Enzymaktivität bewirken, und muss für die Verwendung als Hilfsstoff in Futtermittelzusätzen unbedenklich sein. Als Bei spiele für geeignete Trägermaterialien sind zu nennen: niedermo lekulare anorganische oder organische Verbindungen sowie höher molekulare organische Verbindungen natürlichen oder synthetischen Ursprungs. Beispiele für geeignete niedermolekulare anorganische Träger sind Salze, wie Natriumchlorid, Calciumcarbonat, Natrium sulfat und Magnesiumsulfat. Beispiele für geeignete organische Träger sind insbesondere Zucker, wie z. B. Glucose, Fructose, Saccharose sowie Dextrine und Stärkeprodukte. Als Beispiele für höhermolekulare organische Träger sind zu nennen: Stärke- und Cellulosepräparate, wie insbesondere Maisstärke, oder Getreide mehle, wie z. B. Weizen-, Roggen-, Gersten- und Hafermehl oder Gemische davon. Das Trägermaterial ist in dem polymerbeschichte ten Granulat, bezogen auf Trockenbasis, in einem Anteil von etwa 10 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise etwa 50 bis 85 Gew.-%, enthalten.

Neben Enzym und Trägermaterial können weitere Zusätze im Granulat enthalten sein, wie z. B. als Enzymstabilisatoren wirkende anor ganische Salze mit zweiwertigen Kationen, wie beispielsweise Zinksulfat, Magnesiumsulfat und Calciumsulfat in einem Anteil von etwa 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 Gew.-%. Au ßerdem können im Granulat weitere ernährungsrelevante Zusätze, wie z. B. Vitamine (beispielsweise Vitamine A, B₁, B₂, B₆, B₁₂, D₃, E, K₃ und dergleichen) oder Spurenelemente (wie z. B. Mangan, Ei sen, Kupfer, Zink, Iod, Selen in Form geeigneter Salze), vorlie gen. Der Gesamtanteil solcher Zusätze kann beispielsweise im Be reich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des be schichteten Granulats, liegen.

Sollten die Klebeeigenschaften des eingesetzten Enzyms nicht aus reichen, um ein mechanisch stabiles Rohgranulat zu erzeugen, so ist die Verwendung von Bindemitteln als zusätzliche Granulier hilfsmittel von Vorteil. Als Beispiele für geeignete Bindemittel sind zu nennen: Lösungen von Kohlehydraten, wie z. B. Glucose, Saccharose, Dextrine und dergleichen, Zuckeralkohole, wie z. B. Mannit, oder Polymerlösungen, wie beispielsweise Lösungen von Hy droxypropylmethylcellulose (HPMC), Polyvinylpyrrolidon (PVP), ethoxilierte Cellulose (EC), Ethylcellulose oder Propylcellulose. Der Bindemittelanteil, bezogen auf das Trockengewicht des be schichteten Granulats, liegt beispielsweise im Bereich von etwa 0 bis 20 Gew.-%, wie z. B. 1 bis 6 Gew.-%, je nach Art und Klebeei genschaften des verwendeten Bindemittels.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft pelletierte Fut termittelzusammensetzungen, welche neben üblichen Bestandteilen wenigstens einen Futtermittelzusatz gemäß obiger Definition als Beimischung enthalten.

Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Fut termittelzusatzes nach obiger Definition zur Herstellung von pel letierten Futtermittelzusammensetzungen.

Zur Herstellung der pelletierten Futtermittelzusammensetzungen werden die erfindungsgemäß hergestellten beschichteten Enzymgra nulate mit üblichem Tierfutter (wie z. B. Schweinemastfutter) vermischt. Der Enzymgranulatanteil wird so gewählt, dass der En zymgehalt z. B. im Bereich von 10 bis 1.000 ppm liegt. Anschlie ßend wird das Futter mit Hilfe einer geeigneten Pelletpresse pel letiert. Dazu wird das Futtergemisch üblicherweise durch Dampf einleitung konditioniert und anschließend durch eine Matrize ge presst. Je nach Matrize können so Pellets von etwa 2 bis 12 mm Durchmesser hergestellt werden. Die höchste Prozesstemperatur tritt dabei beim Pressen des Gemisches durch die Matrize auf. Hier können Temperaturen im Bereich von etwa 60 bis 100 oc er reicht werden.

Die vorliegende Erfindung wird nun an Hand der folgenden nicht limitierenden Beispiele und der beiliegenden Figuren näher erläutert.

In Fig. 1 ist schematisch eine Wirbelbetttrockner-Anlage zur diskontinuierlichen Herstellung eines polymerbeschichteten Granu lats gezeigt. In einen Wirbelbetttrockner 1, versehen mit einem Innenfilter 2 und einem Lochboden 3, wird von unten mit Hilfe des Gebläses 5 Luft L, die durch die Heizung 6 vorgewärmt wurde, ein geleitet. Über die Produktaufgabe 4 wird eine Füllung sphärvni siertes, getrocknetes Rohgranulat T zu Beginn des Prozesses in den Wirbelbetttrockner 1 vorgelegt und durch die vorgewärmte Luft verwirbelt. Auf das so gebildete Wirbelbett wird Polymerlösung E über die Sprühvorrichtung 7 mit Hilfe von Druckluft D in den Wir belbetttrockner oberhalb des Wirbelbettes eingesprüht. Sobald die gewünschte Menge eingesprüht ist, wird die Zufuhr von Polymerlö sung E unterbrochen, das Rohprodukt gegebenenfalls im Wirbelbett nachgetrocknet und über den Produktaustrag 9 aus dem Wirbelbett trockner 1 in die Siebvorrichtung 10 geleitet, wo es in Grobgut G und Produkt P mit der gewünschten Korngröße aufgetrennt wird. Die Prozessabluft A wird nach Durchtritt durch den Innenfilter 2 über die Ableitung 8 zum Abluftfilter 11 geleitet, dort von Feinsttei len befreit, welche im Behälter 12 gesammelt werden, und wird über das Gebläse 13 aus der Anlage entfernt.

Fig. 2 zeigt schematisch eine diskontinuierliche Mischvorrich tung zur Herstellung polymerbeschichteter Granulate. In einen Mi scher 21, der mit einem Heizmantel 22 und einem über den Motor M angetriebenen Rührwerk 23 versehen ist, wird über die Produktauf gabe 24 Rohgranulat T sowie festes Coatingmaterial C gleichzeitig oder zeitlich versetzt eingeleitet. Mit Hilfe des Heizmantels 22 wird der Mischer soweit erwärmt, dass das Coatingmaterial schmilzt und auf dem Granulat eine gleichmäßige Beschichtung aus bildet. Nach Ausbildung der Polymerbeschichtung wird durch Ver ringerung der Heizleistung die Temperatur im Mischer so weit ver ringert, dass die Polymerbeschichtung verfestigt. Anschließend wird das Rohprodukt über den Produktaustrag 25 zum Sieb 26 gelei tet, wo es in Grobgut G und Produkt P mit der gewünschten Korn größe aufgetrennt wird.

Beispiel 1 Wirbelbettcoating mit wässriger Polyvinylalkohol-Lösung

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um ein phytasehal tiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 7% und ei ner Aktivität von ca. 6500 U/g. Die Granulate hatten eine Korn größe von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von 550 µm (Siebanalyse).

Als Coatingmaterial wurde Polyvinylalkohol (PVA) der Fa. Hoechst (Charge-Nr. 601 B4 1153; Handelsname Mowiol 8/88) mit einem Rest feuchtegehalt von < 1% verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Laborwirbelbett Aeromat Typ MP-1 der Fa. Niro-Aeromatic verwendet. Als Vorlagegefäß wurde ein Kunststoffkonus mit einem Anströmboden-Durchmesser von 170 mm und ein Lochboden mit 12% freier Fläche eingesetzt.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde unter Wirbeln mit einer Zulufttemperatur von 45 bis 55°C und Zuluft menge von 50 m³/h auf 45°C Produkttemperatur erwärmt. Der Polyvi nylalkohol (78 g) wurde in einem Becherglas bei Raumtemperatur unter Rühren in VE-Wasser (702 g) gelöst. Da als Lösung auf gesprühter Polyvinylalkohol starke Verklebungseigenschaften zeigt, wurde Talkum eingeschlemmt (15,6 g entsprechend 20%, be zogen auf PVA), um diese Eigenschaft zu verringern. Die so erhal tene Talkum-Dispersion wurde auf einem Magnetrührer 30 min ge rührt, um sie zu homogenisieren und das Talkum feinst zu vertei len, und ein Verstopfen der Düse zu vermeiden. Die Dispersion wurde zum Versprühen auf 35°C erwärmt, um die Viskosität abzusen ken, wodurch die Herstellung eines feineren Sprühfilms ermöglicht wurde. Wegen der starken Filmbildung wurde die Sprührate nur auf 1-2 g/min eingestellt. Die Dispersion wurde mit einer Membran pumpe gefördert und bei 1,5-2 bar Sprühdruck im Topsprayverfah ren mittels einer Zweistoffdüse (1,2 mm) auf das Enzymgranulat aufgesprüht. Während des Sprühens wurde die Zuluftmenge schritt weise auf 140 m³/h erhöht, um die Wirbelung aufrecht zu erhalten. Durch die erwärmte Zuluft wurde das Wasser der Coatinglösung ver dunstet und der Polyvinylalkohol legte sich als Schutzhülle (Coa ting) um die Granulatpartikel. Die Sprühdauer betrug 540 min, wo bei die Produkttemperatur 45°C und die Zulufttemperatur 45 bis 52°C betrug. Anschließend wurde das Produkt bei 45°C Produkttem peratur 25 min getrocknet, wobei die Zuluftmenge wieder auf 100 m³/h abgesenkt wurde, um den Abrieb der Coatinghülle möglichst ge ring zu halten. Das Produkt wurde unter Wirbeln auf 30°C Produk temperatur abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 4%
Phytase-Aktivität: ca. 6 000 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit relativ rauher Oberfläche, geschlossene Hülle.

Beispiel 2 Wirbelbettcoating mit einer wässrigen Polyethylenglycol 6000-Lö sung

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um ein phytasehal tiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 7% und ei ner Aktivität von ca. 6 500 U/g. Die Granulate hatten eine Korn größe von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von 570 µm (Siebanalyse).

Als Coatingmaterial wurde Polyethylenglycol 6000 der Fa. SERVA (Lot. 09515, Restfeuchtegehalt von < 1%) verwendet. Für die Ver suchsdurchführung wurde ein Laborwirbelbett Aeromat Typ MP-1 der Fa. Niro-Aeromatic verwendet. Als Vorlagegefäß wurde ein Kunst stoffkonus mit einem Anströmboden-Durchmesser von 110 mm und ein Lochboden mit 12% freier Fläche eingesetzt.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde unter Wirbeln mit einer Zulufttemperatur von 60°C und Zuluftmenge von 30 m³/h auf 40°C Produkttemperatur erwärmt. Das Polyethylenglycol (78.3 g) wurde in einem Becherglas bei Raumtemperatur unter Rüh ren in VE-Wasser (77,7 g) gelöst und bei 1,5 bar Sprühdruck im Topsprayverfahren mittels einer Zweistoffdüse (1 mm) auf das En zymgranulat aufgesprüht. Während des Sprühens wurde die Zuluft menge schrittweise auf 50 m³/h erhöht, um die Wirbelung aufrecht zu erhalten. Durch die erwärmte Zuluft wird das Wasser der Coa tinglösung verdunstet und das Polyethylenglycol legte sich als Schutzhülle um die Granulatpartikel. Die Sprühdauer betrug 14 min. wobei die Produkttemperatur auf 40°C gehalten wurde und die Zulufttemperatur ca. 60°C betrug. Anschließend wurde das Pro dukt bei 40°C Produkttemperatur 60 min getrocknet, wobei die Zu luftmenge wieder schrittweise auf 40 m³/h abgesenkt wurde, um ei nen Abrieb der Coatinghülle möglichst gering zu halten. Das Pro dukt wurde unter Wirbeln auf 30°C Produkttemperatur abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 4 bis 5%
Phytase-Aktivität: ca. 6 000 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit relativ glatter Oberfläche, geschlossene Hülle.

Beispiel 3 Wirbelbettcoating mit einer Polyethylenglycol 6000-Schmelze

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um ein phytasehal tiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 7% und ei ner Aktivität von ca. 6 500 U/g. Die Granulate hatten eine Korn größe von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von 600 µm (Siebanalyse).

Als Coatingmaterial wurde Polyethylenglycol 6000 der Fa. SERVA (Lot. 09515, Restfeuchtegehalt von < 1%), verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Laborwirbelbett Aeromat Typ MP-1 der Fa. Niro-Aeromatic verwendet. Als Vorlagegefäß wurde ein Kunststoffkonus mit einem Anströmboden-Durchmesser von 110 mm und ein Lochboden mit 12% freier Fläche eingesetzt.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde unter Wirbeln mit einer Luftmenge von 30 m³/h auf 40°C Produkttempera tur erwärmt. Das Polyethylenglycol (78,3 g) wurde im Becherglas in einem Ölbad bei 120°C aufgeschmolzen und bei 2,5 bar Sprüh druck mit beheiztem Sprühgas von 80 bis 95°C mittels einer Zwei stoffdüse (1 mm) im Topsprayverfahren auf das Enzymgranulat auf gesprüht. Während des Sprühens wurde das Coatingmaterial und die Einsaugleitung auf 100 bis 120°C beheizt, um einen feinen Sprüh nebel zu erhalten, so dass sich eine gleichmäßige Coatingschicht um die Partikel bildet und diese geschlossen umhüllt. Die Sprüh dauer betrug 12 min. wobei die Produkttemperatur auf 40°C gehal ten wurde und die Zuluft 35 bis 40°C betrug. Anschließend wurde das Produkt in 50 min unter Wirbeln bei 30 m³/h Zuluft auf 30°C abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 4%
Phytase-Aktivität: ca. 6 000 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit glatter Oberfläche.

Beispiel 4 Wirbelbettcoating mit einer Schmelze eines Polyoxyethylen-Poly oxypropylen-Blockpolymeren

Als Coatingmaterial wurde Lutrol F68 (Polyoxyethylen-Polyoxypro pylen Blockpolymer, BASF Lot. 70-0243, mit einem Restfeuchtege halt von < 1%) verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Wirbelbett Typ GPCG5 mit einem Behältervolumen von 20 l mit einer Zweistoffdüse (1,5 mm) und als Einsatz ein Boden-Typ PZ 100 µm verwendet.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (5 kg) wurde unter Wirbeln mit einer Luftmenge von 30 m³/h auf 43°C Produkttempera tur erwärmt. Das Lutrol F68 (1 kg) wurde als Schmelze (120°C) mit beheiztem Sprühgas von 100°C und 3 bar auf das Enzymgranulat auf gesprüht. Während des Sprühprozesses wurde die Luftmenge auf 50 m³/h erhöht, um die Wirbelschichthöhe zu halten. Die Sprühdauer betrug 64 min. wobei die Produkttemperatur 43 bis 48°C und die Zulufttemperatur 44 bis 45°C betrug. Anschließend wurde das Pro dukt unter Wirbeln bei 45 m³/h Zuluft auf 26°C abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 5-7%
Phytase-Aktivität: ca. 5 400 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit glatter, tropfenartiger Oberfläche

Vergleichsbeispiel 1 Wirbelbettcoating mit einer Fett-Schmelze

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um phytasehaltiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 7% und einer Ak tivität von ca. 6 500 U/g. Die Granulate hatten eine Korngröße von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von 700 µm (Siebanalyse).

Als Coatingmaterial wurde Fett (gehärteter Rindertalg der Fa. Henkel, EDENOR NHTI-G CAS-NR. 67.701-27-3, mit einem Restfeuchte gehalt von < 1%)verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Laborwirbelbett Aeromat Typ MP-1 der Fa. Niro-Aeromatic ver wendet. Als Vorlagegefäß wurde ein Metallkonus mit einem Anström boden-Durchmesser von 110 mm und ein Lochboden mit 12% freier Fläche eingesetzt.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (750 g) wurde unter Wirbeln mit einer Luftmenge von 50 m³/h auf 45°C Produkttempera tur erwärmt. Das Fett (321 g) wurde im Becherglas in einem Ölbad bei 100°C aufgeschmolzen und bei 3 bar Sprühdruck mit beheiztem Sprühgas von 85-90°C durch Unterdruckeinsaugung über eine be heizte Leitung im Topsprayverfahren mit einer 1 mm Zweistoffdüse auf das Enzymgranulat aufgesprüht. Während des Sprühens wird das Coatingmaterial und die Einsaugleitung auf 100 bis 120°C beheizt, um einen feinen Sprühnebel zu erhalten, damit sich eine gleichmä ßige Coatingschicht um die Partikel bildet und diese geschlossen umhüllt. Während des Sprühprozesses wurde die Luftmenge auf 60 m³/h erhöht, um die Wirbelschichthöhe zu halten. Die Sprühdauer betrug 15 min. wobei die Produkttemperatur 45 bis 48°C und die Zulufttemperatur ca. 45°C betrug. Anschließend wurde das Produkt unter Wirbeln bei 50 m³/h Zuluft auf 30°C abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 6-8%
Phytase-Aktivität: ca. 5 500 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit glatter Oberfläche, geschlossene Hülle.

Beispiel 5 Wirbelbettcoating mit einer wässrigen Dispersion von Polyvinyl acetat

Als Coatingmaterial wurde eine Polyvinylacetat-Dispersion, stabi lisiert mit Polyvinylpyrrolidon (Kollicoat SR 30D, BASF Prod. Nr. 201076, Lot. 18-0847 mit einem Feststoffgehalt von 30%) ver wendet. Als Coatingzusatz wurde Mikrokristalline Cellulose AVICEL pH 105 Lot. 00587 der Fa. SERVA eingesetzt. Für die Versuchs durchführung wurde ein Laborwirbelbett Aeromat Typ MP-1 der Fa. Niro-Aeromatic verwendet. Als Vorlagegefäß wurde ein Kunststoff konus mit einem Anströmboden-Durchmesser von 170 mm und ein Loch boden mit 16% freier Fläche eingesetzt.

Das im Wirbelbett vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde bei Raumtemperatur mit einer Zuluftmenge von 35 m³/h gewirbelt. Es wurde eine Dispersion aus AVICEL pH 105 (97,9 g) und VE-Wasser (310 g) unter 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur in einem Be cherglas hergestellt und diese in die Kollicoat-Dispersion (467 g) eingerührt. Dieses Dispersionsgemisch wurde mit einer Zweistoffdüse (1,2 mm) bei einer Zulufttemperatur von 35°C, Zu luftmenge von 45 m³/h, bei 1,5 bar durch Förderung mit einer Mem branpumpe auf das Enzymgranulat aufgesprüht. Die Produkttempera tur betrugt während des Sprühens 17 bis 20°C. Die Dispersion wurde im Topsprayverfahren auf das Enzymgranulat aufgesprüht. Da bei verdunstet das Wasser der Coatinglösung und die Kollicoatpar tikel umhüllen die Granulatteilchen und verkleben auf deren Ober fläche (Coating). Um die starken Verklebungseigenschaften (Film bildung) von Kollicoat zu mildern, wurde Mikrokristalline Cellu lose zugesetzt. Während des Sprühens wurde die Zuluftmenge schrittweise auf 65 m³/h erhöht, um die Wirbelung aufrecht zu er halten. Die Sprühdauer betrug 43 min. Anschließend wurde das Pro dukt bei 20 bis 26 W Produkttemperatur 80 min getrocknet, wobei die Zuluftmenge auf 55 m³/h abgesenkt wurde, um ein Abrieb der Coatinghülle möglichst gering zu halten.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 7%
Phytase-Aktivität: ca. 4 700 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit glatter Oberfläche, geschlossene Hülle.

Beispiel 6 Mischercoating mit einer Polyethylenglycol 6000-Schmelze

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um ein phytasehal tiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 7% und ei ner Aktivität von ca. 6 500 U/g. Die Granulate hatten eine Korn größe von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von ca. 600 µm (Siebanalyse). Als Coatingmaterial wurde Polyethylenglycol 6000 der Fa. SERVA (Lot. 09515 mit einem Restfeuchtegehalt von < 1%) verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Lödige mischer Typ M 5 R mit Pflugscharen und 5 l Fassungsvermögen ver wendet.

Das im Mischer vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde unter Mi schen von 170 U/min auf 56°C temperiert. Anschließend wurde ein Teil der 100°C heißen Polyethylenglycolschmelze dazugegeben, bis das Produkt anfing zu verkleben. Durch Kühlen über die Behälter wand wurde die Produkttemperatur bei 50 bis 54°C gehalten, bis die Masse homogen war. Ab 50°C zerfielen die Verklebungen wieder und die restliche Schmelze (Gesamtmenge 233 g) wurde zugegeben. Beim langsamen Abkühlen des Produktes erstarrte das Polyethylen glycol und umschloss die Partikel vollständig. Das gecoatete Pro dukt wurde bei 48 bis 46°C 5 Minuten bei 220 U/min nachgemischt und dann bei gleicher Rührgeschwindigkeit auf 36°C abgekühlt.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 2 bis 3%
Phytase-Aktivität: ca. 5 000 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit glatter Oberfläche

Vergleichsbeispiel 2 Mischercoating mit einer Fett-Schmelze

Bei dem zu coatenden Produkt handelte es sich um ein phytasehal tiges Granulat mit einem Restfeuchtegehalt von 6 bis 8% und ei ner Aktivität von ca. 6 500 U/g. Die Granulate hatten eine Korn größe von maximal 850 µm und eine mittlere Partikelgröße von 600 µm (Siebanalyse)

Als Coatingmaterial wurde Fett (gehärteter Rindertalg der Fa. Henkel, EDENOR HTI-G CAS-NR. 67.701-03-5 mit einem Restfeuchtege halt von < 1%) verwendet. Für die Versuchsdurchführung wurde ein Lödigemischer Typ M 5 R mit Pflugscharen und 5 l Fassungsvermögen verwendet.

Das im Mischer vorgelegte Enzymgranulat (700 g) wurde mit dem Fett (175 g) unter Mischen bei 170 U/min auf 55°C temperiert. Das Fett begann bei 51°C zu schmelzen und legte sich als Film um die Granulate. Ab 55°C begann das Produkt zu verkleben. Durch Kühlen über die Behälterwand wurde die Produkttemperatur langsam abge senkt, wobei das Fett wieder erstarrte und die Partikel mit einer Schutzhülle umschloss. Beim Erstarren des Fettes wurde die Dreh zahl auf 220 U/min erhöht, so dass die Verklebungen zerfielen, bevor das Produkt eine Temperatur von 36°C erreicht hatte.

Man erhielt ein Produkt mit folgenden Kenndaten:
Restfeuchte: 6 bis 8%
Phytase-Aktivität: ca. 6 200 U/g
Aussehen (Mikroskop): Partikel mit sehr glatter, geschlossener Oberfläche.

Versuch 1 Bestimmung der Pelletierstabilität

Zur Beurteilung der Stabilität der Futtermittelenzyme beim Pelle tieren wurde eine Standardpelletierung festgelegt. Dazu wird zur Verbesserung der analytischen Gehaltsbestimmungen die Dosierung im Futter erhöht. Die Pelletierung wird so gefahren, dass stets eine Pellettemperatur von 80 bis 85°C erreicht wird. Vom pelle tierten Futter wird die Aktivität des Enzyms im Vergleich zur Ausgangsaktivität bestimmt. Gegebenenfalls nach Korrektur um den Gehalt an Enzym, der nativ vorhanden ist, kann die Retention be rechnet werden. Zur Kontrolle wird stets eine "Standardprobe" mitpelletiert und entsprechend analysiert.

Die Analysenmethode für Phytase ist in verschiedenen Veröffentli chungen beschrieben: Simple and Rapid Determination of Phytase Activity, Engelen et al., Journal of AOAC International, Vol. 77, No. 3, 1994; Phytase Activity, General Tests and Assays, Food Chemicals Codex (FCC), IV, 1996, p. 808-810; Bestimmung der Phy taseaktivität in Enzymstandardmaterialien und Enzympräparaten VDLUFA-Methodenbuch, Band III, 4. Erg. 1997; oder Bestimmung der Phytaseaktivität in Futtermitteln und Vormischungen VDLUFA-Metho denbuch, Band III, 4. Erg. 1997.

Als Futter wird stets ein "Standardfutter" mit folgender Zusam mensetzung eingesetzt:

Mais	20,7%
Gerste	40,0%
Manjok	10,0%
Hafer	13,0%
Soja	3,0%
Fischmehl	3,0%
Weizengrießkleie	0,84%
Sojaöl	0,5%
Kalk	1,2%
Salze	0,2%
Spurenelemente	0,06%
Methionin	0,05%
Chonlinchlorid (50%)	0,05%
Ca-Propionat	0,4%
100%

Die in obigen Beispielen hergestellten gecoateten Granulate wur den mit obigem Standardfutter vermischt (Anteil 500 ppm), pelle tiert und auf relative Verbesserung der Retention der Enzymakti vität analysiert. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle 1 zu sammengefasst.

Tabelle 1

Erzielte Pelletierstabilität durch Coating-Übersicht

Berechnungsbeispiel

Retention mit Coating: 66%; Retention ohne Coating: 55,5%.
Rechnung: ((66-55,5) : 55,5).100 = 19;
Angabe in der Tabelle 1: 19/66

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines polymerbeschichteten, granu lierten, enzymhaltigen Futtermittelzusatzes, wobei man

1. ein Gemisch umfassend einen futtermitteltauglichen Träger und wenigstens ein Enzym zu einem Rohgranulat verarbei tet;
2. das Rohgranulat mit einem futtermitteltauglichen organi schen Polymer beschichtet, indem man das Rohgranulat
- 1. in einem Wirbelbett mit einer Schmelze, einer Lösung oder einer Dispersion des organischen Polymers be sprüht oder in einem Wirbelbett eine Pulverbeschich tung mit dem organischen Polymer durchführt; oder
- 2. in einem Mischer mit einer Schmelze, einer Lösung oder einer Dispersion des organischen Polymers be schichtet oder eine Pulverbeschichtung mit dem orga nischen Polymer durchführt;
und das jeweils erhaltene polymerbeschichtete Granulat gegebenenfalls nachtrocknet, abkühlt und/oder von Groban teilen befreit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch, umfassend den futtermitteltauglichen Träger und eine Lösung wenigstens eines Enzyms durch Extrusion, Mischer granulation, Wirbelschichtgranulation, Telleragglomeration oder Kompaktierung zu einem Rohgranulat verarbeitet.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das feuchte Rohgranulat vor Durch führung der Polymerbeschichtung sphäronisiert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Granulierung und/oder Polymerbe schichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgranulat eine enge Korngrößenver teilung aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohgranulat mit einer wässrigen oder nichtwässrigen Lösung oder Dispersion des organischen Polymers beschichtet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Beschichtung eine 10 bis 50 gew.-%ige wässrige oder nicht wässrige Lösung wenigstens eines Polymers einsetzt, das aus gewählt ist unter

a) Polyalkylenglykolen, insbesondere Polyethylenglykolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 400 bis 15 000;
b) Polyalkylenoxid-Polymeren oder -Copolymeren, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 4000 bis 20 000, insbesondere Blockcopolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen;
c) Polyvinylpyrrolidon mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von etwa 7000 bis 1000 000;
d) Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymeren mit einem zahlen mittleren Molekulargewicht von etwa 30 000 bis 100 000;
e) Polyvinylalkohol mit einem zahlenmittleren Molekularge wicht von etwa 20 000 bis 100 000; und
f) Hydroxypropylmethylcellulose mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 6000 bis 80 000.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Beschichtung eine 10 bis 40 gew.-%ige wässrige oder nichtwässrige Dispersion oder Lösung wenigstens eines Poly mers einsetzt, das ausgewählt ist unter:

a) Alkyl(meth)acrylat-Polymeren und -Copolymeren mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 100 000 bis 1000 000; insbesondere Ethylacrylat/Methylmethacrylat- Copolymeren und Methylacrylat/Ethylacrylat-Copolymeren; und
b) Polyvinylacetat mit einem zahlenmittleren Molekularge wicht von etwa 250 000 bis 700 000, ggf. stabilisiert mit Polyvinylpyrrolidon.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass man eine Pulverbeschichtung mit einem Pulver eines festen Polymers durchführt, das ausgewählt ist unter Hydroxypropylmethylcellulosen mit einem zahlenmittleren Mole kulargewicht von etwa 6000 bis 80 000; im Gemisch mit einem Weichmacher.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass man zur Beschichtung eine Schmelze wenigstens eines Polymers verwendet, das ausgewählt ist unter:

a) Polyalkylenglykolen, insbesondere Polyethylenglykolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis 15000;
b) Polyalkylenoxid-Polymeren oder -Copolymeren, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 4000 bis 20000, insbesondere Blockcopolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen;

11. Granulierter, polymerbeschichteter Futtermittelzusatz, umfas send eine feste granulierte Mischung aus einem futtermittel tauglichen Träger und wenigstens einem Enzym, beschichtet mit einem futtermitteltauglichen organischen Polymer, ausgewählt unter:

a) Polyalkylenglykolen, insbesondere Polyethylenglykolen, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 400 bis 15 000;
b) Polyalkylenoxid-Polymeren oder -Copolymeren, mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 4000 bis 20 000, insbesondere Blockcopolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen;
c) Polyvinylpyrrolidon mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von etwa 7000 bis 1000 000;
d) Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymeren mit einem zahlen mittleren Molekulargewicht von etwa 30 000 bis 100 000;
e) Polyvinylalkohol mit einem zahlenmittleren Molekularge wicht von etwa 20 000 bis 100 000;
f) Hydroxypropylmethylcellulose mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 6000 bis 80 000;
g) Alkyl(meth)acrylat-Polymeren und -Copolymeren mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 100 000 bis 1000 000, insbesondere Ethylacrylat/Methylmethacrylat- Copolymeren und Methylacrylat/Ethylacrylat-Copolymeren;
h) Polyvinylacetat mit einem zahlenmittleren Molekularge wicht von etwa 250 000 bis 700 000, ggf. stabilisiert mit Polyvinylpyrrolidon.

12. Futtermittelzusatz nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine mittlere Korngröße von etwa 0,4 bis 2 mm aufweisen.

13. Futtermittelzusatz nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, dass er wenigstens ein Enzym enthält, das ausge wählt ist unter Oxidoreduktasen, Transferasen, Lyasen, Isome rasen, Ligasen, Phosphatasen und Hydrolasen.

14. Futtermittelzusatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolase ein Nichtstärkepolysaccharid-spaltendes Enzym ist.

15. Futtermittelzusatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatase Phytase ist.

16. Futtermittelzusatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass er 1.10³ bis 1.10⁵ U Phytase pro Gramm Gesamtgewicht um fasst.

17. Pelletierte Futtermittelzusammensetzung, welche neben übli chen Bestandteilen wenigstens einen Futtermittelzusatz nach einem der Ansprüche 11 bis 16 als Beimischung enthält.

18. Verwendung eines Futtermittelzusatzes nach einem der Ansprü che 11 bis 16 zur Herstellung von pelletierten Futtermittel zusammensetzungen.