DE69920731T2

DE69920731T2 - Verfahren zur zubereitung von nahrungsergaenzung fuer tiere

Info

Publication number: DE69920731T2
Application number: DE69920731T
Authority: DE
Inventors: Lars Persson; Leif Olsson
Original assignee: Kemira Kemi AB
Current assignee: Kemira Grow How Helsingborg Se AB
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-11
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: US6531167B1; AU741421B2; ATE277525T1; SE515568C2; EP1121022A1; CZ291649B6; EP1121022B1; SE9803478D0; SE9803478L; AU1424000A; IL142478A0; DK1121022T3; WO2000024268A1; TR200101072T2; CZ20011288A3; DE69920731D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungs- bzw. Futterergänzungsmittels für Tiere. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer körnigen Zusammensetzung, die Magnesium und Phosphor enthält, bei dem Magnesiumoxid unter Zugabe einer Granulierflüssigkeit, die Phosphorsäure und Wasser enthält, granuliert wird.
Derzeit ist eine Reihe von verschiedenen Nahrungs- bzw. Futterergänzungsmitteln für Tiere auf dem Markt erhältlich, die Magnesium und Phosphor enthalten und in Form von Granulaten vorliegen.
Der Nachteil der heutigen Zusammensetzungen besteht darin, dass die Verfügbarkeit des Magnesiums und die physikalische Stabilität des Granulats variieren und dass diese beiden Parameter die Neigung haben, einander entgegenzuwirken. Infolgedessen weist eine Zusammensetzung mit einem hohen Grad der physikalischen Stabilität häufig einen geringen Grad der Verfügbarkeit des Magnesiums auf, während Zusammensetzungen mit einem hohen Grad der Verfügbarkeit des Magnesiums einen niedrigen Grad der physikalischen Stabilität aufweisen.
Für die Zusammensetzungen ist es wichtig, dass sie einen hohen Grad der Stabilität aufweisen. Ansonsten verliert die Zusammensetzung nämlich während des Transports leicht ihre physikalische Form und zerbröselt zu einem Pulver. Die Pulverform erschwert die Handhabung der Zusammensetzung, da die Zusammensetzung Staub erzeugt, der bei der Handhabung ungesund sowohl für Menschen als auch für Tiere und auch ungesund bei der Verfütterung an Tiere ist.
Darüber hinaus ist es aus wirtschaftlichen Gründen wichtig, dass die Zusammensetzung einen möglichst hohen Grad der Verfügbarkeit des Magnesiums aufweist, um die Minimierung der Menge der Zusammensetzung, die dem Nahrungs- bzw. Futtermittel zugesetzt werden muss, zu ermöglichen.
In US-A-4 996 065 ist ein Bindemittel zum Pelletisieren und Pressen von Nahrungs- bzw. Futtermittel beschrieben. Das Bindemittel umfasst eine chemisch reaktionsfähige Mischung aus einer reaktionsfähigen Phosphatquelle, die Phosphorsäure sein kann, und einem reaktionsfähigen Metallhydroxid oder einem reaktionsfähigen Metallsalz, das MgO sein kann.
In US-A-4 160 041 ist ein Verfahren zur Herstellung eines festen Nahrungs- bzw. Futterergänzungsmittels beschrieben, bei dem Gebrauch gemacht wird von der spontanen Reaktion zwischen einem Metalloxid, z. B. MgO, und einem wasserlöslichen Phosphat, z. B. Phosphorsäure, zur Umwandlung des Produkts in eine feste Form.
In US-A-5 019 148 ist ein stufenförmiges Verfahren zur Herstellung eines homogenen Mineralgranulats beschrieben. Dies wird erhalten durch eine Co-Reaktion zwischen Säuren und Basen, welche die Eigenschaft haben, ein flüssiges Bindemittel zu bilden, das nach einer vorgegebenen Zeit aushärtet unter Bildung eines starken Granulat-Bindemittel-Zements. Als Beispiele für Säuren können genannt werden beliebige Vertreter aus der Gruppe, die besteht aus Phosphorsäure, Essigsäure, Oxalsäure, Schwefelsäure, Citronensäure und Polyphosphorsäure. Beispiele für Basen sind Hydroxide, Oxide und Carbonate von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen.
In EP-A1-175 805 ist die Herstellung von Lebens- bzw. Futtermittel-Phosphat beschrieben, das einen niedrigen Fluor-Gehalt und einen hohen Grad der Verfügbarkeit von Phosphor aufweist. Ein Phosphor enthaltendes Basismaterial, wie z. B. Apatit, wird mit einem Defluorierungsmittel behandelt durch Zerkleinern, Brikettieren und Erhitzen der Mischung auf 1000 bis 1450°C, wonach die Schmelze abgekühlt und mit Wasser und Druckluft granuliert wird. Nach dem Granulieren werden die erhaltenen Granulate mit einer Mischung von Phosphorsäure und Schwefelsäure behandelt und nass gemahlen bis zur Erzielung einer Teilchengröße von höchstens 200 μm und getrocknet, wobei man ein Pulver erhält.
In EP-A2-360 600 ist die Herstellung von Lecksteinen für die Abgabe von Mineralien an Haustiere beschrieben. Sie umfasst eine Stufe der Herstellung eines Blockes, der ein Kohlenhydratmaterial, beispielsweise Molassen, ein Phosphatmaterial in Teilchenform, eine Säure, wie z. B. Schwefelsäure, und ein Oxid oder ein Hydroxid eines Erdalkalimetalls, wie z. B. Magnesiumoxid, enthält. Die Zugabe von Schwefelsäure dient dazu, die Phosphor-Verbindungen in eine Form zu bringen, in der der Phosphor für die Tiere besser verfügbar ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, die Magnesium und Phosphor umfasst, anzugeben, die einen hohen Grad der Stabilität und gleichzeitig einen hohen Grad der Verfügbarkeit von Magnesium aufweist.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Diese Ziele werden erreicht durch ein Verfahren gemäß dem beiliegenden Patentanspruch 1. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung einer körnigen Zusammensetzung, die Magnesium und Phosphor umfasst. In dem Verfahren wird Magnesiumoxid unter Zugabe einer Granulierflüssigkeit, die Phosphorsäure und Wasser enthält, granuliert. Erfindungsgemäß enthält die Granulierflüssigkeit neben Phosphorsäure und Wasser auch Schwefelsäure.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Verfahren ein Granulat ergibt, das Magnesium und Phosphor enthält und einen hohen Grad der Stabilität und einen hohen Grad der Verfügbarkeit des Magnesiums aufweist.
Ein geeigneter Phosphorsäure-Gehalt in der Granulierflüssigkeit beträgt mehr als 40 Gew.-%, bestimmt als P₂O₅. Durch Erhöhung des Phosphorsäure-Gehaltes in der Granulierflüssigkeit erhöht sich auch die Löslichkeit des Magnesiums, d. h. die Menge an Magnesium, das für die Tiere vorteilhaft ist, nimmt zu.
Ein geeigneter Schwefelsäure-Gehalt in der Granulierflüssigkeit beträgt mehr als 0,3 Gew.-%, bestimmt als SO₄. Die Zugabe von Schwefelsäure zu der Granulierflüssigkeit führt zu einem Produkt mit einem höheren Grad der Verfügbarkeit des Magnesiums und zu einer besseren Stabilität als ein Produkt, das ohne Zugabe von Schwefelsäure beim Granulieren hergestellt worden ist. Das Verhältnis zwischen den Konzentrationen der Phosphorsäure und der Schwefelsäure liegt vorzugsweise in dem Bereich von 3 : 1 bis 200 : 1 und die Gesamt-Konzentration von Phosphorsäure und Schwefelsäure in der Granulierflüssigkeit beträgt vorzugsweise mehr als 53 Gew.-%, bestimmt als P₂O₅ bzw. SO₄.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen anhand einiger weniger Beispiele und einiger weniger Testreihen beschrieben. Sie sind jedoch nicht so zu verstehen, dass der Bereich der Erfindung darauf eingeschränkt ist.
Bei den nachstehend angegebenen Bewertungen wurde die Mg-Löslichkeit bestimmt nach einem Verfahren, das als Klooster-Verfahren bezeichnet wird. Das Klooster-Verfahren wird wie folgt durchgeführt:
150 mg der Zusammensetzung werden in 350 ml einer Puffer-Lösung (K₂HPO₄/KH₂PO₄) bei 39°C und pH 6,5 suspendiert. Mittels einer automatischen Bürette (Radiometer, ABU 11) wird dann, wenn der pH-Wert der Lösung als Folge der Auflösung von Magnesium ansteigt, Essigsäure (0,2 mol) automatisch zugegeben. Auf diese Weise wird der pH-Wert bei 6,5 gehalten. Eine Aufzeichnungsvorrich tung (Radiometer, Titigraph SBR3) zeichnet kontinuierlich die Menge der zugegebenen Essigsäure auf. Nach 1,5 h wird die Magnesium-Konzentration in der Lösung (durch Atomabsorption) bestimmt und der Magnesium-Gehalt der Lösung wird berechnet.
Darüber hinaus wurde in den nachfolgenden Bewertungen die Stabilität auf die folgende Weise bestimmt:
Die Stabilität wurde in einem rotierenden V-förmigen Zylinder getestet. 200 g Granulat mit einer körnigen Fraktion von 1,4 bis 0,25 mm wurden zusammen mit 5 Keramikkugeln mit einem Durchmesser von 30 mm in den Zylinder gegeben. Der Zylinder wurde 10 min lang mit 30 UpM in Rotation versetzt, danach wurde die Probe des Testmaterials erneut gesiebt und die Menge des zerkleinerten Produkts wurde in % angegeben.
Es wurden eine Reihe von Tests durchgeführt, in denen die der Granulierflüssigkeit zugegebene Wassermenge variiert wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. Die Variationen in Bezug auf die zugegebene Wassermenge gehen aus der größeren oder kleineren Menge an zugegebenem P₂O₅ in % hervor.
Tabelle 1: Vergleich mit der zugegebenen Wassermenge
Wie in der Tabelle 1 angegeben, nimmt die Mg-Löslichkeit mit abnehmender Menge des zugegebenen Wassers zu, die ihrerseits einer größeren Menge an zugegebener Phosphorsäure, ausgedrückt als % P₂O₅, entspricht.
In Verbindung mit den oben genannten Tests wurde auch die Menge der zu der Granulierflüssigkeit zugegebenen Schwefelsäure variiert, die hier als Menge des Schwefels in dem Granulationsprodukt ausgedrückt ist. Der Zusammenhang zwischen der Mg-Löslichkeit und der Menge der zugegebenen Schwefelsäure ist in der Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2: Vergleich mit verschiedenen Zusätze von Schwefelsäure
Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, nimmt die Mg-Löslichkeit mit steigender Menge an zugegeber Schwefelsäure zu und außerdem wird die Stabilität des Produkts aufrechterhalten. Es gibt nämlich keinen oberen Grenzwert für die Menge der zugegebenen Schwefelsäure, das Produkt erhält jedoch einen bitteren Geschmack, wenn der Schwefelsäure-Gehalt zu hoch wird. Konzentrationen in dem Bereich von bis zu etwa 5% S in dem Produkt sind geeignet, darüber hinaus beginnt jedoch der bittere Geschmack des Schwefels die anderen geschmacksgebenden Stoffe zu überragen.
Beispiel 1
150 g Magnesiumoxid wurden in einen Trommel-Granulator eingeführt. Außerdem wurden 160 g Phosphorsäure (58,7% P₂O₅) zusammen mit 15 g Schwefelsäure als Granulierflüssigkeit zugegeben. In der Granulierflüssigkeit wies die Phosphorsäure eine Konzentration von 53,7% auf, berechnet als P₂O₅, und die Schwefelsäure wies eine Konzentration von 8,1% auf, berechnet als SO₄. Es wurde ein Produkt mit den folgenden Werten erhalten:
Tabelle 3
Beispiel 2
150 g Magnesiumoxid wurden in einen Trommel-Granulator eingeführt, danach wurden 110 g Phosphorsäure (58,7% P₂O₅) zugegeben. Nach der vollständigen Zugabe der Phosphorsäure wurden 17 g Schwefelsäure (37,0% SO₄) und 26 g Wasser zugegeben. Es wurde ein Produkt mit den folgenden Werten erhalten:
Tabelle 4
Die Mg-Löslichkeit ist in diesem Produkt nicht so hoch wie diejenige im Produkt des Beispiels 1. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in diesem Beispiel die Menge an zugegebener Phosphorsäure geringer ist, d. h. die Menge an zugegebenem Wasser wurde nicht minimiert auf den niedrigstmöglichen Gehalt.
Es ist jedoch möglich, die Schwefelsäure und die Phosphorsäure der Granulierflüssigkeit getrennt zuzugeben anstatt sie gemeinsam als eine einzige Granulierflüssigkeit zuzugeben wie in Beispiel 1.
Schließlich wurde in der nachstehenden Tabelle 5 ein Produkt gemäß Beispiel 1 verglichen mit einem anderen Produkt des Standes der Technik, das Magnesium und Phosphor enthielt.
Tabelle 5 Vergleich zwischen einem Produkt des Standes der Technik und einem Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Wie aus der Tabelle 5 hervorgeht, weist ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Produkt eine ausgezeichnete Mg-Löslichkeit und gleichzeitig eine zufriedenstellende Stabilität auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer körnigen Zusammensetzung, die Magnesium und Phosphor umfasst, bei dem Magnesiumoxid unter Zugabe einer Granulierflüssigkeit, die Phosphorsäure und Wasser enthält, granuliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Granulierflüssigkeit außerdem Schwefelsäure enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Phosphorsäure in der Granulierflüssigkeit mehr als 40 Gew.-%, bestimmt als P₂O₅, beträgt und die Konzentration der Schwefelsäure in der Granulierflüssigkeit mehr als 0,3 Gew.-%, bestimmt als SO₄, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkonzentration der Phosphorsäure und der Schwefelsäure in der Granulierflüssigkeit mehr als 53 Gew.-%, bestimmt als P₂O₅ bzw. SO₄, beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen den Konzentrationen der Phosphorsäure und der Schwefelsäure in dem Bereich von 3 : 1 bis 200 : 1 liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphorsäure und die Schwefelsäure und Wasser miteinander gemischt werden unter Bildung einer Granulierflüssigkeit, und dass die Granulierflüssigkeit anschließend dem Magnesiumoxid in einer Granuliereinrichtung zugegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphorsäure, die Schwefelsäure und Wasser dem Magnesiumoxid in einer Granuliereinrichtung getrennt zugegeben werden.
Verwendung von Phosphorsäure zusammen mit Schwefelsäure in einer Granulierflüssigkeit zur Herstellung eines Granulats, das die Nährstoffsubstanzen Magnesium und Phosphor enthält.