-
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:
-
-
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:
-
-
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.