DK174850B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af riboflavin i form af granulater - Google Patents

Description

DK 174850 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af sprøjte- eller mikrogranulater af riboflavin, der er fremstillet på mikrobiel måde, som fodermiddeltilsætning ved fjernelse af vand fra slutresultatet af den mikrobielle forgæring ved sprøjtetørring.

5

Fremstillingen af riboflavin ved mikrobielle forgæringsprocesser er kendt for EP-A-231 605. EP-A-211 289 og DE-OS 34 20 310. Det på denne måde teknisk fremstillede riboflavin tjener som tilsætninger til foderstoffer. Slutproduktet af den fermentative riboflavinproduktion isoleres sædvanligvis ved 10 inddampning af den opståede dyrkningsvæske sammen med biomassen i form af et riboflavinkoncentrat. Desværre udviser de således opnåede produkter af og til betydelige mangler. De udviser f.eks. et dårligt flydeforhold, hvilket i praksis kan føre til, at lagersiloerne ikke eller kun utilstrækkeligt kan tømmes på grund af brodannelse hvorfor doseringsnøjagtigheden indvirkes 15 negativt. Derudover er de kun i besiddelse af en lav rumvægt. Dette fører i praksis til høje emballerings-, lager- og transportomkostninger. Specielt forekommer imidlertid ved de kendte produkter en stærk støvudvikling og besvær med læsning, hvilket giver håndteringsvanskeligheder ved blanding til premi-xer og foderstoffer. Også sprøjtetørringen af slutresultatet for fermentering 20 ved hjælp af en tostofdyse er velkendt, men også de på denne måde fremstillede sprøjtetørrede produkter tilfredsstiller heller ikke fuldstændig alle anvendelsestekniske krav. De har f.eks. ved blanding i vand en tilbøjelighed til klumpdannelse af flydende foder. De dannede klumper kan kun med besvær sønderdeles.

25

Man har derfor ønsket en formuleringsmetode for riboflavin fremstillet ved mikrobiel forgæring, ved hvilken man kunne opnå frit flydende ikke-støvende sprøjtegranulater eller mikrogranulater, der ikke frembyder de beskrevne ulemper ved fremstillingen af premixer eller 30 foderstoffer.

Det har nu overraskende vist sig, at man opnår fritflydende, ikke-støvende og let håndterbare riboflavinholdige sprøjtegranulater eller mikrogranulater, der- DK 174850 B1 2 som man sprøjtetørrer slutresultatet fra den mikrobielle forgæring uden tilsætning af bindemidler på en hel bestemt måde.

Opfindelsen tilvejebringer derfor en fremgangsmåde til fremstilling af godt 5 flydedygtige, ikke-støvende sprøjte-og mikrogranulater af riboflavin, der er fremstillet påmikrobiel måde til foderstoftilsætning ved fjernelse af vand fra slutresultatet ved den mikrobielle forgæring til fremstilling af riboflavinet, der er ejendommelig ved, at man, uden at forgæringsproduktet tilsættes nævneværdige mængder af bindemidler, fører fermenteringsproduktet til en sprøjte-10 hvirvellejetørring bestående af følgende trin: a) anbringer riboflavin i form af et riboflavinpulver, et sprøjte- eller mikrogra-nulat i et hvirvelleje, der holdes ved 20 til 150 °C, i en hvirvellejetørreanord-ning, 15 b) hertil sætter det opnåede forgæringsprodukt, eventuelt efter berigelse af riboflavin opnået ved dekantering, i udsprøjtet form i forhold til tørrehastighe-den, 20 c) fjerner riboflavinpartiklerne efter passende dvæletid fra hvirvellejet og adskiller disse ved hjælp af en passende anordning i partikelfraktioner, d) udtager partikelfraktionen i partikelstørrelsesfordelingen fra ca. 100 til 200 pm og 25 e) tilbagefører de findelte partikler og/eller de ved formaling af større partikler opnåede findelte partikler til granuleringsprocessen.

Overraskende besidder sådanne fremstillede riboflavingranulater i forhold til 30 de hidtil kendte og handelstilgængelige produkter betydelig anvendelsestekniske fordele.

3 DK 174850 B1

Til fremstilling af sprøjte- eller mikrogranulaterne kan anvendes den ved den fermentative fremstilling af riboflavin riboflavinholdige forgæringsbouillon som sådan eller i beriget form. I forbindelse hermed skal som forgæringsbouillon forstås slutresultatet af en forgæring, der kan være gennemført på kendt må-5 de (se EP-A 221 289, EP-A 231 605, DE-OS 34 20 310 eller Genevieve C.

Barrerc in Biochemistry and Genetics of Vitamin Production. Nato Advanced Study Institute Series, Series, Series A, 87 (1985), p. 141 til 169, specielt p. 150-158). Substratet ved forgæringen indeholder: carbonkilder, som kulhydrat, organiske syrer, alkoholer eller kvælstoffer; nitrogenkilder, som protein-10 holdige mel, pepton, aminosyrer, urinstof eller uorganiske nitrogensalte. Også sulfater, phosphater, carbonater og nitrater af magnesium, kalium, natrium, calcium eller mangan og yderligere vitaminer kan eventuelt være tilsat forgæringssubstratet.

15 Berigelsen af forgæringssubstratet med hensyn til riboflavin kan opnås ved filtrering eller centrifugering og dekantering (DE 29 20 592).

I modsætning til den kendte sprøjtetørring af forgæringsudbytter, ved hvilken denne sædvanligvis indsprøjtes i et tørretårn ved hjælp af en tostofdyse, ind-20 sprøjtes suspensionen ved den omhandlede anvendte sprøjte-hvirvellejetørring denne kontinuert eller diskontinuert i et hvirvelleje bestående af tør reaktionsprodukt. Tørreindretningen er forsynet med en passende anordning, hvor det er muligt, at udvinde en bestemt partikelstørrelsesfraktion og opretholde granuleringsprocessen (se K. Kroli, 25 Tocknungstechnik, bind II "Trockner und Trocknungsverfahren", 2. Oplag, Springer-Verlag, Berlin, 1978, p. 221 til 223).

Sprøjtehvirvellejetørringen kan gennemføres diskontinuert og kontinuert. Med fordel arbejder man kontinuert.

For at gennemføre fremgangsmåden må der først fremstilles ud fra ribofla-vinpulver, der svarer til teknikkens stade, et sådant riboflavinprodukt ved hvis hjælp man kan opnået hvirvelleje. Ved kontinert fremgangsmådeudførsel kan 30 DK 174850 B1 4 man anbringe et forholdsvist findelt produkt i hvirvellejet. Afhængig af dvæle-tiden af partiklerne i hvirvellejetørreanordningen opnår man herefter et tørprodukt med en mindre eller større partikelstørrelsesfordeling. Partiklerne i størrelsesområdet fra 100 til 250 pm udviser de ønskede håndteringsegen-5 skaber og udvindes herefter som slutproduktet. Mindre partikler samt ved passende formaling af større partikler opnået riboflavinprodukt anvendes som hvirvellejemateriale til yderligere charger.

For at gennemføre den kontinuerlige fremgangsmåde bliver fermenterpro-10 duktet, fortrinsvis efter tilsætning af riboflavin kontinuert ved dekantering indsprøjtet i et hvirvelleje. der består af et riboflavintørprodukt. Indsprøjtningens hastighed indstilles således, at hvirvellejet fremviser en temperatur, der svarer til den ønskede tørringsgrad. Denne kan tilsvarende let bestemmes som differencen mellem indgangs- og udgangstemperaturen af hvirvelgassen.

15

Ved kontinuerlig gennemførsel af fremgangsmåden går man kun ved den første kørsel af hvirvellejetørreanordningen ud fra findelt riboflavin. Herefter opnår man et tørt produkt af næsten konstant partikelstørrelsesfordeling. Af dette udtages kontinuert en bestemt del og adskilles i partikelstørrelsesfrakti-20 oner. Partikelfraktionen i partikelstørrelsesfordelingen på 100 til 250 pm bliver fjernet som slutproduktet, og de findelte partikler og/eller de ved formaling af større partikler opnåede findelte partikler tilbageføres kontinuert til hvirvel-lejet for at opretholde granuleringsprocessen. Samtidigt indsprøjtes kontinuert riboflavin svarende til den mængde der fjernes som slutprodukt i form af 25 det forgæringsprodukt, der skal tørres i hvirvellejet.

Den til dannelse af hvirvellejet anvendte hvirvelgas har sædvanligvis en indgangstemperatur på 80 til 250, fortrinvis 140 til 185 eC og en udgangstemperatur på 40 til 140, fortrinsvis 60 til 85 °C, hvorved der opnås temperaturer fra 30 ca. 20 til 150, fortrinvis 50 til 100 °C i hvirvellejet.

Ved gennemførsel af hvirvellejetørringen ifølge opfindelsen opnås sædvanligvis følgende partikelstørrelsesfraktioner: DK 174850 B1 5 1. ca. 6 til 30% i partikelstørrelsenfordelingen indtil 100 pm 2. ca. 25 til 85% i partikelstørrelsenfordelingen fra 100 til 250 pm 5 3. ca. 1 til 70% i partikelstørrelsenfordelingen fra 250 til 400 pm.

De ifølge den foreliggende opfindelse fremstillede riboflavin-sprøjte- eller mi-krogranulater frembyder i forhold til de kendte og handelstilgængelige tørpul-10 vere betydelige fordele ved anvendelsen.

EKSEMPEL 1 I en hvirvellejetørreanordning blev 0,9 til 1 kg/time af en vandig suspension 15 (opnået ved dekantering af beriget fermenterslutprodukt), bestående af 78 dele vand og 22 dele tørstof (indeholdende svarende til ved HPLC-undersøgelse 73,1 % riboflavin) på 20 °C kontinuert ved hjælp af en tostofdy-se indsprøjtet i et hvirvelleje, bestående af 96% riboflavin med en middel partikelstørrelse på 0,12 mm. Hvirvelgassen havde en gastilførselstemperatur 20 på 140 til 150 °C. Den tilsprøjtede mængde blev udmålt således at der blev opnået en hvirvellejetempertur på 75 til 80 °C. I løbet af ca. 25 timer blev det oprindelige hvirvellejemateriale udskiftet 5 gange, og det dannede produkt fjernet. Herefter var det oprindelige tilstedeværende riboflavin praktisk taget fjernet fra tørreprocessen, og det i hvirvellejet frembragte produkt havde en 25 sammensætning på 73,1% riboflavin og 26,9% biomasse, samt den nedenfor angivne fordeling af partikelstørrelsen. Herefter blev kontinuert en del af hvir-vellejematerialet fjernet og adskilt ved hjælp af en anordning 3 partikelfraktioner. Herved opnåede man 30 1) 38% af et produkt med en partikelstørrelsesfordeling <100 pm 2) 54,5% af det ønskede produkt med en partikelstørrelsesfordeling på 100 til 250 pm DK 174850 B1 6 3) 7,5% af et produkt med en partikelstørrelsesfordeling >250 pm.

Grovfraktionen 3 blev formalet til en partikelstørrelsesfordeling på <250 pm 5 og herefter ført tilbage sammen med den fine fraktion 1) kontinuert til hvirvellejet.

Den pr. time (h) opnåede mængde af slutproduktet var 0,2 til 0,27 kg/time.

10 EKSEMPEL 2 I en hvirvellejetørrenordning blev 0,75 til 0,8 kg/h af en vanding suspension (opnået ved dekantering af beriget fermenterprodukt), bestående af ca.

80,3% vand og 19,7% tørstof (svarende til ved HPLC-undersøgelsen ca.

15 63,9% riboflavin) og 20 ’C kontinuert ved hjælp af en tostofdyse indsprøjtet i et hvirvelleje af riboflavin ved ca. samme sammensætning. Hvirvelgassen havde en tilførselstemperatur på 140 til 150 °C. Den indsprøjtede mængde udmåltes således, at der indstillede sig en hvirvellejetemperatur på ca. 75 °C.

20 En del af materialet i hvirvellejet blev kontinuert fjernet og adskilt i 3 partikel-fraktioner ved hjælp af en sigteanordning.

Herved opnåede man 25 1) 45,6% af et produkt med et partikelstørrelsesområde <100 pm 2) 50,2% af det ønskede produkt med et partikelstørrelsesområde fra 100 til 250 pm 30 3) 4,2% af et produkt med et partikelstørrelsesområde <250 pm DK 174850 B1 7

Grovfraktionen 3, blev formalet til et partikelstørrelsesområde fra <250 pm og herefter kontinuert tilbageført sammen med den finpartiklede fraktion 1) kontinuert til hvirvellejet.

5 Der blev opnået ca. 0,15 kg riboflavin sprøjtegranulat pr. time.

Ifølge tabel er anvendelsestekniske væsentlige egenskaber ved de i eksempel 1 og 2 fremstillede riboflavinprodukter sammenlignet med hidtil handelstilgængelige produkter.

10 -—ΰ-μ-g- DK 174850 B1 ffl tt o

4-> * D> ·> O) (01-P E

O) Dl Dl Q) O) D)H

3 (ΰ E 10 E D)P 0) (0 (0 J > O > O H G μ >> η ίο η n poioi tn λ; Ή E D>

(O ti C

C G U <D H

O) 3 3 A! Hh μ (I) > μ μ Dl

U Λ Λ CG

10 pH Η H (0 3 A 3 3 3 μ μ

D) D) Dl O JQ

+J

an

(8 E

> O m CTi CM pH

E \ in -tf co <* 3 O' ' ' - *.

K ^ O O O O

H

0) —,

X Dl H N

P O pH O σι 00

Ih -iH cm f- (0 S ' o\ co

A ·— O O CM

c μ O Φ X (0 H rH dl 0) Ih

O ll^ pH Tjl VO

O β S (M pH O O

ΗΡΕ*··· - *.

S (Λ ^ O O O O

oo p-' dj * [0 S >* tn xj p m tn o o 0 to m -μ P \ η co tn

© ΙΛ pH h \ O

> pH \ S. CM T}l +J

© co cm og pH

P O S S \ \ c to — in ir) O tji q) _ ό cm D) Ό C ©

1 -Η E

EC

© E O)

U C C

© C Ih E -H

JQ © P E Ih (0 OM —- r}i in Ih CM Ih W pH ·©.

C Ih © μ © © Ai >,

Dl G G ©

© > Η M

© > ^ o, © © © Ό m X T3 Ό ro Μ >ι >ι μ ϋ H pH ri O) O CM in pH© c a m w co co m co> © μ P P I I ©

w C© rH CM C <#> G <*> I pH

© ιΗρΗτΗ -HCN·—' HO pH

B > H pH pH > in [l, >0OC© -H

h ro-Hip© © row ίο ro x: p © HP©© Dj Dj pH * < p| * E O w

Ό *HC0XI> E E <H μ OQ i+g μ μη o E

C O E © © © O © —- O © P K © © xi © e n w m xj ό λό o μ > η μ οϋ x a; -h o d> h ox a a c οί <« « to ω ω κμη-η < I—-- * DK 174850 B1 9 EKSEMPEL 3 I en hvirvellejetørreanordning blev indsprøjtet ca. 100 kg/time af et ved dekantering beriget fermenterprodukt, bestående af 76% vand og 24% tørstof 5 (indeholden 70,8% riboflavin) på 20 eC kontinuert ved hjælp af en tostofdyse i et hvirvelleje af riboflavin af ca. samme sammensætning. Hvirvelgastil-gangstemperaturen var 170 °C. Den tilsprøjtede mængde blev således udmålt at der indstillede sig en hvirvellejetemperatur på 71 til 72 °C.

10 En del af hvirvelleje materialet blev fjernet kontinuert og adskilt kontinuert ved hjælp af en sigteanordning i 3 partikelfraktioner. Det fremstillede tørre produkt udviste følgende partikelstørrelsesfordeling: 1) 5% af et produkt med en partikelstørrelsesfordeling <100 pm 15 2) 28% af det ønskede produkt med en partikelstørrelsesfordeling på 100 til 250 pm 3) 67% af et produkt med en partikelstørrelsesfordeling > 250 pm.

20

Grovfraktionen 3), blev formalet til en partikelstørrelsesfordeling på <250 pm og herefter tilbageført sammen med den fine fraktion 1) kontinuert til hvirvellejet.

25 Der blev opnået ca. 24,5 kg/time af et ønsket riboflavin sprøjtegranulat (parti-, kelstørrelsesfordeling 100 til 250 pm).

EKSEMPEL 4 30 I en hvirvellejeanordning blev indsprøjtet 0,95 kg/time af et ikke-koncentreret fermenteringsprodukt, bestående DK 174850 B1 10 af 86% vand og 14% tørstof i et riboflavinhvirvelleje. Hvirvelgassen havde en tilgangstemperatur på 160 til 170 °C. Den tilsprøjtede mængde udmåltes således at der indstillede sig en hvirvellejetemperatur på 78 til 80 °C.

5 Analogt med eksempel 1 blev opnået 0,1 til 0,12 kg/time af et riboflavinsprøj-tegranulat ved den ønskede partikelstørrelsesfordeling på 100 til 250 pm.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af på mikrobiel måde fremstillet riboflavin i 5 form af godt flydedygtige, ikke-støvende sprøjte- eller mikrogranulater, som foderstoftilsætning ved fjernelse af vand fra produktet af mikrobiel forgæring til fremstilling af riboflavin, kendetegnet ved, at man, uden at forgæringsproduktet tilsættes nævneværdige mængder af bindemidler, fører fermenteringsproduktet til en sprøjtehvirvel lejetørring bestående af følgende 10 trin: a) anbringer riboflavin i form af et riboflavinpulver, et sprøjte- eller mikro-granulat i et hvirvelleje, der holdes ved 20 til 150 °C, i en hvirvellejetørre-anordning, 15 b) hertil sætter det opnåede forgæringsprodukt, eventuelt efter berigelse af riboflavin opnået ved dekantering, i udsprøjtet form i forhold til tørrehastigheden, 20 c) fjerner riboflavinpartiklerne efter passende dvæletid fra hvirvellejet og adskiller disse ved hjælp af en passende anordning i partikelfraktioner, d) udtager partikelfraktionen i partikelstørrelsesfordelingen fra ca. 100 til 200 pm og 25 e) tilbagefører de findelte partikler og/eller de ved formaling af større partikler opnåede findelte partikler til granuleringsprocessen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at sprøjtehvirvelle-30 jetørringen anvender et på 50 til 100 °C højt hvirvelleje bestående af ribofla- vin-sprøjte-eller -mikrogranulater, kontinuert udtager en del af det fremkomne tørrede produkt fra hvirvellejeanordningen og adskiller i partikelfraktioner, fjerner partikelfraktionen i partikelstørrelsesfordelingen fra ca. 100 til 250 pm DK 174850 B1 12 som slutprodukt, og tilbagefører de findelte partikler og/eller de ved formaning af større partikler opnåede findelte partikler til hvirvellejet for at opretholde granuleringsprocessen på passende måde. 5

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at man anvender , et ved 60 til 80 °C højt hvirvelleje, bestående af riboflavin-sprøjte- eller mik-rogranulater. «