KR960015137B1 - 안정화된 사료 첨가제 및 이의 제조방법 - Google Patents

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안정화된 사료 첨가제 및 이의 제조방법

제1도 및 제2도는 사료 첨가제 아연 바시트라신의 입자 크기 분포를 나타낸 도이다.

본 발명은 사료 첨가제에 관한 것이다. 이 사료 첨가제는 사료에 혼합되었을 때 열, 습기 및 기계적 처리의 영향에 대한 안정성이 개선된 것이다. 따라서, 사료에 함유되는 이 사료 첨가제는 오랜 저장-아마도 악조건하에서-하에서도 자체의 생물학적 활성을 보유한다.

축산업 분야에서 사용되는 사료 첨가제는 예를 들어, 사료에 소량 첨가되어 사료 이용도와 일일 체중 증가량을 증가시키는 소위 효율 증진제이다. 효율 증진제 이외에도 통상적으로 사료에 약제를 첨가하기도 한다. 본 발명의 범위내에서는 이 화합물들도 사료 첨가제로 칭한다.

특히 유용한 사료 첨가제는 고체 및 용해된 상태 모두에서 비교적 안정한 사이클릭 펩타이드인 아연 바시트라신이다. 사료 혼합물중에서 아연 바시트라신은 실질적으로 더 불안정해지는데, 이것은 부분적으로, 사료를 펠렛화하는 도중에 발생하는 열 및 습기 및 사료 첨가제를 사료와 혼합하는 과정 중에 생성되는 기계적 압력의 영향에 의해, 그리고 부분적으로는, 사료중에 존재하는 중금속(예 : 구리 및 철) 및 지방, 아스코르브산 등과 같은 유기 화합물과의 반응에 기인한다.

이러한 단점을 극복하기 위해, 사료 혼합물 중의 아연 바시트라신을 안정화 하려는 시도가 많이 있었다. 그러나, 일반적인, 또한 특히 불리한 가공 및 저장 조건하에서 아연 바시트라신의 함량 감소 문제에 대한 만족스런 해결책이 아직 밝혀지지 않았다. 존제하는 아연 바시트라신의 양에 대한 불확신성 때문에 만일의 경우 과용의 위험성을 배젤할 수 없다. 보다 최근의 문헌으로서, 유럽 특허원 제165 577호에는 소위 유동층 과립화법을 사용하여 아연 바시트라신을 중합체로 피복시키는 방법이 기술되어 있다. 상기 방법으로 우수한 결과를 얻었지만, 상기 제시된 해결책이 모든 조건하에서 전적으로 만족스러운 것은 아니다. 상기 방법을 사용한 제품의 내구성은 상당정도 사용되는 사료 혼합물에 의해 좌우됨이 시험 결과 밝혀졌다. 예를 들어, 무기 사료 혼합물 및 펠렛화된 브로일러(broiler) 사료가 특히 임계적인(critical) 것으로 사료된다.

본 발명의 목적은 소위 임계(critical) 사료내에서도 사료의 가공 및 저장 기간동안 충분히 안정한 사료 첨가제를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 문제를 공기 조절 과립화 시스템(SKD)에 피복된 사료 첨가제를 사용하여 해결한다. SKD 방법에서, 분말 상태의 출발 물질은 공기 조절 과립화 시스템(예 : HSP-5/10, Steinen 소재의 Huttlin이 제조함)내에서 피복 물질로 완전히 피복된다. 이 과정을 수행하기 위한 기술적인 설비는 독일연방공화국 특허 제29 32 803호 및 유럽 특허 제146 680호에 기술되어 있다. 놀랍게도, 상기 특허들에서 기술된 기기를 사용하여 피복된 사료 첨가제는 통상의 유동층 과립화 기계로 피복시킨 제제에서보다 실질적으로 우수한 안정성을 지니는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 제제가 통상의 제제보다 유리한 점은 넓은 한계안에서 조절될 수 있는 매우 좁은 범위의 입자크기를 갖고 있고, 유동성이 우수하며,강한 냄새의 출발 물질의 냄새를 상당히 억제할 수 있다는 점이다.

사용되는 피복 물질은 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아미드, 다당류와 같이 약제학적 제제중의 피복 물질, 규산염 또는 탄산염과 같은 무기 피복 물질로서 사용되는 화합물일 수 있으며, 단, 이들은 물 또는 휘발성 유기 용매 또는 용매 혼합물 중에 용해되거나 용이하게 현탁되는 것이어야 한다. 사료 첨가제가 아연 바시트라신이 아닌 경우, 지방, 지질, 레시틴 및 물은 피복 물질로서도 사용될 수 있다. 이외의 적합한 무기 피복 물질에는 하기의 화합물들이 포함된다; 벤토나이트, 몬트모릴로나이트, 규산칼슘염, 카올린 점토, 키셀거, 규산(silicic acid)(침전물 상태 및 무수물 상태), 규산나트륨 알루미늄 염, 이산화규소, 펄라이트(perlite) 및 버미큘라이트(vermiculite), 염기성을 지닌 적합한 피복 물질로는 예를 들어, 수소화칼슘 오르토포스페이트, 산화칼슘, 칼슘 테트라하이드로오르토포스페이트, 수소화이암모늄 오르토포스페이트, 이인산이칼슘염, 이수소화이나트륨 디포스페이트, 수소화이나트륨 오르토포스페이트, 이수소화칼륨 오프토포스페이트 및/또는 이수소화나트륨 오르토포스페이트가 포함된다.

바람직한 피복 물질에는 셀룰로즈, 특히 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 나트륨 카복시메틸셀룰로즈, 하이드록시에틸셀룰로즈 및 메틸셀룰로즈가 포함된다. 에틸셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈프탈레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 알긴산, 폴리에틸렌 글리콜, 헥사데실 알콜, 및 하이드록시프로필셀룰로즈도 적합하다. 피복 물질은 상기 언급된 화합물의 혼합물로 조성될 수 있다. 본 발명의 견지에서 사용될 수 있는 사료 첨가제로는 하기 화합물이 바람직하다; 버지니아마이신, 타일로신, 스피라마이신, 노시헵타이드, 페니실린, 클로로테트라싸이클린, 옥시테트라싸이클린, 테트라싸이클린, 에리트로마이신, 푸라졸리돈, 니트로푸란, 트리메토프림, 설폰아미드, 디메트리다졸 및 네오마이신 염기.

특히 관심을 모은는 것은 아연 바시트라신이다.

생물학적인 방법으로 제조되는 이들 사료 첨가제는 통상적으로 담체 물질, 예를 들어 탄산칼슘염과 혼합된다. 이들 화합물의 제조 및 분리 방법 모두는 본 분야에 공지되어 있으며, 더 이상의 설명이 필요하지 않다.

피복 물질의 함량은 사용될 수 있는 모든 담체 물질을 포함하는 사용될 출발 물질을 기준으로 2.5 내지 30중량%, 바람직하게는 4 내지 2중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10중량%이다. 가능한한 소량의 피복 물질을 사용하는 것이 본 발명의 목적이지만 피복 물질이 다량 사용되었다 하더라도, 본 발명에 따른 사료 첨가제는 안정화된다. 일반적으로 출발 물질은 약 25%의 아연 바시트라신을 함유하며 담체물질로 100%를 만든다. 본 발명에 따른 제제는 하기 방법으로 제조된다.

예를 들어 1 내지 60㎛의 입자경을 지니는 분말상의 출발 물질을 상기 언급된 공기 조절 과립화 시스템에 위치시킨다. 회전 슬롯(slot)을 통하여 공기를 분말층에 불어 넣으면 생성물이 유동화된다. 그후 과립화 액체로 사용되는 약 3 내지 10%, 바람직하게는 5 내지 10%의 피복 물질 용액 또는 현탁액을 상기 유동 영역 및 유동되는 층에 아래로부터 문무한다. 상기 공정의 각각의 파라미터들, 예를 들어 공급되는 공기의 양, 공급되는 공기의 온도, 배출 공기의 온도, 배출 공기의 습도, 분무기 노즐(nozzles)의 직경, 분무 속도 및 슬롯/노즐의 회전 속도는 특히 사용되는 기기의 크기에 달려 있다. 이점에 있어서의 특정 정보는 실시예에 나타나 있다. 경우에 따라, 반응은 질소와 같은 불활성 기체하에서 수행될 수 있다.

전체 공정 시간은 통상의 과립화 공정, 예를 들어 유동층 방법에서보다 휠씬 짧다. 더욱 유리한 점은 제제가 과립화될 뿐만 아니라 피복물질이 출발 물질을 완벽하게 피복한다는 것이다. 피복이 불완전한 통상의 입자화 방법과의 상기와 같은 차이점은 주사 전자 현미경으로 사진을 찍으면 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 제품은 표면이 매우 미끄럽기 때문에 매우 우수한 유동 특성을 지닌다. 본 발명에 따른 방법으로 제조한 사료 첨가제는 전형적이고 상대적으로 좁은 입도분포를 나타낸다. 제1도 및 제2도는 예로서 사료 첨가제인 아연 바시트라신의 입도분포를 나타낸다. 통상적인 유동층 과립화 공정에서, 이러한 유형의 스펙트럼은 선별 및 혼합을 반복한 후에만 얻어질 수 있는 것이다.

통상적으로 제조된 생성물에 비해 본 발명에 따른 제품은 미세 분진이 함유되어 있지 않고 마모되지 않는다. SKD 방법에 의해 제조된 사료 첨가제는, 스타우버-호이바흐 시험[참조 : Stauber-Heubach test, Fresenius, Z, Anal, Chem, (1984)318 : 522∼524]에서, 활성 물질의 마모가 검출되지 않았다. 표 2는 전형적인 혼합 배치에 대한 결과를 나타낸다. 특히 주목할만한 것은 아연 바시트라신은 소위 분진 분획에서 검출되지 않았다는 것이다. 이것은 사료 공장에서 일하는 사람들이 일하면서 사료 첨가제에 의해 건강이 악화될 위험성을 없앤다.

상기와 같이 제조된 과립화 제품의 또다른 잇점은 미세하게 분말화된 물질이 존재할 때 흔히 발생하는 분진 폭발 위험을 방지한다는 점이다.

상술한 특성들은 사료 첨가제의 가공, 예를 들어 사료 첨가제를 사료와 혼합하고 사료를 펠렛화할 때 특히 유리하다.

사료 혼합물 완제품 중의 사료 첨가제의 향상된 내구성은 펠렛화된 사료 첨가제의 경우 특히 유리하다. 펠렛화하는 도중, 사료는 고온(140℃까지), 고습(뜨거운 증기) 및 고압하에 놓이게 된다. 이것은 생물학적 활성면에서 사료 첨가제의 내구성에 매우 해로운 영향을 미치는 것으로 나타났다.

특히 아연 바시트라신을 함유하는 본 발명에 따른 사료 첨가제는 통상적으로 20 내지 100ppm의 농도로 사료에 첨가된다.

본 발명은 하기에서 사료 첨가제의 예로서 아연 바시트라신을 참고로 하여 더욱 상세히 설명된다.

공기 조절 과립화 시스템(SKD)을 이용하여 안정화된 아연 바시트라신 과립 제조.

[실시예 1]

조성;

아연 바시트라신 95.0g(최소 21.1%)

메틸 셀룰로즈 5.1g

아연 바시트라신 과립 100.0g

방법;

입자 크기가 1 내지 40㎛(주요 분획 : 10∼15㎛)인 분말상의 출발 물질 아연 바시트라신을 SKD에 위치시킨다. 과립화 액체로 사용하기 위해 5% 메틸 셀룰로즈 용액을 제조한다. 회전 슬롯을 통하여 분말층에 공기를 유입시켜 생성물을 유동시키고 과립화 액체를 유동 영역에 아래로부터 분무한다.

공정의 파라미터들

공기 공급량; 150내지 250㎡/h

공급되는 공기의 온도; 60 내지 70℃

분무기 노즐의 직경; 1.2㎜

평균 분무속도; 18㎖/min

슬롯/노즐의 회전 속도; 3rpm

전체 분무 시간은 약 155분이고, 건조 기간은 약 25분이다. 그러므로 총 공정 시간은 약 180분이 된다. 이에 비해, 통상의 유동층 과립화 장치로(예 : WSG 200, Glatt) 아연 바시트라신 과립을 제조하는데 필요한 총 공정 시간은 8시간 이상이며, 2차 응집물이 많고 입도 분포가 광범위하므로 추가의 선별 및 혼합 과정을 필요로 한다.

15분만 경과되면 과립의 생성을 확인할 수 있다. 입자화 시기는 자연스럽게 피복상으로 전이되고 이 시기에 처음에 생성된 과립은 서서히 메틸 셀룰로즈로 피복된다. 확대율이 600/1800인 주사형 전자 현미경으로 사진을 찍으면, 각기 5.14% 및 9.48%의 메틸 셀룰로즈로 피복된 2개의 시료에 있어서 표면의 매끄러움이 상이하게 나타나는데, 고농도의 피복물이 더 매끄러운 표면을 지니게 한다.

SKD에 의해 생성된 최종 제품은 미세 분진을 거의 함유하지 않으며(45㎛ 미만의 입자=0%), 좁은 입도 분포 스펙ㅌ럼(200 내지 400㎛의 입자=92%)을 갖는다. 따라서, 상기 과립은 우수한 유동성을 지닌다(유동각(angle of float) 33.6^°, 노즐 구멍; 6㎜, 200㎖에 대한 유동 시간; 약 75초).

[실시예 2]

하기의 공정 파라미터를 사용하는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.

공기 공급량; 80 내지 150㎡/h

공급되는 공기의 온도; 90 내지 100℃

평균 분무 속도; 50 내지 200g/min

슬롯/노즐의 회전 속도; 3 내지 5rpm

본 발명에 따른 방법과 비교하여, 통상의 방법으로 제조한 아연 바시트라신 제제는 선별 분석(CH-B : 409105)에서, 거친 단편들을 분리해냈음에도 불구하고 입도 분포는 63㎛ 미만에서 1,000㎛ 이상까지 매우 광범위하고, 약 80%의 주요 분획은 355 내지 1,000㎛범위에 속한다. 미세 분진(크기 63㎛ 미만의 입자) 함량은 2.3%로서 주목할만한 양이며, 이것은 제품을 다루기가 불편하게 하며 사용시 위험 요인도 지니게 된다. 바람직하지 않은 입도분포는 SKD 과립과 비교할 때 더욱 불량한 유동 특성을 지니게 한다. 유동 특성을 측정하는 기기(PTG 유동 시험, F. Pharmatest)에 있어서, WSG 과립은 통상적으로 사용되는 직경이 4 또는 6㎜인 유출 노즐로는 노즐이 막혀버리기 때문에 측정할 수가 없다. WSG 과립은 이의 유동 특성이 극히 가변적임에도 불구하고, 노즐의 직경이 8㎜ 이상일 때에만 자유롭게 유동한다.

활성 물질 아연 바시트라신의 안정화는 본 발명에 따른 방법으로 수행한다. 시판되는 표준 사료와 혼합한 후, 특히 펠렛화한 후에도, 활성 물질은 예상 사용 기간 동안(독일연방공화국의 경우 3 내지 4개월), 비처리된 분말상 아연 바시트라신을 함유하는 사료와 비교할 때 탁월한 안정성을 나타낸다. 통상의 유동층 방법을 이용하여 제조한 과립은 20% 피복 물질을 함유할 때조차도 펠렛화된 사료 내에서 SKD 과립만큼 화학적 안정성이 우수하지 못하다.

사료의 종류 :

2.6 돼지를 비육시키기 위한 완전 사료

2.16 무기물 보충물질

7.4 병아리를 비유시키기 위한 완전 사료

7.7 암닭이 알을 낳도록 하는 완전 사료

X 괄호안의 값은 펠렛사료들에 대한 저장기간(주)를 의미한다.

피복물질 : 메틸 셀룰로즈

x=평균값, s=표준편차

nd=검출되지 않음

ZBa=아연 바시트라신

Claims (8)

1. 생리학적으로 무해한 중합체로 구성된 피복 물질이 출발 물질을 기준으로 하여 2.5 내지 30중량%의 비율로 공기 조절 과립화 시스템 방법에 의해 제공됨을 특징으로 하는 향상된 안정성을 갖는 피복된 아연 바시트라신 사료 첨가제.
2. 제1항에 있어서, 피복 물질이 생리학적으로 무해한 무기 부형제로 구성됨을 특징으로 하는 사료 첨가제.
3. 제1항에 있어서, 피복 물질이 하드록시프로필메틸 셀룰로즈, Na-카복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시에틸 셀룰로즈 및 메틸 셀룰로즈를 포함하는 그룹 중에서 선택됨을 특징으로 하는 사료 첨가제.
4. 사용되는 출발 물질을 기준으로 하여 2.5 내지 30중량%의, 생리학적으로 무해한 중합체로 구성된 피복 물질을 3 내지 10%용액 또는 현탁액의 형태로 공기 조절 과립화 시스템 방법을 사용하여 사료 첨가제 상에 분무시켜 피복물을 형성시킴을 특징으로 하는 향상된 안정성을 갖는 아연 바시트라신 사료 첨가제의 제조방법
5. 제1항에 있어서, 동물을 비육시키는데에 사용되는 사료 첨가제.
6. 제1항에 있어서, 사료 이용 효율을 개선시키기 위해 사용되는 사료 첨가제.
7. 제1항에 있어서, 사료 완제품을 제조하기 위해 사용되는 사료 첨가제.
8. 제1항에서 청구된 사료 첨가제를 함유함을 특징으로 하는 사료.

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