MXPA96000337A - Mejorando la densidad del volumen y el costo de secado de los aminoacidos - Google Patents

Abstract

Un proceso para mejorar la solubilidad de aminoácidos hidrofóbicos en el cual las soluciones acuosas saturadas de al menos dos diferentes aminoácidos se combinan y entonces se enfrían y se secan en forma de polvo. Uno de los aminoácidos tiene una baja solubilidad y el otro tiene una alta solubilidad en agua.

Description

'MEJORANDO LA DENSIDAD DEL VOLUMEN Y EL COSTO DE SECADO DE LOS AMINOÁCIDOS" INVENTORES: DANIEL DUEPPEN THOMAS BINDER MARK MATLOCK.

NACIONALIDAD: CIUDADANOS NORTEAMERICANOS RESIDENCIA: 4666 FARIES PARKWAY DECATUR, ILLINOIS 62526 E.U.A. RESPECTIVAMENTE.

PROPIETARIO: ARCHER DANIELS MIDLAND COMPANY NACIONALIDAD: SOCIEDAD NORTEAMERICANA.

RESIDENCIA: 4666 FARIES PARKWAY DECATUR, ILLINOIS 62526 E. U.A.

Esta invención se relaciona a los procesos para la fabricación y más particularmente a los procesos para la fabricación de aminoácidos relativamente insolubles a un costo más bajo. Referencias ; Patente de los E.U. 4,734,401; Blouin, J. ; Marzo de 1988. Patente de los E.U. 4,886,659; Baines, D., Filby, P., & Marek, P.; Diciembre, 1989. Antecedentes : Varios medios de granos y semillas oleaginosas son usadas para alimentar al ganado a través del mundo. Las proteínas en estos medios de granos y semillas incluyen varios aminoácidos en una forma polimérica. La distribución de los aminoácidos de varios alimentos pueden ser deficientes en ciertos aminoácidos. Esta deficiencia ha conducido a la mezcla de ciertos alimentos con granos de un costo más bajo con el fin de proveer un contenido de aminoácidos balanceado para la alimentación del ganado. Cuando el ganado recibe un de contenido aminoácido balanceado en la dieta consume menos alimento para llegar al tamaño para el mercado. A causa de que muchas de las mezclas de alimentos comúnmente disponibles para los animales tienden a ser hasta cierto punto deficientes en ciertos aminoácidos clave, la producción de aminoácidos para uso en los alimentos para animales se ha convertido en un negocio internacional . Los suplementos de aminoácidos pueden ser producidos ya sea por fermentación o por medios químicos. Estos aminoácidos puros son agregados entonces hasta los niveles requeridos para proveer una dieta de proteínas balanceada para la alimentación del ganado. Algunos aminoácidos son aún demasiado costosos o difíciles de manejar para ser usados ampliamente en este momento. Sumario de la Invención De manera acorde, un objeto de esta invención es el proveer un proceso de fabricación el cual reduzca el costo para fabricar aminoácidos hidrofóbicos que tienen una baja solubilidad en agua. En particular, un objeto es el fabricar una mezcla de varios aminoácidos en donde la alta solubilidad de un aminoácido tiende a superar la baja solubilidad de otro aminoácido. En conexión con esto, un objeto es el reducir los costos de fabricación de una mezcla tal por medio de reducir la cantidad de agua la cual puede ser extraída de la mezcla durante un proceso de secado. Otro objeto de la invención es preparar aminoácidos en una forma de polvo seco denso la cual reduzca el volumen (y por .lo tanto el costo de transporte) y la cual ayude a la cría de ganado por medio de hacer un medio ambiente más limpio y más sano al eliminar una hojuela seca ligera la cual puede de otra manera ser llevada y permanecer suspendida en el aire. Manteniéndose con un aspecto de la invención, este y otros objetos se llevan a cabo por medio de mezclar un aminoácido hidrofóbico soluble, tal como el triptófano, con un aminoácido altamente soluble, como lo es la Usina. La parte de aminoácido soluble de la mezcla resultante tiene cerca de la mitad de la cantidad de agua que contendría aproximadamente la misma cantidad del aminoácido con baja solubilidad si se tratara solo. Los costos resultantes para secar la mezcla es una fracción del costo correspondiente para secar el aminoácido insoluble, per se. También, el volumen de la mezcla seca es una pequeña fracción del volumen convencional de las partículas de aminoácido con baja solubilidad secas, por este medio reduciendo en gran medida el costo de transporte. La Figura adjunta es una gráfica la cual muestra cómo la solubilidad del triptófano, per se, varía con la temperatura. Descripción Detallada de la Invención; En la preparación comercial de aminoácidos puros, algunos aminoácidos son particularmente difíciles de secar debido a su baja solubilidad en agua. El triptófano-L es un ejemplo de un aminoácido tal. La curva de solubilidad del triptófano con respecto a la temperatura se muestra en la Figura adjunta. Esta baja solubilidad requiere secar una gran cantidad de agua con el fin de que el producto no se precipite de la solución y obstruya las boquillas rociadoras para secado. Por esta razón la economía de secar el triptófano puro es muy pobre. Esta baja solubilidad también produce un producto con un tamaño de partículas muy fino. El secar por rociado tales soluciones diluidas de triptófano es indeseable por un número de razones. Primero, el tamaño fino de partículas tiene como resultado una densidad de volumen baja lo cual aumenta los costos de empaquétamiento y transporte. También contribuye a problemas de empolvado y manejo para el usuario final del producto. Si es posible incrementar la solubilidad de un aminoácido relativamente insoluble, tal como el triptófano, entonces los costos de secado, empaquetamiento y manejo se reducirían. El proceso de la invención en esta solicitud involucra el mezclar dos soluciones de aminoácidos saturadas calientes de manera que la mezcla de la solución resultante se mantenga en la solución. Sorprendentemente, estas mezclas de aminoácidos son aun solubles por encima de sus límites de solubilidad individual cuando las soluciones mezcladas son enfriadas . Estas soluciones mezcladas permiten una economía aumentada en gran medida en comparación a secar cada aminoácido por separado y secar por rociado los productos en polvo resultantes a causa de la reducción en agua la cual debe ser evaporada. Secar esta solución de aminoácidos mezclada produce un producto seco con una mayor densidad de volumen que aquella que los aminoácidos hidrofóbicos de baja solubilidad tendrían si fueran secados por separado. Si estas mezclas se producen en las relaciones adecuadas, pueden ser usadas para formular alimentos para animales con el balance correcto de aminoácidos para ser útil en los alimentos para ganado. Para secar por rociado, las soluciones de triptófano para alimentación del secador usualmente varían en el rango de 30 gramos por litro a 60 gramos por litro de triptófano-L dependiendo de la temperatura del tanque de alimentación del secador. En el caso de hidrocloruro de Lisina-L, la alimentación del secador puede ser de 400 a 500 gramos por litro si el tanque de alimentación puede ser mantenido a una alta temperatura. Mezclas de estos dos aminoácidos pueden mantenerse en solución a niveles de sólidos secos más altos que la solubilidad de los aminoácidos hidrofóbicos solos en agua. Esto permite una economía mejorada en la operación de secado y produce un producto con una densidad de volumen más alta. Ejemplo 1: Una serie de soluciones fue hecha al disolver lisina pura y triptófano puro ambos fabricados por Archer Daniels Midland Company de Decatur, Illinois, cada solución fue preparada al agregar el peso dado de aminoácidos a 50 milili-tros de agua en un matraz Erlenmeyer de 250 mililitros. Las soluciones fueron mezcladas con una barra de mezclado magnética mientras se calentaban sobre una placa caliente. La temperatura fue grabada con un pirómetro digital usando una sonda de 1/16 de diámetro. Conforme las soluciones fueron calentadas, fueron mo-nitoreadas visualmente para determinar la temperatura donde las soluciones se hicieron no turbias. La Tabla 1 resume la solubilidad de la solubilidad. A partir de la tabla puede verse que las mezclas de triptófano y lisina son solubles aun como sólidos secos considerablemente por encima de la solubilidad del triptófano. Estas soluciones de aminoácidos pueden entonces ser secadas por rocío de granulación o secadas por rociado, como se muestra en el Ejemplo 2. Ejemplo 2: Las soluciones que contienen triptófano y lisina en las proporciones dadas en la Tabla 2 fueron secadas por rociado en un secador por rociado de un laboratorio de Niro con un atomizador rotativo impulsado por aire. Para todas las muestras se usó una temperatura de entrada de 275°C con una temperatura de salida que varía en el rango desde 110°C a 120°C. La densidad del volumen de las muestras de polvo seco fueron medidas al poner una cantidad de polvo en un cilindro graduado de 100 mi tarado. El cilindro fue vaciado siete veces, el nivel de polvo fue leído y el peso bruto del cilin-dro fue medido. El peso del polvo fue dividido entre el volumen para calcular la densidad del volumen. La tabla 2 muestra la densidad del volumen para varias razones de lisina y triptófano. Puede verse que para dos de tres razones la densidad del volumen de la mezcla secada por rociado fue más alta que ya sea la lisina o el triptófano solos. En particular, la densidad de volumen de todas las mezclas fue cerca de dos veces aquella del triptófano. Tabla 1 Matraz Lisina Triptófano Temp. Comentarios Lis/Trip Sólidos Relación Secos gramos) (gramos) (°F) (todas las muestras en 50 mi de agua) (g/Jcg) A 70 5 230 en solución 14 600 B 60 5 226 en solución 12 565 C 50 5 233 en solución 10 524 D 40 5 233 en solución 8 474 A 70 6 236 en solución 11.7 603 B 60 6 236 en solución 10 569 C 50 6 242 casi en solución 8.3 528 D 40 6 240 no en solución 6. 7 479 A 70 6. .5 245 En solución 10.8 B • 60 6. .5 242 casi en solución 9.2 C 50 6. .55 243 no en solución 7. 7 A 70 7 243 casi en solución 10 B 60 7 242 no en solución 8. 6

Claims (20)

1. Tabla 2 Muestra Mezcla Secada Densidad de volumen g/ml Densidad de volumen lbs . /pie3
2. Triptófano Puro 0.145 9.06 Lisina Pura 0.350 21.9 10:1 Lisina: Triptófano 700g Lisina + 70g Triptófano 0.295 16.4 12:1 Lisina: Triptófano 840g Lisina + 70g Triptófano 0.370 23 .1 14 : 1 Lisina : Triptófano 980g Lisina + 70g Triptófano 0.418 26.1 NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención, se considera como una novedad, y por lo tanto se reclama lo establecido en las siguientes : CLÁUSULA 1. Un proceso para mejorar la solubilidad, capacidad de mezclado y secado de los aminoácidos en agua, dicho proceso comprende: preparar soluciones acuosas saturadas calientes que comprenden al menos dos aminoácidos diferentes, uno de los aminoácidos tiene una baja solubilidad en agua y el otro de dichos ácidos tiene una alta solubilidad en agua; mezclar las soluciones acuosas saturadas calientes para preparar una mezcla de solución caliente; enfriar la mezcla de solución caliente; y secar la solución enfriada para formar un suplemento para alimento de animales en una forma pulverizada seca. 2. El proceso de la cláusula 1 en el cual las solu-ciones acuosas saturadas se encuentran al menos a cerca de 220°F y la mezcla de solución caliente se enfría a temperatura ambiente.
3. 3. El proceso de la cláusula 1 en el cual dos aminoácidos se usan, los aminoácidos son lisina y triptófano.
4. 4. El proceso de la cláusula 3 en el cual la solución acuosa saturada caliente de lisina contiene al menos cerca de 200 gramos de lisina por litro de agua y la solución acuosa saturada caliente de triptófano contiene al menos cerca de 50 gramos de triptófano por litro de agua.
5. 5. El proceso de la cláusula 1 en la cual dos aminoácidos son usados, los aminoácidos son metionina y triptófano.
6. 6. El proceso de la cláusula 1 en el cual dos aminoácidos son usados, los aminoácidos son treonina y lisina.
7. 7. El proceso de la cláusula 1 en el cual dos aminoá- cidos se usan, los aminoácidos son metionina y lisina.
8. 8. El proceso de la cláusula 1 en el cual dos aminoácidos se usan, los aminoácidos son metionina y treonina.
9. 9. Un proceso para preparar por medio de mezclar y secar al menos dos soluciones acuosas de aminoácidos para formar dichos aminoácidos en una forma pulverizada seca de alta densidad, al menos uno de dichos aminoácidos tiene una baja solubilidad en agua, dicho proceso comprende los pasos de: preparar una solución acuosa saturada caliente de un primer aminoácido, el primer aminoácido tiene una baja solubilidad en agua; preparar una solución acuosa saturada caliente de un segundo aminoácido, el segundo aminoácido tiene una alta solubilidad en agua; mezclar las dos soluciones acuosas saturadas calientes para preparar una mezcla de soluciones caliente; enfriar la mezcla de soluciones caliente; y secar la mezcla de soluciones enfriada para formar dicho polvo seco.
10. 10. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es triptófano y el segundo aminoácido es lisina.
11. 11. El proceso de la cláusula 10 en el cual la concentración de triptófano en la solución acuosa caliente es al menos 50 gramos por litro de agua y la concentración de lisina en la solución acuosa caliente de lisina es de al menos cerca de 300 gramos por litro de agua.
12. 12. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es triptófano y el segundo aminoácido es treonina.
13. 13. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es triptófano y el segundo aminoácido es metionina.
14. 14. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es treonina y el segundo aminoácido es lisina.
15. 15. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es metionina y el segundo aminoácido es lisina.
16. 16. El proceso de la cláusula 9 en el cual el primer aminoácido es metionina y el segundo aminoácido es treonina.
17. 17. El proceso de la cláusula 9 en el cual la mezcla de soluciones enfriada es secada por rociado.
18. 18. Un proceso que mejora la solubilidad de un aminoácido hidrofóbico, dicho proceso comprende el secar una mezcla de dos o más aminoácidos en una solución acuosa caliente, al menos uno de los aminoácidos es dicho aminoácido hidrofóbico, la mezcla de aminoácidos en la mezcla de la solución de acuoso alcanza un nivel de sólidos secos el cual es más alto que los límites de solubilidad para los aminoáci-dos individuales, y por lo tanto secando la solución mezclada.
19. 19. El proceso de la cláusula 18 donde los dos aminoácidos son secados juntos, los sólidos son lisina y triptófano.
20. 20. El proceso en la cláusula 18 en donde los aminoá-cidos son lisina y triptófano y la concentración de lisina es mayor que 300 gramos por litro y la concentración de triptófano es mayor que 50 gramos por litro. EN TESTIMONIO DE LO CUAL, he firmado la descripción anterior y las reclamaciones de novedad del invento, como apoderado de ARCHER DANIELS MIDLAND COMPANY, en la Ciudad de México, República Mexicana el día 24 de Enero de 1996.