PT1638678E

PT1638678E - Método para produção de granulados enzimáticos e granulados enzimáticos assim obtidos

Info

Publication number: PT1638678E
Application number: PT04739366T
Authority: PT
Inventors: Ruempler Dr Karlheinz; Michael Jacob; Mike Waskow
Original assignee: Glatt Ingtech Gmbh
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2012-01-05
Also published as: DK1638678T3; ES2374191T3; US7691438B2; US20070093403A1; US8231938B2; JP4589312B2; BRPI0410977A; PL1638678T3; JP2007523616A; CA2528637C; HK1095110A1; AU2004245660A1; AU2004245660B2; EP1638678B1; EP1638678A2; ATE526077T1; WO2004108911A3; CA2528637A1; MXPA05012879A; US20060088923A1

Description

ΡΕ1638678 1 DESCRIÇÃO "MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE GRANULADOS ENZIMÁTICOS E GRANULADOS ENZIMÁTICOS ASSIM OBTIDOS" A invenção refere-se a um método para produção de granulados enzimáticos com as características mencionadas no conceito genérico da reivindicação da patente 1, e descreve um granulado enzimático assim obtido, assim como a sua utilização para produção de formulações contendo estes granulados enzimáticos (cuja utilização é simultaneamente parte de uma possível variante preferível do processo de produção para os granulados enzimáticos) , como é especificado na seguinte descrição e reivindicações seguintes.

As enzimas são utilizadas numa variedade de ramos industriais, numa envergadura cada vez maior. Isto refere-se tanto às quantidades produzidas como também as mais diferentes formas de enzimas. Em regra geral as enzimas estão disponíveis em forma líquida ou também como substância seca. Nos últimos tempos os granulados são cada vez mais privilegiados como forma de comércio dos utilizadores ou pela indústria que os continua a transformar. Os granulados distinguem-se pelas propriedades vantajosas, como por exemplo fácil dosagem, muito boas propriedades de fuidez, estrutura interna homogénea, elevada densidade de partículas, baixo teor de poeiras assim como uma superfície 2 ΡΕ1638678 uniforme e fechada. Uma vez que as enzimas em regra geral podem ser caracterizadas pelas suas propriedades particulares como instabilidade, por exemplo em meio aquoso, e causadoras de reacções alergénicas, a forma de granulado demonstra ser uma forma comercial vantajosa. A estabilidade das enzimas pode ser melhorada ao converter esta numa forma seca. Isto pode por exemplo ocorrer através de secagem por pulverização, diferentes processos de aglomeração (granulação por via húmida em misturadores ou aglomeração em leito fluidificado) ou através de granulação de síntese em aparelhos de leito fluidificado (granulação por pulverização).

Desvantajoso para a secagem por pulverização é que são necessários grandes volumes nos aparelhos e o produto em forma de pó contém uma proporção de pó considerável.

De forma a diminuir esta proporção de pó, a secagem por pulverização é frequentemente realizada em equipamento de secagem com várias etapas. Desvantajoso é que os granulados enzimáticos produzidos num tal equipamento de secagem com várias etapas têm um mau, ou seja, elevado factor de esfericidade (dá a proporção da superfície de um granulo para a superfície de um granulo perfeitamente esférico) de mais de 1,6. Granulados enzimáticos com um factor de esfericidade de mais de 1,6 levam rapidamente a uma elevada proporção de pó aquando de 3 ΡΕ1638678 esforços mecânicos, como ocorre por exemplo na embalagem e no transporte, devido à reduzida esfericidade e por isso partes salientes existentes facilmente quebráveis.

Esta proporção de pó exige medidas de protecção especiais para o pessoal na produção e utilizadores assim como um aumento significativo de gastos em instalações técnicas para eliminação do pó, arejamento e re-apro-veitamento dos pós.

Um método possível para produção de granulados enzimáticos, é proporcionado pela granulação de síntese em leito fluidificado, como foi publicado na WO 01/83727 A2. Aqui é descrito um processo, no qual as formulações enzi-máticas líquidas são pulverizadas num leito fluidificado através de injectores de pulverização. O pó formado no processo é separado do ar de saída e é conduzido para o processo de granulação como semente. Os granulados formados são retirados do processo através da utilização de um ou vários separadores por gravidade instalados no chão inclinado do aparelho de leito fluidificado. O tamanho dos granulados divulgados pode ser regulado através da regulação da quantidade de "Sichtgas". Opcionalmente os granulados podem ser também adicionalmente revestidos. 0 método utiliza o processo de leito fluidificado de acordo com a EP-A-0163836 e EP-A-0332929. O processo de leito fluidificado descrito carac-teriza-se por ser introduzido para a distribuição uniforme 4 ΡΕ1638678 dos gases do processo necessários à fluidificação e secagem, um chão inclinado por toda a secção transversal do aparelho de leito fluidificado. Os injectores de pulverização utilizados para a introdução do liquido, pulverizam verticalmente para cima e estão integradas directamente no chão inclinado (EP-A-0332929) ou estão rodeados à altura do chão inclinado por um separador (EP-A-0163836). As sementes de granulação necessárias para o processo são produzidas parcialmente por secagem por pulverização do liquido pulverizado e parcialmente por não-sobreposição (pulverização através de) dos injectores de pulverização com o material do leito fluidificado. A massa do leito fluidificado é formada por um estado de equilíbrio entre as sementes secas por pulverização e o "Unterkorn" reconduzido através do processo de separação assim como a solução do granulado. Não existe uma separação dos granulados grandes de mais.

Condicionado pela introdução do líquido, as partículas contidas no leito fluidificado são molhadas com o líquido na zona pulverizada e efectua-se uma secagem do filme do líquido sobre a superfície das partículas. Na restante zona do leito fluidificado não se verifica fora dos injectores uma secagem das partículas humidificadas essencialmente superficialmente. Em vez disso apenas é evaporada uma pequena parte da humidade contida nos poros das partículas, o que leva a um aumento da temperatura (média) das partículas. É necessário no entanto uma condução de gases do processo aquecidos também fora da zona de pulverização dos injectores em leitos fluidificados 5 ΡΕ1638678 usuais, de forma a misturar as partículas no aparelho e continuamente a promover partículas na zona de pulverização. Uma vez que a produção de enzimas é sensível à temperatura, não é possível alcançar com este processo conhecido o melhor rendimento da actividade das enzimas (baixa actividade relativa, relativamente à actividade da enzima originalmente utilizada, ou seja juntamente com enzima activa existe uma proporção grande de mais de enzimas inactivas ou destruídas, o que significa, que para a mesma quantidade de actividade total [actividade absoluta] é preciso introduzir mais enzima). Além disso não se podem evitar distribuições desiguais da temperatura no processo de produção.

Nesta realização do processo nos sistemas descritos, o tempo de permanência só pode ser diminuído, pelo facto de a secagem dos granulados não ocorrer até ao valor final necessário e/ou ser produzido um granulado enzimático de menores dimensões do grão, o que no entanto afecta a qualidade do granulado enzimático. Os granulados enzimá-ticos conhecidos de acordo com o estado da técnica têm uma elevada proporção de material de transporte inactivo e assim baixa actividade absoluta, uma elevada proporção de enzima inactiva (pouca actividade relativa), um baixo valor do tamanho médio do grão D50 (tamanho do grão, em que 50 % peso das partículas têm um diâmetro menor e 50 % peso das partículas têm um maior diâmetro que o tamanho médio do grão D50) ou um elevado teor de humidade ou na maior parte das vezes duas ou mais destas propriedades. 6 ΡΕ1638678

Por exemplo pode ser obtido segundo um dos processos descritos na WO 01/83727 A2 um rendimento de actividade enzimática de mais de 85% (relativamente à actividade enzimática total teoricamente possível) apenas com pequenas partículas e/ou um teor de humidade (humidade residual) de mais de 5%. A WO 98/55599 A2 por outro lado descreve um processo para produção de granulados enzimáticos com a utilização de um aparelho de extrusão e um aparelho "Rondier" com a utilização de um material de transporte (como amido de milho). Este processo também é descrito no exemplo 2 da WO 01/83727.

Com isto é conseguido um rendimento da actividade enzimática de 95% (actividade enzimática relativa) e um granulado com um tamanho médio do grão D50 de 600 pm, um teor de humidade de 5% e um factor de esfericidade de 1,4. Este processo apresenta a desvantagem de que um preparado enzimático tem de ser misturado com 27% de substância seca de amido numa proporção de peso de 1:2 para se obter uma mistura extrusível. 0 granulado enzimático obtido através do processo de extrusão apresenta por isso um teor de material enzimático activo de menos de 13% (actividade enzimática absoluta), relativamente à substância seca. O granulado enzimático obtido com o processo de secagem por pulverização de acordo com a WO 01/83727 é na 7 ΡΕ1638678 verdade um granulado com um factor de esfericidade num intervalo preferencial de 1 a 1,6 e também com partículas com um tamanho médio de grão D50 de 620 μπι (ver tabela 2 experiência 2), no entanto o teor de material de transporte inactivo é muito menor, o que faz com que o teor de enzima total (activa e inactiva) seja mais elevada do que o produto do processo descrito na WO 98/55599. Desvantajoso é no entanto no granulado enzimático segundo a WO 98/55599, como também se verifica no exemplo 2 mencionado da WO 01/837272, que a proporção relativa de enzima activa relativamente à quantidade total de enzima activa e inactiva, é claramente 85% mais baixa do que no processo de extrusão.

Segundo o método de trabalho descrito na WO 01/83727, os granulados enzimáticos são produzidos segundo o processo de acordo com a EP 0 332 929. Este método tem a característica que o conteúdo do leito se regula automaticamente (ver EP 0332 929, pág. 22, linha 27). Assim para uma determinada produção de granulação, o tempo de permanência não é mais controlável. Assim no exemplo 1 o conteúdo do leito fluidificado é de 3 kg e a produção de granulação é de 1,5 kg/hora, com granulação de uma solução salina aquosa com um teor de 23% peso de matéria seca. 0 tempo de permanência é assim neste caso fixado em 2 horas. Desta forma o tempo de permanência é ali determinado pela proporção do conteúdo do leito relativamente à produção de granulação em kg/hora. ΡΕ1638678

Objectivo da invenção é, criar um método para produção de granulados enzimáticos, em especial com baixo teor de pó, em que os granulados enzimáticos podem ser produzidos continuamente ou por processos descontínuos evitando distribuições desiguais da temperatura no processo de produção e com aumento do rendimento da actividade (relativa) de enzimas. Simultaneamente o controlo da granulação na produção deve ser melhorado. Objectivo importante da presente invenção é especialmente criar um método de granulação, que possibilite um tempo de permanência mais curto em comparação com os métodos de leito fluidificado conhecidos com condições de resto iguais, como a composição do concentrado enzimático, temperaturas do ar de secagem, tamanho médio do grão D50 dos granulados e esfericidade dos granulados. Este objectivo é atingido segundo a invenção através das propriedades características da reivindicação da patente 1, que descreve um método para além disso especialmente pacífico.

Segundo a invenção a produção de granulados enzimáticos ocorre através de uma associação entre as condições térmicas na zona de pulverização e as condições de temperatura nas restantes zonas do aparelho através das características mencionadas na parte caracterizante da reivindicação 1. Em especial podem ser atingidos tempos de permanência diminuídos relativamente aos métodos do estado da técnica, o que leva a uma maior actividade enzimática relativa dos granulados enzimáticos obtidos segundo o método mencionado na reivindicação 1. No processo segundo a 9 ΡΕ1638678 invenção isto é conseguido por a alimentação dos gases do processo aquecidos ocorrer principalmente para a secagem; ou seja em especial em mais de 80 %, preferencialmente exclusivamente para dentro da zona de pulverização. A alimentação segura de partículas na zona de pulverização ocorre especialmente através da configuração geométrica especial do aparelho com aproveitamento da gravidade, mas também pode ocorrer pneumaticamente ou através da combinação da configuração geométrica com aproveitamento da gravidade e alimentação pneumática. A vantagem da solução segundo a invenção de acordo com a reivindicação 1 consiste em que as condições de produção são adaptadas às propriedades dos materiais a serem produzidos. São evitadas tanto quanto possível distribuições desiguais de temperatura, pelo que também é obtido um aumento do rendimento de granulados enzimáticos.

Com a presente invenção também se consegue pôr à disposição um granulado enzimático com proporção de pó mais baixa e proporção (relativa) de enzima activa mais elevada do que no estado da técnica em combinação com um tamanho médio do grão D50 de 60 (em especial 100) μπι a 2000 μπι, boa estabilidade de armazenagem, especialmente um pequeno factor de esfericidade, e/ou baixo teor de humidade.

Os granulados enzimáticos obtidos segundo o processo segundo a invenção da reivindicação 1 e especialmente as reivindicações seguintes, apresentam estas 10 ΡΕ1638678 propriedades vantajosas. Estes podem ser utilizados de forma vantajosa na produção de todo o tipo de formulações interessantes, em especial através da adição de um ou vários materiais de transporte e/ou acondicionamento em formas de utilização apropriadas.

Outras apresentações vantajosas estão descritas nas outras reivindicações (que são aqui incluídas por referência), elas são explicadas em detalhe na parte da descrição, juntamente com a sua acção.

Os granulados enzimáticos produzidos de acordo com o processo segundo a invenção são altamente concentrados e hidrossolúveis ou dispersíveis em água e têm um tamanho médio do grão D50 de 60 a 2000 pm e são em especial caracterizadas por um teor de pó de < 800, preferencialmente menor que 500 ppm segundo o Heubachtest numa proporção de teor de enzima activa para a soma de teores de enzima activa e inactiva (actividade enzimática relativa) de 80% ou mais, especialmente 88% ou mais. A resistência à pressão dos granulados enzimáticos produzidos é de vantajosamente lOMPa ou mais elevado, numa possível forma de execução preferida da invenção de 20 a 50 MPa, e a densidade aparente é de 500 g/1 ou mais, numa possível forma de execução preferida 550 a 850 g/1. A distribuição dos tamanhos do grão, caracterizado pela proporção di0/d9o (definição: dio é o diâmetro do grão, em que 10% da massa do granulado é mais pequeno do que esse diâmetro, dgo é o diâmetro do grão, em que 90% da massa do granulado é mais 11 ΡΕ1638678 pequeno do que esse diâmetro) , encontra-se especialmente a 0,4 ou mais. A actividade absoluta da fitase de um granulado enzimático produzido vantajosamente segundo a invenção (aqui abrangendo fitase como enzima) é preferencialmente igual ou maior que 15 000 FTU/g. Aqui uma FTU é a actividade enzimática, que liberta 1 micromole de fosfato por minuto a 37°C sob condições de ensaio (0,25 M acetato de sódio, valor de pH de 5,5; 51 nM fitato de sódio). A invenção é posteriormente explicada mais pormenorizadamente com base numa forma de execução preferida. Nas figuras correspondentes é representado esquematicamente um equipamento para execução do processo segundo a invenção . A quantidade necessária de gás do processo aquecido 10 (em regra geral ar aquecido) para secagem dos granulados enzimáticos a produzir é conduzido para a câmara de fornecimento de ar 17, com secção transversal rectangular 9 e paredes laterais a delimitar 5. Na câmara de fornecimento de ar 17 o gás do processo 10 distribui-se e entra através de fendas 1 na área de processamento 8 sob a forma de feixes de gás 2. A corrente de gás do processo que entra preferencialmente horinzontalmente na fenda de entrada 1, é desviada pelo elemento de desvio 3 preferencialmente para cima para dentro da área de processamento 8 e segue como uma espécie de jacto livre para dentro do aparelho. Para além disso a secção transversal do aparelho pode ser aumentada opcionalmente para a zona de expansão 12 ΡΕ1638678 14, de forma que a velocidade da corrente de gás do processo é diminuída de forma contínua para cima. 0 gás abandona o aparelho como gás de escape 11 por cima da zona de expansão 14 sobre a zona de saída de ar 19, em que pode ser integrado opcionalmente um sistema de remoção de poeiras (p. ex. filtro de cartuchos ou elementos de filtros têxteis).

Na área de processamento 8 encontra-se uma quantidade de partículas, que são arrastadas para cima pelo feixe de gás do processo. Na área superior da área de processamento 8, assim como na zona de expansão 14 que se encontra por cima, a velocidade diminui, de forma que as partículas em corrente para cima saem de lado do feixe de gás 23 e caem para trás na área de processamento 8. A área de processamento 8 é limitada na parte inferior por paredes laterais 29 inclinadas. Condicionado por esta inclinação lateral as partículas são levadas pela acção da gravidade através da zona de refluxo 24 na direcção da fenda de entrada de gás 1, onde são de seguida arrastadas novamente pelo gás do processo para a área de processamento 8.

Através deste mecanismo forma-se uma circulação de matéria sólida 15 muito uniforme, constituída por uma corrente para cima e um refluxo na direcção da entrada de gás do processo. Assim também com uma quantidade muito pequena de partículas existe na área de processamento 8 na região central acima do elemento de desvio 3 uma elevada densidade de partículas. Nesta zona estão dispostos um ou 13 ΡΕ1638678 vários injectores de pulverização 7, que pulverizam no mesmo sentido para cima para o feixe de gás do processo e servem para introdução da formulação enzimática liquida.

Através da elevada carga de partículas na região central obtém-se na zona de pulverização 22 condições muito vantajosas para a transição de calor e matéria. Além disso é conseguido que o liquido se separe tanto quanto possível das partículas e estas são assim molhadas uniformemente na superfície das partículas. 0 molhar uniforme com simultânea elevada circulação de matéria sólida entre a zona de pulverização e a zona de refluxo 24 faz com que se forme um filme de líquido uniforme. Através do processo de secagem, o liquido evapora e abandona juntamente com o gás de escape 11 o aparelho. A matéria sólida compreendida na formulação permanece na superfície das partículas. Desta forma os granulados crescem muito uniformemente e de forma homogénea, o que leva a uma distribuição do tamanho do grão muito estreita. Através da corrente de matéria sólida formada em forma semelhante a um círculo na área de processamento 8, é formada na zona dos injectores de pulverização 7 e 6 uma zona de secagem por pulverização e subsequentemente a isso uma zona de granulação. 0 gás do processo pode arrastar para fora uma parte das partículas assim como matéria-prima e pós como gás de escape 20 carregado de matéria sólida da área de processamento 8. Para captação destas partículas pode ser utilizado o sistema de filtros ou instalações de eliminação 14 ΡΕ1638678 de pó conectadas em série ao aparelho integrados opcionalmente na zona de sarda de ar 19. No caso de instalações de eliminação de pó 25 integradas, podem ser utilizados por exemplo impulsos de ar comprimido 18, de forma a conduzir de volta as partículas retidas como matéria sólida 21 separada para a área de processamento 8.

Em comparação com os aparelhos de leito fluidificado com instalações de filtros integrados, o retorno de pó é facilitado por a corrente de gás do processo direccionada para cima ser essencialmente limitada localmente e assim as partículas a serem conduzidas para trás podem poisar de forma segura fora do feixe de gás. Através do efeito de sucção perto da fenda de entrada de gás 1, este mecanismo é adicionalmente reforçado. Alternativamente as partículas separadas do ar de saída ou partículas contendo enzimas obtidas de outra forma (ver abaixo) podem ser conduzidas de volta à área de processamento 8. Para isso podem estar dispostas na zona inferior das paredes laterais inclinadas 29 diferentes tipos de alimentação 26. Condicionado pela alta velocidade do feixe de gás do processo na vizinhança da fenda de entrada de gás 1, as partículas finas são aspiradas e conduzidas para a zona de pulverização 22, onde são molhadas com líquido e participam no processo de crescimento.

Placas deflectoras 16 instaladas opcionalmente ajudam o feixe de gás, aumentam o efeito de sucção e melhoram a alimentação de material sólido para dentro da 15 ΡΕ1638678 zona de pulverização 22. Efeitos de aglomeração que surjam eventualmente são minimizados, pois na zona de pulverização surgem velocidades de correntes muito elevadas e assim forças dissociativas mais elevadas do que nos leitos fluidificados. Desta forma as partículas são separadas e crescem para granulados muito esféricos. 0 perfil da corrente dos gases do processo na área de processamento 8 provoca além disso que as partículas finas conduzidas de volta pelas instalações de filtros opcionalmente integradas na área de processamento, não caiam de volta na zona de pulverização 22. Desta forma é impedida a adesão de partículas finas e os processos de formação de aglomerados dai subsequentes.

Para a execução continua do processo o aparelho pode ser equipado opcionalmente com diferentes sistemas de entradas 13 para matérias sólidas. Desta forma podem ser conduzidas por exemplo partículas enzimáticas para o processo, que p. ex. são obtidas através de trituração de por exemplo granulados (grandes de mais) ou/e que são constituídas por granulados pequenos demais, ou que são constituídas por uma ou várias partículas enzimáticas ou eductos contendo enzimas sob a forma de pós e/ou poeiras suficientemente finos obtidos de outra forma. Este tipo de partículas enzimáticas ou eductos contendo enzimas (produtos intermédios contendo enzimas) podem ser produtos de outras fases do processo ou procedimentos (p. ex. secagem por pulverização de soluções enzimáticas). A 16 ΡΕ1638678 proporção destes produtos intermédios contendo enzimas introduzidos perfaz em especial 1 % peso ou mais, numa possível forma de execução preferida da invenção 5 a 20 % peso. Também é possível e pode ser vantajoso, que as partículas enzimáticas introduzidas sejam produzidas de uma suspensão enzimática através de secagem por pulverização separada. Também é possível numa possível forma de execução vantajosa da invenção, adicionar desde logo o início partículas enzimáticas. Estas partículas servem então como sementes de granulação ou como recheio inicial para diminuição do tempo de arranque. Além disso aqui podem ser introduzidos aditivos na sua forma sólida no processo, que devem ser incorporados nos granulados enzimáticos. Numa outra possível forma de execução preferida podem, preferencialmente antes ou especialmente simultaneamente com ou após o passo a., como é mencionado anteriormente ou pósteriormente, ser adicionados no início ou durante o processo de granulação, em vez de partículas enzimáticas outros materiais particulares de grão fino até granular (tamanho da partícula preferencial menor que 0,5 mm, preferencialmente 0,1 a 0,2 mm), preferencialmente materiais inertes particulares (ou seja em primeira linha enzimaticamente não activos), por exemplo para regulação da actividade dos granulados enzimáticos, como através de introdução de núcleos inertes correspondentes, como núcleos salinos inertes, como material de semente. A proporção de peso dos núcleos inertes pode perfazer por exemplo entre 0 e 95 % peso do granulado enzimático final. 17 ΡΕ1638678

Alternativamente ou complementar a esta forma de execução podem ser conduzidos durante os processos de secagem e de granulação ou durante uma ou várias fases deste processo, um ou vários materiais inertes, como especialmente sais e/ou aglutinantes, não apenas como material de núcleo ou sementes, mas para diluição da ou das enzimas ou especialmente da actividade enzimática (absoluta, ou seja contendo componentes enzimáticos activos e inactivos) na matriz dos granulados enzimáticos (ou seja distribuídos no interior de partes ou da matriz total), o que representa uma outra forma de execução especialmente preferida da invenção. 0 ou os materiais inertes podem ser conduzidos como matéria sólida, por exemplo através de sistemas de entrada para matérias sólidas como 13, incluídas na(s) solução(ões) enzimática(s) [=formulação(ões) enzimática(s) líquida(s)] (dissolvida e/ou em suspensão), e/ou em especial numa ou em várias (preferencialmente aquosas) soluções, suspensões ou massa fundida separadas da solução enzimática, em especial nos feixes de gás 2, através das alimentações 26 e/ou em primeira linha através de injectores por exemplo na zona de pulverização 22. No último caso a solução ou suspensão ou além disso massa fundida do ou dos materiais inertes (por exemplo um sal, como um sal inorgânico de um metal ferroso (por exemplo alcalino) , como sulfato de sódio ou cloreto de sódio, preferencialmente na presença de um aglutinante) pode ser pulverizado através de um ou vários injectores separados junto do ou dos injectores para a pulverização da solução enzimática em especial na região dos feixes de gás 2, ou podem ser 18 ΡΕ1638678 utilizadas de forma vantajosa 3 ou "Mehrstoffdusen". Neste caso os líquidos são conduzidos separados para as respec-tivas partes dos injectores e numa forma de execução favorável da invenção pulverizados com gás (preferencialmente sob pressão), como gás pressurizado, que é igualmente conduzido. 0 injector possui vantajosamente uma série de tubos concêntricos, através dos quais são conduzidos os líquidos e o ar do injector. Por exemplo um primeiro líquido pode ir através do tubo interior, um segundo liquido através da fenda anular a seguir mais exterior co-axial e o gás para pulverização através de uma outra fenda anular ainda mais exterior co-axial ("Dreistoffdusen") , ou um primeiro líquido é pulverizado através do tubo interior, o gás para pulverização através de uma primeira logo a seguir fenda anular mais exterior co-axial, um segundo líquido através de uma outra fenda anular a seguir mais exterior co-axial e um gás adicional para pulverização através de uma terceira fenda anular mais exterior co-axial ("Vierstoffdusen").

Este condução de material inerte (como semente no núcleo, como aditivo na matriz dos granulados ou ambos) possibilita, regular arbitrariamente de forma muito precisa (ou seja entre ligeiramente acima de 0 a 100% da actividade absoluta máxima possível) as actividades absolutas desejadas (actividade por cada quantidade de peso de granulado) , no caso de elevada actividade relativa do material enzimático utilizado (pouca inactivaçao), sem alterar os restantes parâmetros do granulado enzimático, como o tamanho do grão ou a ausência de pó. Ela pode ocorrer em 19 ΡΕ1638678 funcionamento contínuo ou em funcionamento em descontínuo (em batch) com cargas. A proporção da adição de material inerte pode perfazer 0 a quase 100%, por exemplo de 0,1 a 95 % peso, relativamente à proporção da matéria sólida do granulado enzimático. O tamanho do grão do material inerte pode ser arbitrário, desde que seja introduzido dissolvido, na utilização de matéria sólida em pó ou como suspensão o tamanho do grão vantajosamente é de 200 pm ou menos, em especial 100 pm ou menos.

Descrita é assim também a utilização de materiais inertes nos processos descritos anteriormente e posterior-mente para regulação de uma determinada actividade enzimá-tica absoluta do granulado enzimático (actividade enzimá-tica por quantidade (de peso) do granulado enzimático).

Além disso o aparelho pode estar provido com unidades de descarga 4, de forma a se poder retirar partículas da área de processamento 8. Isto pode ocorrer por exemplo através de um escoadouro ou uma unidade de descarga volumétrica (p. ex. um alimentador rotativo) ou também através de um separador por gravidade (p. ex. um separador Zick-Zack com "Sichtgas" ou um separador com coluna montante).

Opcionalmente podem ser afixadas unidades mecânicas 27 na área de processamento 8, no entanto preferencialmente na parte da zona de refluxo 24 nas paredes inclinadas, de forma a produzir através de trituração 20 ΡΕ1638678 suficiente material fino como sementes para o processo de formação de granulados. Além disso a zona de refluxo 24 pode ser utilizada opcionalmente para posicionamento de aquecimentos ou outros dispositivos de transferência de calor 28. Por exemplo a parede do aparelho pode estar construída com parede dupla, para por exemplo utilizá-la para aquecimento ou arrefecimento com a utilização de agentes de transferência térmica líquidos ou gasosos. Alternativamente podem também ser utilizados aquecedores por microondas, de forma a secar posteriormente ou pré-aquecer as partículas na zona de refluxo 24.

Na área de processamento 8 ou nas partes do aparelho que se encontram por cima, p. ex. na zona de expansão 14 e na zona de saída de ar 19, podem ser opcionalmente dispostos injectores de pulverização 6, que preferencialmente pulverizam para baixo, mas também parcialmente para cima. Aqui pode também ser pulverizado a formulação enzimática líquida, de forma a por exemplo através de secagem por pulverização gerar sementes de granulação no aparelho. Alternativamente através de alguns dos dispositivos de pulverização 6 e 7 podem ser pulverizados aditivos ou outros componentes na sua forma líquida e assim ser incorporadas de forma homogénea na estrutura do granulado. Quando os injectores de pulverização 7 atravessam a câmara de fornecimento de ar 17 com gás quente, opcionalmente as partes que conduzem o líquido podem estar equipadas com isolamento ou diferentes sistemas de arrefecimento 12, para impedir danos das formulações líquidas. 21 ΡΕ1638678

Para diminuição da sensibilidade à água e/ou para controlo da hidrossolubilidade dos granulados enzimáticos produzidos segundo a invenção, estes podem ser providos com um revestimento protector num subsequente processo separado através de coating.

Como vantagem adicional do processo segundo a invenção é de mencionar a construção muito simples que está associada a uma elevada segurança de funcionamento e insensibilidade às avarias com uma muito boa facilidade de limpeza. Assim são conseguidas condições de produção melhoradas em especial no que concerne aos requisitos de higiene na mudança de produto com matéria biológica.

Exemplos: A invenção é esclarecida com base nos seguintes exemplos concretos de utilização, sem que seja por isso limitada de alguma forma.

Exemplo 1; Produção de granulados enzimáticos

Foi vaporizada uma formulação enzimática, que continha adicionalmente à solução enzimática um estabilizador assim como componentes ligantes e uma concentração final de matéria sólida de aproximadamente 22 porcento de massa, para dentro de um aparelho que é caracterizado pela construção anteriormente descrita. A área de processamento é caracterizada por uma secção transversal rectangular e tem por cima das paredes laterais inclinadas uma área de 22 ΡΕ1638678 secção transversal de 0,15 x 0,2 = 0,03 m2 e uma altura de aproximadamente 1 m. A condução da corrente de ar do processo aquecido a aproximadamente 140°C a aproximadamente 180 kg/h ocorreu através de 2 fendas de condução de gás que percorrem ao longo através do aparelho. A formulação liquida foi pulverizada através de uma "Zweistoffduse" que pulveriza verticalmente para cima com ar comprimido para o feixe de ar do processo com uma corrente de massa de aproximadamente 50 g/min. Na área de processamento encon-travam-se aproximadamente 500 g de partículas enzimáticas. Através do processo de evaporação, o ar do processo arrefeceu e abandonou o aparelho com aproximadamente 45°C. A remoção do pó da saída de ar ocorreu através de um ciclone conectado em série ao aparelho, e a matéria sólida precipitada foi conduzida gravimetricamente para a zona de processamento na vizinhança da fenda como material de semente. A remoção dos granulados da área de processamento ocorreu do lado da frente com a utilização de um crivo. As partes finas separadas no separador foram pneumaticamente soprados de volta para a área de processamento. O granulado removido tem uma densidade aparente de 800 g/1 e a seguinte distribuição de tamanhos de grão (análise do crivo): > 400 pm: 0,8 % massa 315.. .400 pm: 6,8 % massa 250 ... 315 pm: 15,3 % massa 160.. .250 pm: 42,3 % massa 100 ... 160 pm: 24,9 % massa 0...100 pm: 9,9 % massa 23 ΡΕ1638678

Exemplo 2: Granulado enzimático com fitase de Aspergillus nlqer

Fitase disponível comercialmente (Natuphos 5000L, BASF, Ludwigshafen, Alemanha) foi filtrado duas vezes com água desmineralizada e um ultrafiltro com um tamanho de poros, que não deixam passar a enzima, de forma a remover agentes conservantes e sais. A enzima é subsequentemente ultrafiltrada, para se obter um preparado enzimático líquido altamente concentrado. A 25 % peso deste preparado enzimático líquido com uma actividade da fitase de 24 000 FTU/g e um teor seco de 25 % peso foi adicionado álcool polivinílico como agente aglutinante. Os restantes 75 % peso da solução foram secos por pulverização a uma temperatura de entrada do ar de 180°C e uma temperatura de saída de ar de 70 °C no aparelho mencionado no exemplo 1. O pó enzimático seco por pulverização é colocado num recipiente à prova de poeiras acoplado. Resultou um pó enzimático com uma actividade de fitase de 90 000 FTU/g e 95 % de substância seca. O recipiente com o pó enzimático seco por pulverização é acoplado ao sistema de entrada 13 com um sistema de ligação à prova de pó. 0 preparado enzimático líquido é pulverizado com uma bomba doseadora através de um injectores de pulverização na área de processamento 8. - 24 - ΡΕ1638678 0 preparado enzimático líquido e o pó enzimático são conduzidos numa razão de massa de 4:1. A temperatura de entrada é de 120°C, e a temperatura de saída de ar de 160 °C. É originado um granulado-fitase com as propriedades indicadas na tabela 1. O teor de fitase activa e inactiva é determinado com a utilização da forma de procedimento descrito na EP 0 420 356 para caracterização de Aspergillus ficuum-fitase - a referência é aqui para este efeito incluída por referência.

Tabela 1: Propriedades dos granulados-fitase segundo o exemplo 2

Propriedade Valor numérico Factor de esfericidade \—1 Humidade residual 5 % Rendimento da actividade 97 % Teor de enzima activa/teor 95 % de enzima total Actividade 83 000 FTU/g Tamanho médio do grão D50 6 40 pm Proporção do tamanho do grão 0,7 dio/dgo Densidade aparente 590 g/1

Exemplo 3: Utilização de soluções de sal/ligante E utilizada uma instalação piloto com 4 câmaras 25 ΡΕ1638678 de fornecimento de ar e 4 injectores. Como enzima é utilizada uma protease. Encontra-se utilização de sais ferrosos alcalinos inorgânicos e agente ligante usual para as componentes sal/ligante. A proporção dos componentes é indicado em % peso ("%"). a) Solução enzimática pura e solução sal/ligante são conduzidos respectivamente em diferentes injectores, a quantidade de água diluida é regulada o mais igual possível:

Solução enzimática (fria) Suspensão sal/ligante (65 °C) Câmaras 3 1 Concentração o o 18 50 Quantidade pulverizada Kg/h 22 12 Água por injector Kg/h 6,0 6 Proporção do produto O. "0 39,8 60,2 Temperatura de fornecimento de ar °C 125 Temperatura de saída de ar °c 55 b) Solução enzimática e solução sal/ligante são conduzidas misturadas em todas os injectores: 26 ΡΕ1638678

Proporção enzimática Proporção sal+ligante Câmaras 4 Proporção em solução o 0 10 24 Quantidade pulverizada Kg/h 30 Água por injector Kg/h 4, 95 Proporção do produto o 0 29,4 70,6 Temperatura de fornecimento de ar °c 115 Temperatura de saída de ar °c 50 c) Solução enzimática e solução sal/ligante sao conduzidos separadamente através de "Dreistoffdusen"

Solução enzimática (fria) Suspensão sal+ligante (65 °C) Câmaras 4 Concentração o 0 15 50 Quantidade pulverizada Kg/h 15 20 Água por injector Kg/h 5, 7 Proporção do produto o 0 18, 4 81,6 Temperatura de fornecimento de ar °C 120 Temperatura de saída de ar °c 55 27 ΡΕ1638678 d) A solução enzima-ligante é pulverizada e pó salino é conduzido em forma sólida

Solução enzima- ligante (fria) Pó salino < 3 0 μπι Câmaras 4 Concentração o 0 15 100 Quantidade pulverizada Kg/h 20 25 Água por injector Kg/h 4, 3 Proporção do produto o 0 10,7 89,3

Resumindo, o seguinte é verificado: A invenção refere-se a um método para produção de granulados enzimáticos. Objectivo da invenção é, criar um método para produção de granulados enzimáticos, no qual os granulados enzimáticos podem ser produzidos continuamente ou descontinuamente evitando distribuições desiguais de temperaturas no processo de produção e com aumento do rendimento da actividade das enzimas. Simultaneamente é melhorado o controlo da granulação na produção. Os granulados enzimáticos obtidos com o processo e a sua utilização são patenteados.

Segundo a invenção a produção de granulados enzimáticos ocorre através da associação entre as condições 28 ΡΕ1638678 térmicas na zona de pulverização e as condições da temperatura nas restantes zonas do aparelho. No processo segundo a invenção isto é conseguido, por a condução dos gases do processo aquecidos para a secagem ocorrer exclusivamente na zona da pulverização. A condução segura de partículas para dentro da zona de pulverização ocorre através da configuração geométrica especial do aparelho com aproveitamento da gravidade.

Lisboa, 16 de Dezembro de 2011

Claims

ΡΕ1638678 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para produção de granulados enzimá-ticos, caracterizado por a. uma ou várias formulações enzimáticas líquidas serem pulverizadas através de dispositivos de pulverização, essencialmente num feixe de gás carregado de matéria sólida, b. as partículas de matéria molhadas com líquido no feixe de gás aquecido serem submetidas a um processo de secagem e de granulação, c. as partículas serem separadas do feixe de gás após um período de permanência e serem reconduzidas para a área de processamento, d. as partículas serem conduzidas para a zona de entrada do gás, e. partículas finas, poeiras e partículas arrastadas pelo gás do processo serem separadas e serem conduzidas outra vez para o processo como material de semente para o processo de formação de granulados, f. através de alimentação de material no feixe de gás ser produzido corrente de matéria sólida semelhante a círculos que se encontra na direcção axial da área de reacção.
2. Método para produção de granulados enzimá-tico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a. uma ou várias formulações enzimáticas líquidas 2 ΡΕ1638678 serem pulverizadas através de dispositivos de pulverização, num feixe de gás carregado de matéria sólida, b. as partículas de matéria molhadas com líquido no feixe de gás aquecido serem submetidas a um processo de secagem e de granulação, c. as partículas serem separadas do feixe de gás após um período de permanência e serem reconduzidas para a área de processamento, d. as partículas serem conduzidas através da gravidade pelas superfícies inclinadas da zona de entrada do gás, e. partículas finas, poeiras e partículas arrastadas pelo gás do processo serem separadas e serem conduzidas outra vez para o processo como material de semente para o processo de formação de granulados, f. através de alimentação de material no feixe(s) de gás conduzido(s), através das fendas de entrada preferencialmente simetricamente à rotação ou esticadas, ser produzido corrente de matéria sólida semelhante a círculos que se encontra na direcção axial da área de reacção.
3. Método de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, os granulados enzimáticos serem retirados através de diferentes dispositivos de separação da área de processamento.
4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, os granulados enzimáticos serem retirados através de diferentes unidades de descarga volumétricas da área de processamento. 3 ΡΕ1638678
5. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 2 a 4, caracterizado por, granulados enzi-máticos grandes demais ou pequenos demais retirados do processo serem separados do produto comercial.
6. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, granulados enzi-máticos pequenos demais retirados do processo serem reconduzidos para a área de processamento como material de semente.
7. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, granulados enzi-máticos grandes demais retirados do processo serem triturados através de qualquer dispositivo de trituração e serem reconduzidos para a área de processamento como material de semente.
8. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, os granulados enzi-máticos reconduzidos para a área de processamento serem tratados termicamente.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por, os granulados enzimáticos reconduzidos para a área de processamento serem secos ou pré-aquecidos. 4 ΡΕ1638678
10. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 9, caracterizado por, os granulados enzi-máticos reconduzidos para a área de processamento serem triturados.
11. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 10, caracterizado por, os granulados enzimáticos serem produzidos a partir de diferentes aditivos e com diferentes proporções de mistura.
12. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 11, caracterizado por, as partículas de material serem submetidas após uma secagem por pulverização prévia a um processo de granulação.
13. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 12, caracterizado por, ao processo de granulação serem conduzidos 1 % peso ou mais, preferencialmente 5 a 20 % peso produto de granulado final em forma de pó, obtido de acordo com uma das reivindicações anteriores 1 a 12, e/ou partículas enzimáticas obtidas de outra forma e/ou um ou vários produtos intermédios escolhidos entre pós e poeiras contendo enzimas.
14. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 13, caracterizado por, os granulados enzimáticos obtidos serem revestidos num passo seguinte com um filme hidroprotector através de revestimento. 5 ΡΕ1638678
15. Método de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 14, caracterizado por, a média do período de permanência das enzimas na área de processamento aquecida ser menos de 1,5 horas, preferencialmente menos de 0,5 horas.
16. Método de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, preferencialmente antes ou especialmente simultaneamente com ou após o passo a., como é referido numa das reivindicações 1 ou 2, ou durante o processo de granulação, ser conduzido como material de semente materiais particulares de grão fino até granular, preferencialmente materiais inertes particulares, para o processo de secagem e de granulação.
17. Método de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2 ou de acordo com uma das reivindicações 3 a 15 ou 16, caracterizado por, durante os processos de secagem e de granulação ou durante partes destes processos, serem conduzidos um ou vários materiais inertes como material de núcleo ou sementes, e/ou como aditivo na matriz do granulado enzimático ou em partes deste para diluição da ou das enzimas.
18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por, o ou os materiais inertes serem conduzidos como matéria sólida incluídos na solução enzimática e/ou numa ou em várias soluções, suspensões ou massa fundida separadas da solução enzimática. 6 ΡΕ1638678
19. Método de acordo com uma das reivindicações 17 ou 18, caracterizado por, uma ou várias soluções e/ou suspensões do ou dos materiais inertes serem pulverizadas através de um ou vários injectores separados, junto do ou dos injectores para a pulverização da formulação enzimática durante o processo de secagem e de granulação, ou durante partes destes.
20. Método de acordo com uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado por, serem utilizados um ou vários "Mehrstoffdusen" e um gás para pulverização de uma ou várias soluções ou suspensões de um ou mais materiais inertes. Lisboa, 16 de Dezembro de 2011