WO2023128332A1 - 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법 - Google Patents

유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023128332A1
WO2023128332A1 PCT/KR2022/019336 KR2022019336W WO2023128332A1 WO 2023128332 A1 WO2023128332 A1 WO 2023128332A1 KR 2022019336 W KR2022019336 W KR 2022019336W WO 2023128332 A1 WO2023128332 A1 WO 2023128332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
biomass
core material
granules
biomass granules
fermentation broth
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019336
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이인
정아영
안준갑
임진성
Original Assignee
씨제이제일제당 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 씨제이제일제당 (주) filed Critical 씨제이제일제당 (주)
Priority to CN202280086769.2A priority Critical patent/CN118475248A/zh
Priority to MX2024007622A priority patent/MX2024007622A/es
Priority to AU2022429076A priority patent/AU2022429076A1/en
Publication of WO2023128332A1 publication Critical patent/WO2023128332A1/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L17/00—Food-from-the-sea products; Fish products; Fish meal; Fish-egg substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A23L17/60—Edible seaweed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/175—Amino acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/185—Vegetable proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P10/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
    • A23P10/20—Agglomerating; Granulating; Tabletting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/10—Coating with edible coatings, e.g. with oils or fats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/10—Coating with edible coatings, e.g. with oils or fats
    • A23P20/105—Coating with compositions containing vegetable or microbial fermentation gums, e.g. cellulose or derivatives; Coating with edible polymers, e.g. polyvinyalcohol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/10—Coating with edible coatings, e.g. with oils or fats
    • A23P20/15—Apparatus or processes for coating with liquid or semi-liquid products
    • A23P20/18—Apparatus or processes for coating with liquid or semi-liquid products by spray-coating, fluidised-bed coating or coating by casting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/20—Natural extracts
    • A23V2250/202—Algae extracts

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing biomass granules with improved fluidity, comprising the step of spraying and coating a biomass fermentation broth or concentrate on a specific core component.
  • Microalgae are one of the longest-lived organisms on Earth, and they not only produce biomass but also capture carbon dioxide from the atmosphere.
  • biomass is a general term for biological organisms such as plants that synthesize organic matter by receiving solar energy and animals and microorganisms that use them as food.
  • the purpose of drying the biomass derived from microalgae is because the yield is good in the conversion of high value-added substances such as biodiesel and omega 3.
  • Korean Patent Publication No. 10-2012-0055918 discloses a method for producing bio-oil from fibrous biomass using thraustochytrid microalgae
  • Korean Patent Publication No. 10-2012-0125194 discloses microalgae in beer industrial wastewater.
  • a method for producing biomass by culturing discloses a method for producing biomass using microalgae.
  • the process of producing dry biomass is divided into a process of harvesting largely cultured microalgae and a dehydration and drying process of removing moisture from the harvested microalgae.
  • cultured microalgae must be harvested.
  • Technologies for harvesting microalgae include membrane filtration, coagulation, centrifugation, etc. Among them, membrane filtration is mainly used as a technology with high possibility of mass production.
  • Biomass is a fermentation broth containing oxidation-sensitive components, and oxidation-sensitive components often contain lipids, particularly polyunsaturated fatty acids. Due to the high lipid content, when dried through a generally used drum dryer or spray dryer, the particle size and bulk density are not good, and the flowability is low, so there is a limit to its use as an actual product.
  • the present inventors have tried to develop a method for improving the physical properties of biomass.
  • a specific core component is added to the fluidized bed granulator and biomass granules are prepared by spray coating the biomass fermentation broth at the bottom of the fluidized bed granulator, the natural density ( The present invention was completed by confirming that the bulk density increased and free-flowing was possible.
  • Another object of the present application is to provide a biomass granule with improved flowability, comprising a core material that is an amino acid or plant-derived protein, and a biomass fermentation broth or concentrate, wherein the core material is coated with the biomass fermentation broth or concentrate. is to do
  • the biomass fermentation broth or concentrate of step 1) may be obtained by culturing microalgae belonging to the genus Schizochytrium or the genus Thraustochytrium .
  • the biomass fermentation broth or concentrate may include microalgae of the genus Schizochytrium or Thraustochytrium .
  • schizochytrium genus is one of the genus names belonging to the Thraustochytriaceae family of the order Thraustochytriales, and is used interchangeably with the term “genus Schizochytrium ". It can be.
  • Thraustochytrium genus is one of the genus names belonging to the Thraustochytriaceae family of the Thraustochytriales order, and the term “Thraustochytrium genus (genus Thraustochytrium )” may be used interchangeably. .
  • microalgae refers to organisms that cannot be seen with the naked eye among plants that photosynthesize with chlorophyll and can only be seen through a microscope and live freely floating in water, and are also called phytoplankton.
  • the core material of step 2) may be a protein, amino acid or plant-derived protein.
  • the amino acid is any one selected from the group consisting of Lysine (Lys), Methionine (Met), Tryptophan (Trp), Histidine (His), and Arginine (Arg). It may be more than one, but is not limited thereto.
  • the plant-derived protein may be Soy Protein Concentrate (SPC) or Soy Bean Molasses (SBM), but is not limited thereto.
  • Step 2) is performed using a fluid bed granulator.
  • the biomass solids and the core material to be produced into granules are fluidized inside the fluidized bed granulator, and the biomass fermentation broth or concentrate to be coated on the biomass solids and the core material is sprayed from the bottom of the fluidized bed granulator.
  • the step 2) may be performed by a bottom spray coating method or a bottom spray coating method, and may be preferably performed by a bottom spray coating method.
  • the bottom spray coating method compared to the top spray coating method, there is an advantage that granular/spray coating may be possible even if the amount of the core material is small.
  • biomass granules with improved fluidity comprising a core material that is an amino acid or plant-derived protein, and a biomass fermentation broth or concentrate, wherein the core material is coated with the biomass fermentation broth or concentrate.
  • the biomass fermentation broth or concentrate may include microalgae of the genus Schizochytrium or Thraustochytrium .
  • biomass fermentation broth or concentrate may form a coating layer that coats the core material, and in this specification, “biomass fermentation broth or concentrate” may be used interchangeably with the term “coating solution”.
  • the coating may be performed by a bottom spray coating method.
  • the biomass granules may include 5% by weight or more of the core material based on the total weight of the biomass granules, 5 to 30% by weight, 5 to 25% by weight, 10 to 30% by weight, 10 to 25% by weight, 15 to 30% by weight It may contain 15 to 25% by weight.
  • the amino acid is any one selected from the group consisting of Lysine (Lys), Methionine (Met), Tryptophan (Trp), Histidine (His), and Arginine (Arg). It may be more than one, but is not limited thereto.
  • the plant-derived protein may be Soy Protein Concentrate (SPC) or Soy Bean Molasses (SBM), but is not limited thereto.
  • the biomass granules contain amino acids or plant-derived proteins as a core material, and the protein content may be 15% by weight or more, 10% by weight or more, or 5% by weight or more based on the total weight of the biomass granules.
  • the biomass granules are:
  • biomass granules by spray-coating the fermentation broth or concentrate of 1) on the core material; It may be produced by a method for producing biomass granules comprising a.
  • the angle of repose (°) of the biomass granules may be 33° or less, 31° or less, or 30° or less.
  • the angle of repose is one of the methods for evaluating the fluidity of the granules, and refers to measuring the angle of a triangular-shaped granule pile formed by flowing a certain amount of granules using an angle of repose measuring instrument.
  • the angle can be calculated by obtaining tan ⁇ by measuring the base and height of the triangle can The smaller the angle of repose, the better the flowability.
  • the biomass granules may have a Carr's index value of 15% or less, 14% or less, or 13% or less.
  • the Carr's index is one of the methods for evaluating the fluidity of the granules, and can be calculated by substituting the measured packing density and natural density of the granules into the following formula.
  • the biomass granules contain amino acids or plant-derived proteins as core materials and thus have a high protein content.
  • the angle of repose is low and the Carr's index value is low, so the fluidity is improved, so the usability is high compared to the biomass powder prepared by the conventional method.
  • the biomass produced by the biomass production method with improved flowability of the present invention uses a solid core component in the spray coating process, so that the bulk density is increased compared to that of no core component or using the same biomass dry matter. It is possible to secure a dry product capable of free-flowing.
  • Schizochytrium fermentation broth was recovered from the fermenter to produce biomass flour. Specifically, Schizochytrium sp.
  • the strain was cultured for 60 hours in a 5L fermentor by supplying 35% of the glucose carbon source compared to the total culture medium.
  • the culture was carried out for about 20 hours at 30 ° C. and 150 rpm in a 500 mL flask using a sterilized MJW02 medium.
  • Seed culture flasks were dispensed and inoculated into a 5L fermenter and cultured in a sterile MJW02 medium and a culture environment of 30 ° C, 500 rpm, 1.5 vvm, and pH 5-8.
  • Example 1-1 Preparation of biomass granules containing lysine as core material
  • the fermentation-completed biomass fermentation broth was dried to prepare biomass granules containing lysine as a core material.
  • biomass solid content (g) and 50 g of lysine were introduced as a core material using a fluidized bed granulator (Daesung Machinery Co., Ltd., PD-40), and the injection air temperature was 100 to 130 ° C., and the dryer internal temperature was 60 to 80 ° C. Then, 1400 to 1600 g of the biomass fermentation broth was spray-dried for about 2 hours in a bottom spray coating method to form fluidized bed granules. The core material was prepared at a level of 20% in the final dried sample. Table 1 shows the content of the fermented broth (g) and the content (%) of the core material in the final sample. In Table 1, the biomass solid content (g) is a calculation of the solid content contained in the biomass fermentation broth.
  • Example 1-2 Preparation of biomass granules containing methionine as core material
  • biomass granules containing methionine as a core material were prepared in the same manner as in Example 1-1.
  • biomass granules containing tryptophan as a core material were prepared in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 1-4 Preparation of biomass granules containing histidine as core material
  • Biomass granules containing histidine as a core material were prepared in the same manner as in Example 1-1 by applying the contents described in Table 1.
  • Example 1-5 Preparation of Biomass Granules Containing Arginine as a Core Material
  • biomass granules containing arginine as a core material were prepared in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 1-1 Example 1-2 Example 1-3 Example 1-4 Example 1-5 core material amino acid Lys Met Trp His Arg Core material content (g) 50 Sprayed biomass fermentation broth (g) 1528 1476 1510 1498 1532 Biomass solids (g) 191 185 189 187 192 Core material content in final sample (%) 20.7 21.3 20.9 21.1 20.7
  • the fermentation-completed biomass fermentation broth was dried to prepare biomass granules containing soybean protein concentrate as a core material.
  • Example 1-7 Preparation of Biomass Granules Containing Soy Bean Molasses as a Core Material
  • Biomass granules containing soybean meal as a core material were prepared in the same manner as in Examples 1-6 by applying the contents shown in Table 2.
  • Example 1-6 Example 1-7 core material plant protein SPC SBM Core material content (g) 50 Sprayed biomass fermentation broth (g) 1485 1507 Biomass solids (g) 186 188 Core material content in final sample (%) 21.2 21.0
  • biomass granules containing biomass powder as a core material were prepared in the same manner as in Example 1-1.
  • the biomass powder was prepared by drying at an injection temperature of 150° C. and an internal temperature of the dryer of 80° C. using a spray dryer (Ain System).
  • Comparative Example 1 Comparative Example 2 core material control group unused biomass Core material content (g) 0 50 Sprayed biomass fermentation broth (g) 1520 1548 Biomass solids (g) 190 194 Core material content in final sample (%) 0 20.5
  • the moisture content was measured by the loss on drying method according to the general component test method of the Food Code. 3 to 5 g of the sample was accurately weighed, put in a drying oven at 105° C., dried for more than 3 hours, cooled in a desiccator at room temperature for more than 30 minutes, and then weighed. It was dried again in a drying oven for 1 to 2 hours, cooled and weighed, and then repeatedly measured until the content was reached.
  • the angle of the triangular pile of granules formed by flowing a certain amount of granules was measured using an angle of repose measuring instrument. You can calculate the angle by measuring the base and height of the triangle to find tan ⁇ . Flowability was evaluated based on Table 4 below using the value of the angle of repose. The water content, angle of repose, and flowability evaluation results of the measured biomass granules are shown in Table 5 below.
  • Example 1-1 Example 1-2 Example 1-3 Example 1-4 Example 1-5 Example 1-6 Example 1-7 Comparative Example 1 Comparative Example 2 moisture(%) 1.06 0.95 1.02 0.88 0.99 1.05 1.00 1.65 1.12 angle of repose (°) 26 25 26 25 25 25 26 53 33 flow Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Poor-agitation Good
  • biomass granules containing amino acids of lysine, methionine, tryptophan, histidine, and arginine as core materials were used as core materials. It was confirmed that the water content was lower and the angle of repose was smaller than the biomass granules containing no biomass granules or the biomass granules containing biomass powder as a core material, so that the flowability was good.
  • Natural density, packing density, Carr's index of each biomass granule prepared in Examples 1-1 to 1-7, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in order to evaluate the fluidity of the biomass granules according to the type of core material and flowability were analyzed as follows.
  • the natural density is method. After measuring the mass of the empty container, the sample was sufficiently filled up to the top of the container, and the sample stacked on top of the container was cut into a flat plate, and then the mass was measured. After measuring the mass, it was repeated 5 times or more until the difference between the measured values was within 0.3%. It was calculated by substituting the measured value into the following formula.
  • Natural density (weight of empty container full of powder (g) - weight of empty container (g))/ volume of container (100 cm 2 )
  • Packing density was measured by the following method. After measuring the mass of the empty container, the auxiliary cylinder is connected to the top, and the sample is sufficiently filled to the top of the auxiliary container. Then, the tap was performed 1000 or more times until there was no change in volume, and after removing the auxiliary container, the sample was cut into a flat plate and the mass was measured. This was repeated 5 or more times until the difference between the measured values was within 0.3%. The packing density was calculated by substituting the measured value into the following formula.
  • Packing density (weight of cylinder filled with powder after tapping (g) - weight of cylinder (g))/volume of cylinder (100 cm 2 )
  • Carr's index is widely used as an indirect index representing liquidity, and was calculated by substituting it into the following formula using the measured packing density and natural density. The smaller this value is, the better the fluidity can be evaluated.
  • Liquidity was evaluated based on Table 6 below using the value of Carr's index.
  • the natural density, packing density, Carr's index, and flowability evaluation results of the measured biomass granules are shown in Table 7 below.
  • Example 1-1 Example 1-2
  • Example 1-3 Example 1-4
  • Example 1-5 Example 1-6
  • Example 1-7 Comparative Example 1 Comparative Example 2 natural density (g/ml) 0.48 0.52 0.54 0.52 0.52 0.53 0.51 0.41 0.41 Packing density (g/ml) 0.53 0.58 0.6 0.58 0.57 0.58 0.56 0.57 0.53 Carr's Index (%) 9.1 11.5 9.4 9.6 10.1 9.1 7.7 26.9 22.4 Flowability Excellent Good Excellent Excellent Good Excellent Excellent Excellent Poor Passable
  • biomass granules containing amino acids such as lysine, methionine, tryptophan, histidine, and arginine as core materials
  • biomass granules containing soybean protein concentrate and plant-derived protein of soybean meal were used as core materials.
  • the natural density is higher and the Carr's index value is significantly lower, indicating good fluidity.
  • Example 2-1 Preparation of biomass granules containing 7.4% lysine as core material in the final sample
  • biomass granules containing 7.4% of lysine as the core material in the final sample were prepared by applying the contents shown in Table 8 in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 2-2 Preparation of biomass granules containing 9.1% lysine as core material in the final sample
  • biomass granules containing 9.1% of lysine as a core material in the final sample were prepared by applying the contents shown in Table 8 in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 2-3 Preparation of biomass granules containing 11.5% lysine as core material in the final sample
  • biomass granules containing 11.5% of lysine as a core material in the final sample were prepared by applying the contents shown in Table 8 in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 2-4 Preparation of biomass granules containing 16.4% lysine as core material in final sample
  • biomass granules containing 16.4% of lysine as a core material in the final sample were prepared by applying the contents shown in Table 8 in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 2-5 Preparation of biomass granules containing 28.7% lysine as core material in the final sample
  • biomass granules containing 28.7% of lysine as the core material in the final sample were prepared by applying the contents shown in Table 8 in the same manner as in Example 1-1.
  • Example 2-1 Example 2-2 Example 2-3
  • Example 2-4 Example 2-5 core material Lysine Core material content (g) 50g Sprayed biomass fermentation broth (g) 2512 1988 1535 1022 498 Biomass solids (g) 628 497 384 256 125 Core material content in final sample (%) 7.4 9.1 11.5 16.4 28.7
  • biomass containing 7.3% of soybean protein concentrate (SPC) as the core material in the final sample by applying the contents shown in Table 9 in the same manner as in Example 1-1 Granules were prepared.
  • SPC soybean protein concentrate
  • biomass containing 9.0% of soybean protein concentrate (SPC) as the core material in the final sample by applying the contents shown in Table 9 in the same manner as in Example 1-1 Granules were prepared.
  • SPC soybean protein concentrate
  • biomass containing 12.0% of soybean protein concentrate (SPC) as the core material in the final sample by applying the contents shown in Table 9 in the same manner as in Example 1-1 Granules were prepared.
  • SPC soybean protein concentrate
  • biomass containing 16.7% of soybean protein concentrate (SPC) as the core material in the final sample by applying the contents shown in Table 9 in the same manner as in Example 1-1 Granules were prepared.
  • SPC soybean protein concentrate
  • biomass containing 27.8% of soybean protein concentrate (SPC) as the core material in the final sample by applying the contents shown in Table 9 in the same manner as in Example 1-1 Granules were prepared.
  • SPC soybean protein concentrate
  • Example 2-6 Example 2-7 Examples 2-8 Example 2-9 Example 2-10 core material SPC Core material content (g) 50 Sprayed biomass fermentation broth (g) 2540 2020 1467 999 519 Biomass solids (g) 635 505 367 250 130 Core material content in final sample (%) 7.3 9.0 12.0 16.7 27.8
  • Example 2-1 Example 2-2 Example 2-3
  • Example 2-4 Example 2-5 moisture(%) 0.83 1.01 1.07 0.98 1.22 angle of repose (°) 26 26 24 25 25 flow Very Good Very Good Excellent Very Good Very Good
  • Example 2-6 Example 2-7 Examples 2-8 Example 2-9 Example 2-10 moisture(%) 0.86 0.94 0.88 1.11 1.3 angle of repose (°) 26 27 26 25 25 flow Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good
  • Example 2-1 Example 2-2 Example 2-3
  • Example 2-4 Example 2-5 natural density (g/ml) 0.62 0.57 0.52 0.53 0.46 Packing density (g/ml) 0.67 0.64 0.59 0.59 0.54 Carr's Index 8.6 10.1 11.3 10.1 13.9 Flowability Excellent Good Good Good Good Good
  • Example 2-6 Example 2-7 Examples 2-8 Example 2-9 Example 2-10 natural density (g/ml) 0.63 0.60 0.57 0.60 0.56 Packing density (g/ml) 0.69 0.66 0.62 0.66 0.63 Carr's Index 8.5 8.1 8.5 9.2 9.9 Flowability Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Seasonings (AREA)

Abstract

본 발명은 유동성이 개선된 바이오매스 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 유동성이 개선된 바이오매스 제조방법으로 제조된 바이오매스는 분무코팅 과정에서 고체의 코어 성분을 이용하여, 코어 성분이 없거나 동일한 바이오매스 건조물을 사용하는 것에 비해 자연밀도(Bulk density)가 증가되고, 자유유동(free-flowing)이 가능한 건조제품을 확보할 수 있다.

Description

유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 12월 28일자 한국 특허 출원 제10-2021-0190175호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌들에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 특정 코어 성분에 바이오매스 발효액 또는 농축액을 분무하여 코팅하는 단계를 포함하는 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법에 관한 것이다.
미세조류는 지구상에서 가장 오래 생존해 온 생물 중의 하나로서, 바이오매스를 생산할 뿐만 아니라 대기로부터 이산화탄소를 잡는 역할을 한다. 보통 바이오매스 (biomass)는 태양 에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체와 이들을 식량으로 하는 동물, 미생물 등의 생물유기체를 총칭한다. 미세조류에서 유래된 바이오매스를 건조시키는 목적은 바이오디젤, 오메가3 등과 같은 고부가가치 물질 전환에 있어 수율이 좋기 때문이다.
이와 관련하여, 한국 공개특허 10-2012-0055918호에는 트라우스토키트리드계 미세조류를 이용한 섬유질계 바이오매스로부터 바이오오일의 제조방법, 한국 공개특허 10-2012-0125194호에는 맥주 산업폐수에 미세조류를 배양하여 바이오매스를 생산하는 방법, 한국 등록특허 10-1298942호에는 미세조류를 이용한 바이오매스의 생산방법이 개시되어 있다.
통상적으로 건조 바이오매스를 생산하는 과정은 크게 배양한 미세조류를 수확하는 과정과 수확된 미세조류에서 수분을 제거하는 탈수 및 건조 과정으로 구분된다. 건조 바이오매스를 생산하기 위해서는 먼저, 배양된 미세조류를 수확해야 한다. 미세조류를 수확하는 기술에는 막여과법, 응집법, 원심분리법 등이 있으며, 이 가운데 양산화 가능성이 높은 기술로 막여과법이 주로 사용된다.
한편, 수확된 미세조류에서 수분을 제거하는 일반적인 건조방법으로는 드럼건조기나 분무건조기를 사용하는 방법이 있다. 바이오매스는 산화 민감성 성분을 포함하고 있는 발효액으로, 산화 민감성 성분은 대부분 지질, 특히 고도불포화지방산을 포함하는 경우가 많다. 지질의 함량이 많기 때문에 일반적으로 사용하는 드럼건조기나 분무건조기를 통해 건조할 경우 입도 및 벌크 밀도가 좋지 않고, 흐름성이 낮아 실제 제품으로서의 활용에 한계가 있다.
이에, 본 발명자들은 바이오매스의 물성을 개선하기 위한 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 특정 코어 성분을 유동층 과립기에 첨가하고, 유동층 과립기 하부에서 바이오매스 발효액을 분무코팅하여 바이오매스 과립을 제조한 경우, 코어 성분이 없거나 동일 바이오매스 건조물을 첨가한 경우에 비해 자연밀도(Bulk density)가 증가하고, 자유 유동(free-flowing)이 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 출원의 목적은
1) 바이오매스 발효액 또는 농축액을 제조하는 단계; 및
2) 코어 물질에 상기 1)의 발효액 또는 농축액을 분무코팅하여 바이오매스 과립을 형성하는 단계; 를 포함하는, 바이오매스 과립의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은 아미노산 또는 식물 유래 단백질인 코어 물질, 및 바이오매스 발효액 또는 농축액을 포함하고, 상기 코어 물질은 상기 바이오매스 발효액 또는 농축액으로 코팅된 것인, 유동성이 개선된 바이오매스 과립을 제공하는 것이다.
본 발명은
1) 바이오매스 발효액 또는 농축액을 제조하는 단계; 및
2) 코어 물질에 상기 1)의 발효액 또는 농축액을 분무코팅하여 바이오매스 과립을 형성하는 단계; 를 포함하는, 바이오매스 과립의 제조방법을 제공한다.
상기 1) 단계의 바이오매스 발효액 또는 농축액은 스키조키트리움(Schizochytrium) 속 또는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium) 속 미세조류를 배양하여 얻을 수 있다.
상기 바이오매스 발효액 또는 농축액은 스키조키트리움(Schizochytrium) 속 또는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium) 속 미세조류를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "스키조키트리움(Schizochytrium) 속"은 트라우스토키트리알레스 목의 트라우스토키트리아세애(Thraustochytriaceae) 과에 속하는 속명 중 하나로, 용어 "스키조키트리움 속(genus Schizochytrium)"과 혼용될 수 있다. 또한, 상기 용어 “트라우스토키트리움(Thraustochytrium) 속”은 트라우스토키트리알레스 목의 트라우스토키트리아세애(Thraustochytriaceae) 과에 속하는 속명 중 하나로, 용어 “트라우스토키트리움 속(genus Thraustochytrium)”과 혼용될 수 있다. 또한, 상기 용어 "미세조류(microalgae)"는 엽록소로 광합성을 하는 식물 중 육안으로 볼 수 없어 현미경을 통해서만 볼 수 있으며 물속에서 자유로이 부유하여 살아가는 생물을 의미하며, 식물플랑크톤(Phytoplankton)이라고도 불린다.
상기 2) 단계의 코어 물질은 단백질일 수 있고, 아미노산 또는 식물 유래 단백질일 수 있다.
상기 코어 물질에 있어서, 아미노산은 라이신(Lysine, Lys), 메티오닌(Methionine, Met), 트립토판(Tryptophan, Trp), 히스티딘(Histidine, His) 및 아르기닌(Arginine, Arg)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 코어 물질에 있어서, 식물 유래 단백질은 농축대두단백질(Soy Protein Concentrate, SPC) 또는 대두박(Soy Bean Molasses, SBM)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 2) 단계는 유동층 과립기를 이용하여 수행된다. 과립으로 제조하고자 하는 바이오매스 고형분 및 코어 물질은 유동층 과립기 내부에서 유동화시키며, 상기 바이오매스 고형분 및 코어 물질을 코팅하고자 하는 바이오매스 발효액 또는 농축액은 유동층 과립기 하부에서 분사한다.
상기 2) 단계는 바텀 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식 또는 탑 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 바텀 스프레이 코팅 방식으로 수행될 수 있다. 바텀 스프레이 코팅 방식의 경우 탑 스프레이 코팅 방식에 비해 코어 물질의 양이 적더라도 과립/분무 코팅이 가능할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 아미노산 또는 식물 유래 단백질인 코어 물질, 및 바이오매스 발효액 또는 농축액을 포함하고, 상기 코어 물질은 상기 바이오매스 발효액 또는 농축액으로 코팅된 것인, 유동성이 개선된 바이오매스 과립을 제공한다.
상기 바이오매스 발효액 또는 농축액은 스키조키트리움(Schizochytrium) 속 또는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium) 속 미세조류를 포함할 수 있다.
상기“바이오매스 발효액 또는 농축액”은 코어 물질을 코팅하는 코팅층을 형성할 수 있고, 본 명세서에서 “바이오매스 발효액 또는 농축액”은 용어“코팅액”과 혼용되어 사용될 수 있다.
상기 코팅은 바텀 스프레이 코팅 방식으로 수행될 수 있다.
상기 바이오매스 과립은 코어 물질을 전체 바이오매스 과립 중량 대비 5 중량% 이상 포함할 수 있고, 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 10 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 15 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량% 함유하는 것일 수 있다.
상기 코어 물질에 있어서, 아미노산은 라이신(Lysine, Lys), 메티오닌(Methionine, Met), 트립토판(Tryptophan, Trp), 히스티딘(Histidine, His) 및 아르기닌(Arginine, Arg)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 코어 물질에 있어서, 식물 유래 단백질은 농축대두단백질(Soy Protein Concentrate, SPC) 또는 대두박(Soy Bean Molasses, SBM)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바이오매스 과립은 아미노산 또는 식물 유래 단백질을 코어 물질로 함유하여 단백질 함량이 전체 바이오매스 과립 중량 대비 15 중량% 이상, 10 중량% 이상, 5 중량% 이상일 수 있다.
상기 바이오매스 과립은
1) 바이오매스 발효액 또는 농축액을 제조하는 단계; 및
2) 코어 물질에 상기 1)의 발효액 또는 농축액을 분무코팅하여 바이오매스 과립을 형성하는 단계; 를 포함하는, 바이오매스 과립의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 바이오매스 과립은 안식각(°)이 33°이하일 수 있고, 31°이하일 수 있고, 30°이하일 수 있다.
상기 안식각은 과립의 유동성을 평가하기 위한 방법 중 하나로, 안식각 측정기를 이용해 과립을 일정량 흘려서 형성되는 삼각형 형태의 과립 더미 각도를 측정한 것을 말하며, 삼각형의 밑면과 높이를 측정하여 tanθ를 구하여 각도를 계산할 수 있다. 안식각이 작을수록 흐름성이 좋은 것으로 평가할 수 있다.
상기 바이오매스 과립은 Carr’s index 값이 15% 이하일 수 있고, 14% 이하일 수 있고, 13% 이하일 수 있다.
상기 Carr’s index는 과립의 유동성을 평가하기 위한 방법 중 하나로, 측정된 과립의 충진밀도와 자연밀도를 이용하여 하기 계산식에 대입하여 계산할 수 있다.
[계산식]
Carr’s Index = (충진밀도-자연밀도)/충진밀도 × 100
상기 Carr’s index 값이 작을수록 유동성이 좋은 것으로 평가할 수 있다.
상기 바이오매스 과립은 아미노산 또는 식물 유래 단백질을 코어 물질로 함유하여 단백질 함량이 높다. 또한, 안식각이 낮고, Carr’s index 값이 낮아 유동성이 개선되어 종래의 방법으로 제조된 바이오매스 분말에 비해 활용성이 높다.
본 발명의 유동성이 개선된 바이오매스 제조방법으로 제조된 바이오매스는 분무코팅 과정에서 고체의 코어 성분을 이용하여, 코어 성분이 없거나 동일한 바이오매스 건조물을 사용하는 것에 비해 자연밀도(Bulk density)가 증가되고, 자유 유동(free-flowing)이 가능한 건조제품을 확보할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<미세조류 발효액의 준비>
바이오매스 분발을 제조하기 위하여 발효조로부터 Schizochytrium 발효액을 회수하였다. 구체적으로, Schizochytrium sp. 균주를 5L 발효조에서 총 배양액 대비 35%의 Glucose 탄소원을 공급하여 60시간 배양을 진행하였다. 종균 배양(Seed culture)의 목적으로 멸균된 MJW02 배지를 이용하여 500 mL 플라스크(flask)에서 30℃, 150 rpm 조건으로 약 20시간 동안 배양을 진행하였다. 종균 배양(Seed culture)된 플라스크는 5L 발효조(fermenter)로 분주 및 접종되어 멸균된 MJW02 배지 및 배양 환경 30℃, 500 rpm, 1.5 vvm, pH 5-8 조건에서 배양을 진행하였다.
실시예 1. 코어 물질 종류에 따른 바이오매스 과립의 제조
실시예 1-1. 코어 물질로 라이신을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
발효가 종료된 바이오매스 발효액을 건조하여 코어 물질로 라이신을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
구체적으로, 유동층 과립기(대성기계공업, PD-40)을 활용하여 바이오매스 고형분(g)과 코어 물질로 라이신 50g을 투입하고, 주입 공기 온도 100 내지 130℃, 건조기 내부 온도 60 내지 80℃로 하여 바이오매스 발효액 1400 내지 1600g을 바텀 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식으로 2시간 정도 분무건조하여 유동층 과립을 형성하였다. 코어 물질을 최종 건조 완료된 시료 내 20% 수준으로 제조하였다. 투입된 발효액 함량(g) 및 최종 시료 내 코어 물질의 함량(%)을 표 1에 나타내었다. 표 1에서 바이오매스 고형분(g)은 바이오매스 발효액에 포함되어 있는 고형분을 계산한 것이다.
실시예 1-2. 코어 물질로 메티오닌을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 1에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-1에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어 물질로 메티오닌을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 1-3. 코어 물질로 트립토판을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 1에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-1에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어 물질로 트립토판을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 1-4. 코어 물질로 히스티딘을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 1에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-1에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어 물질로 히스티딘을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 1-5. 코어 물질로 아르기닌을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 1에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-1에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어 물질로 아르기닌을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
　 실시예1-1 실시예1-2 실시예1-3 실시예1-4 실시예1-5
코어 물질 아미노산
Lys Met Trp His Arg
코어 물질 함량(g) 50
분무된 바이오매스 발효액(g) 1528 1476 1510 1498 1532
바이오매스 고형분(g) 191 185 189 187 192
최종시료 내 코어 물질 함량(%) 20.7 21.3 20.9 21.1 20.7
실시예 1-6. 코어 물질로 농축대두단백(Soy Protein Concentrate)을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
발효가 종료된 바이오매스 발효액을 건조하여 코어 물질로 농축대두단백을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
구체적으로, 유동층 과립기(대성기계공업)을 활용하여 60~80℃의 온도 조건에서 코어 물질로 농축대두단백 50g에 바이오매스 발효액 1485g을 바텀 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식으로 분무건조하여 유동층 과립을 형성하였다. 코어 물질을 최종 건조 완료된 시료 내 20% 수준으로 제조하였다. 투입된 발효액 함량(g) 및 최종 시료 내 코어 물질의 함량(%)을 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1-7. 코어물질로 대두박(Soy bean Molasses)을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 2에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-6에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어물질로 대두박을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
　 실시예1-6 실시예1-7
코어 물질 식물성단백
SPC SBM
코어 물질 함량(g) 50
분무된 바이오매스 발효액(g) 1485 1507
바이오매스 고형분(g) 186 188
최종시료 내 코어 물질 함량(%) 21.2 21.0
비교예 1. 코어 물질을 함유하지 않은 바이오매스 과립의 제조
유동층 과립기(대성기계공업)을 활용하여 60~80℃의 온도 조건에서 코어 물질 없이 바이오매스 발효액 1520g을 바이오매스 고형분 190g에 바텀 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식으로 분무건조하여 유동층 과립을 형성하였다. 바이오매스 고형분(g) 함량과 분무된 바이오매스 발효액의 함량을 하기 표 3에 나타내었다.
비교예 2. 코어 물질로 바이오매스 분말을 함유하는 바이오매스 과립의 제조
표 3에 기재된 함량을 적용하여, 실시예 1-1에서 제조한 방법과 동일한 방법으로 코어 물질로 바이오매스 분말을 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다. 상기 바이오매스 분말은 분무건조기(아인시스템)을 이용하여 주입 온도 150℃, 건조기 내부 온도 80℃로 건조하여 제조하였다.
　 비교예1 비교예2
코어 물질 대조군
미사용 바이오매스
코어 물질 함량(g) 0 50
분무된 바이오매스 발효액(g) 1520 1548
바이오매스 고형분(g) 190 194
최종시료 내 코어 물질 함량(%) 0 20.5
실험예 1. 코어 물질의 종류에 따른 바이오매스 과립의 특징 평가
실험예 1-1. 코어 물질의 종류에 따른 바이오매스 과립의 수분 함량, 안식각 및 흐름성 분석
코어 물질의 종류에 따른 바이오매스 과립의 유동성을 평가하기 위하여 실시예 1-1 내지 실시예 1-7, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 각 바이오매스 과립의 수분 함량, 안식각 및 흐름성을 하기와 같이 분석하였다.
구체적으로, 수분 함량은 식품공전의 일반성분 시험법에 따라 건조감량법으로 측정하였다. 시료 3 ~ 5 g을 정확히 칭량하여 105℃ 건조 오븐에 넣어 3 시간 이상 건조하고, 상온의 데시케이터에서 30분 이상 식힌 후 무게를 측정하였다. 다시 1 내지 2시간 동안 건조 오븐에서 건조하고, 냉각하여 무게를 칭량한 후 함량이 될 때까지 반복하여 측정하였다.
안식각은 안식각 측정기를 이용해 과립을 일정량 흘려서 형성되는 삼각형 형태의 과립 더미 각도를 측정하였다. 삼각형의 밑면과 높이를 측정하여 tanθ를 구하여 각도를 계산할 수 있다. 흐름성은 안식각의 값을 이용하여 하기의 표 4를 기준으로 평가하였다. 측정된 바이오매스 과립의 수분 함량, 안식각 및 흐름성 평가 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
안식각(θ) 흐름성
<25 Excellent
25-30 Very Good
31-35 Good
36-40 Fair
41-45 Passible but flow aid might be needed
46-55 Poor-agitation or vibration needed
>56 Very Poor
　 실시예
1-1		 실시예
1-2		 실시예
1-3		 실시예
1-4		 실시예
1-5		 실시예
1-6		 실시예
1-7		 비교예1 비교예2
수분(%) 1.06 0.95 1.02 0.88 0.99 1.05 1.00 1.65 1.12
안식각(°) 26 25 26 25 25 25 26 53 33
흐름성 Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good Poor-agitation Good
그 결과, 표 5에 나타난 바와 같이, 코어 물질로 라이신, 메티오닌, 트립토판, 히스티딘, 아르기닌의 아미노산을 함유한 바이오매스 과립과 농축대두단백, 대두박의 식물 유래 단백질을 함유한 바이오매스 과립이 코어 물질을 함유하지 않은 바이오매스 과립이나 코어 물질로 바이오매스 분말을 함유하는 바이오매스 과립에 비해 수분 함량이 낮고, 안식각이 작아 흐름성이 좋음을 확인하였다.
실험예 1-2. 코어 물질의 종류에 따른 바이오매스 과립의 자연밀도, 충진밀도, Carr’s Index 및 유동성 분석
코어 물질의 종류에 따른 바이오매스 과립의 유동성을 평가하기 위하여 실시예 1-1 내지 실시예 1-7, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 각 바이오매스 과립의 자연밀도, 충진밀도, Carr’s index 및 유동성(flowability)을 하기와 같이 분석하였다.
구체적으로, 자연밀도는 다음의 방법으로 측정하였다. 빈 용기의 질량을 측정한 후, 시료를 용기 상단까지 충분히 채우고, 용기 위로 쌓여 있는 시료를 평판으로 자른 후 질량을 측정하였다. 질량을 측정한 후 측정된 값의 차이가 0.3% 이내가 될 때까지 5회 이상 반복하였다. 측정된 값을 하기의 계산식에 대입하여 계산하였다.
[계산식]
자연밀도 = (빈 용기에 분말을　가득채운 무게(g) - 빈 용기의 무게 (g))/ 용기의 부피 (100 cm2)
충진밀도는 다음의 방법으로 측정하였다. 빈 용기의 질량을 측정한 후, 보조 원통을 위에 연결하고, 시료를 보조 용기 상단까지 충분히 채운다. 그런 다음, 탭을 1000회 이상 부피 변화가 없을 때까지 실시하고, 보조 용기를 제거한 후 시료를 평판으로 자르고 질량을 측정하였다. 측정된 값의 차이가 0.3% 이내가 될 때까지 5회 이상 반복하였다. 측정된 값을 하기의 계산식에 대입하여 충진밀도를 계산하였다.
[계산식]
충진밀도 = (탭핑 후의 원통에 분말을　가득채운 무게(g) - 원통의 무게 (g))/원통의 부피 (100 cm2)
Carr’s index는 유동성을 나타내는 간접 지표료 많이 활용되는 것으로, 측정된 충진밀도와 자연밀도를 이용하여 하기 계산식에 대입하여 계산하였다. 이 값이 작을수록 유동성이 좋은 것으로 평가할 수 있다.
[계산식]
Carr’s Index = (충진밀도-자연밀도)/충진밀도 × 100
유동성은 Carr’s index의 값을 이용하여 하기의 표 6를 기준으로 평가하였다. 측정된 바이오매스 과립의 자연밀도, 충진밀도, Carr’s index 및 유동성(flowability) 평가 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
Carr's index (%) 유동성(flowability)
<10 Excellent
11-15 Good
16-20 Fair
21-25 Passable
26-31 Poor
32-39 Very poor
>40 Very, very poor
　 실시예
1-1		 실시예
1-2		 실시예
1-3		 실시예
1-4		 실시예
1-5		 실시예
1-6		 실시예
1-7		 비교예1 비교예2
자연밀도 (g/ml) 0.48 0.52 0.54 0.52 0.52 0.53 0.51 0.41 0.41
충진밀도 (g/ml) 0.53 0.58 0.6 0.58 0.57 0.58 0.56 0.57 0.53
Carr's Index (%) 9.1 11.5 9.4 9.6 10.1 9.1 7.7 26.9 22.4
Flowability Excellent Good Excellent Excellent Good Excellent Excellent Poor Passable
그 결과, 표 7에 나타난 바와 같이, 코어 물질로 라이신, 메티오닌, 트립토판, 히스티딘, 아르기닌의 아미노산을 함유한 바이오매스 과립과 농축대두단백, 대두박의 식물 유래 단백질을 함유한 바이오매스 과립이 코어 물질을 함유하지 않은 바이오매스 과립이나 코어 물질로 바이오매스 분말을 함유하는 바이오매스 과립에 비해 자연밀도가 높고, Carr’s index 값이 현저하게 낮은 값을 나타내어 유동성이 좋음을 확인하였다.
실시예 2. 코어 물질(라이신 및 농축대두단백)의 함량에 따른 바이오매스 과립의 제조
실시예 2-1. 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 7.4% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 8에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 7.4% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-2. 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 9.1% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 8에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 9.1% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-3. 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 11.5% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 8에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 11.5% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-4. 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 16.4% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 8에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 16.4% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-5. 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 28.7% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 8에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 라이신을 28.7% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
　 실시예2-1 실시예2-2 실시예2-3 실시예2-4 실시예2-5
코어 물질 라이신
코어 물질 함량(g) 50g
분무된 바이오매스 발효액(g) 2512 1988 1535 1022 498
바이오매스 고형분(g) 628 497 384 256 125
최종시료내 코어 물질 함량(%) 7.4 9.1 11.5 16.4 28.7
실시예 2-6. 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 7.3% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 9에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 7.3% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-7. 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 9.0% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 9에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 9.0% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-8. 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 12.0% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 9에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 12.0% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-9. 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 16.7% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 9에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 16.7% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
실시예 2-10. 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 27.8% 함유하는 바이오매스 과립의 제조
코어 물질의 함량에 따른 유동성의 차이를 평가하기 위해서, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 표 9에 기재된 함량을 적용하여 최종 시료 내 코어 물질로 농축대두단백(SPC)을 27.8% 함유하는 바이오매스 과립을 제조하였다.
　 실시예2-6 실시예2-7 실시예2-8 실시예2-9 실시예2-10
코어 물질 SPC
코어 물질 함량(g) 50
분무된 바이오매스 발효액(g) 2540 2020 1467 999 519
바이오매스 고형분(g) 635 505 367 250 130
최종시료내 코어 물질 함량(%) 7.3 9.0 12.0 16.7 27.8
실험예 2. 코어 물질의 함량 차이에 따른 바이오매스 과립의 유동성 평가
실험예 2-1. 코어 물질의 함량에 따른 바이오매스 과립의 수분 함량, 안식각 및 흐름성 분석
코어 물질의 함량에 따른 바이오매스 과립의 유동성을 평가하기 위하여 실시예 2-1 내지 실시예 2-10에서 제조한 각 바이오매스 과립의 수분 함량, 안식각 및 흐름성을 실험예 1-1과 동일한 방법으로 분석하여 그 결과를 하기 표 10 및 표 11에 나타내었다.
　 실시예2-1 실시예2-2 실시예2-3 실시예2-4 실시예2-5
수분(%) 0.83 1.01 1.07 0.98 1.22
안식각(°) 26 26 24 25 25
흐름성 Very Good Very Good Excellent Very Good Very Good
　 실시예2-6 실시예2-7 실시예2-8 실시예2-9 실시예2-10
수분(%) 0.86 0.94 0.88 1.11 1.3
안식각(°) 26 27 26 25 25
흐름성 Very Good Very Good Very Good Very Good Very Good
그 결과, 분무된 바이오매스 발효액 함량이 증가할수록 최종 시료 내 코어 물질 함량이 낮아질수록 과립의 크기가 증가하였으나, 안식각의 값은 크게 변화하지 않았고, 수분의 함량은 줄어든 것을 확인하였다.
실험예 2-2. 코어 물질의 함량에 따른 바이오매스 과립의 자연밀도, 충진밀도, Carr’s Index 및 유동성 분석
코어 물질의 함량에 따른 바이오매스 과립의 유동성을 평가하기 위하여 실시예 2-1 내지 실시예 2-10에서 제조한 각 바이오매스 과립의 자연밀도, 충진밀도, Carr’s index 및 유동성(flowability)을 실험예 1-2와 동일한 방법으로 분석하여 그 결과를 하기 표 12 및 표 13에 나타내었다.
　 실시예2-1 실시예2-2 실시예2-3 실시예2-4 실시예2-5
자연밀도 (g/ml) 0.62 0.57 0.52 0.53 0.46
충진밀도(g/ml) 0.67 0.64 0.59 0.59 0.54
Carr's Index 8.6 10.1 11.3 10.1 13.9
Flowability Excellent Good Good Good Good
　 실시예2-6 실시예2-7 실시예2-8 실시예2-9 실시예2-10
자연밀도 (g/ml) 0.63 0.60 0.57 0.60 0.56
충진밀도(g/ml) 0.69 0.66 0.62 0.66 0.63
Carr's Index 8.5 8.1 8.5 9.2 9.9
Flowability Excellent Excellent Excellent Excellent Excellent
그 결과, 분무된 바이오매스 발효액이 증가할수록, 즉, 최종 시료 내 코어 물질 함량이 낮아질수록 Carr’s index 값이 감소하여 유동성은 증가함을 확인하였다.

Claims (18)

1) 바이오매스 발효액 또는 농축액을 제조하는 단계; 및
2) 코어 물질에 상기 1)의 발효액 또는 농축액을 분무코팅하여 바이오매스 과립을 형성하는 단계; 를 포함하는, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 1) 단계의 바이오매스 발효액 또는 농축액은 스키조키트리움(Schizochytrium)속 또는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium)속 미세조류를 포함하는, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 2) 단계의 코어 물질은 아미노산 또는 식물 유래 단백질인, 바이오매스 과립의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 아미노산은 라이신, 메티오닌, 트립토판, 히스티딘 및 아르기닌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 바이오매스 과립의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 식물 유래 단백질은 농축대두단백질 또는 대두박인, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 2) 단계는 유동층 과립기를 이용하여 수행되는, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 2) 단계는 바텀 스프레이 코팅(bottom spray coating) 방식으로 수행되는, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 코어 물질을 전체 바이오매스 과립 중량 대비 5 내지 30 중량% 포함하는 것인, 바이오매스 과립의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 코어 물질을 함유하여 단백질 함량이 전체 바이오매스 과립 중량 대비 15 중량% 이상 포함하는 것인, 바이오매스 과립의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 Carr’s index가 15 이하로 유동성이 개선된 것인, 바이오매스 과립의 제조방법.
아미노산 또는 식물 유래 단백질인 코어 물질, 및 바이오매스 발효액 또는 농축액을 포함하고, 상기 코어 물질은 상기 바이오매스 발효액 또는 농축액으로 코팅된 것인, 유동성이 개선된 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 코어 물질을 전체 바이오매스 과립 중량 대비 5 내지 30 중량% 포함하는 것인, 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 바이오매스 발효액 또는 농축액은 스키조키트리움(Schizochytrium)속 또는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium)속 미세조류를 포함하는 것인, 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 아미노산은 라이신, 메티오닌, 트립토판, 히스티딘 및 아르기닌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 식물 유래 단백질은 농축대두단백질 또는 대두박인, 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 코어 물질을 함유하여 단백질 함량이 전체 바이오매스 과립 중량 대비 15 중량% 이상 포함하는 것인, 바이오매스 과립.
제11항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 Carr’s index가 15 이하로 유동성이 개선된 것인, 바이오매스 과립.
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이오매스 과립은 제1항의 제조방법으로 제조된 것인, 바이오매스 과립.
PCT/KR2022/019336 2021-12-28 2022-12-01 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법 WO2023128332A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280086769.2A CN118475248A (zh) 2021-12-28 2022-12-01 生产具有改善的流动性的生物质颗粒的方法
MX2024007622A MX2024007622A (es) 2021-12-28 2022-12-01 Metodo para producir granulados de biomasa con fluidez mejorada.
AU2022429076A AU2022429076A1 (en) 2021-12-28 2022-12-01 Method for producing biomass granules with improved fluidity

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210190175A KR20230100375A (ko) 2021-12-28 2021-12-28 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법
KR10-2021-0190175 2021-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023128332A1 true WO2023128332A1 (ko) 2023-07-06

Family

ID=86999496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/019336 WO2023128332A1 (ko) 2021-12-28 2022-12-01 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법

Country Status (6)

Country Link
KR (1) KR20230100375A (ko)
CN (1) CN118475248A (ko)
AR (1) AR128104A1 (ko)
AU (1) AU2022429076A1 (ko)
MX (1) MX2024007622A (ko)
WO (1) WO2023128332A1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030037415A1 (en) * 2001-07-03 2003-02-27 Degussa Ag Process for the production of granules in a circulating fluidized bed,, apparatus for the performance of the process and granules obtained in accordance with the process
KR20060033789A (ko) * 2003-07-11 2006-04-19 데구사 악티엔게젤샤프트 동물 식품 첨가제의 과립화 방법
JP2011004765A (ja) * 1996-03-28 2011-01-13 Dsm Ip Assets Bv 顆粒状微生物バイオマスの製造法とそのバイオマスからの貴重化合物の単離法
KR20120055918A (ko) 2010-11-24 2012-06-01 한국생명공학연구원 트라우스토키트리드계 미세조류를 이용한 섬유질계 바이오매스로부터 바이오오일의 제조방법
KR20120125194A (ko) 2011-05-04 2012-11-14 주식회사 엘지화학 경화성 조성물
KR101298942B1 (ko) 2013-03-14 2013-08-22 한국해양과학기술원 미세조류를 이용한 바이오매스의 생산 방법
KR20180029249A (ko) * 2015-07-17 2018-03-20 페르망탈그 트라우스토키트리드의 단백질이 풍부한 바이오매스, 배양 방법 및 용도
KR20210151343A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 주식회사 아성티에스 식물성 바이오매스를 이용한 바이오 콜로니 효소 및 그 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011004765A (ja) * 1996-03-28 2011-01-13 Dsm Ip Assets Bv 顆粒状微生物バイオマスの製造法とそのバイオマスからの貴重化合物の単離法
US20030037415A1 (en) * 2001-07-03 2003-02-27 Degussa Ag Process for the production of granules in a circulating fluidized bed,, apparatus for the performance of the process and granules obtained in accordance with the process
KR20060033789A (ko) * 2003-07-11 2006-04-19 데구사 악티엔게젤샤프트 동물 식품 첨가제의 과립화 방법
KR20120055918A (ko) 2010-11-24 2012-06-01 한국생명공학연구원 트라우스토키트리드계 미세조류를 이용한 섬유질계 바이오매스로부터 바이오오일의 제조방법
KR20120125194A (ko) 2011-05-04 2012-11-14 주식회사 엘지화학 경화성 조성물
KR101298942B1 (ko) 2013-03-14 2013-08-22 한국해양과학기술원 미세조류를 이용한 바이오매스의 생산 방법
KR20180029249A (ko) * 2015-07-17 2018-03-20 페르망탈그 트라우스토키트리드의 단백질이 풍부한 바이오매스, 배양 방법 및 용도
KR20210151343A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 주식회사 아성티에스 식물성 바이오매스를 이용한 바이오 콜로니 효소 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN118475248A (zh) 2024-08-09
MX2024007622A (es) 2024-07-04
AU2022429076A1 (en) 2024-06-27
AR128104A1 (es) 2024-03-27
KR20230100375A (ko) 2023-07-05
TW202328426A (zh) 2023-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018186700A1 (ko) 실크 피브로인으로 코팅되어 장내 정착성이 향상된 유산균을 포함하는 조성물
WO2013151361A1 (ko) 신규 바실러스 서브틸리스
WO2010137878A2 (ko) 은행나무과의 형성층 유래 식물줄기세포 및 이의 분리방법
WO2020004933A1 (ko) 구연산염을 포함하는 유산균 동결 보호용 조성물
HRP20020796A2 (en) Percyquinnin, a process for its production and its use as a pharmaceutical
WO2011139040A2 (ko) 신규 트라우스토키트리드계 미세조류 및 이를 이용한 바이오오일의 제조방법
WO2013058594A2 (ko) 항염 활성을 갖는 발효녹용 추출물의 제조 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이러한 추출물의 용도
WO2020060164A1 (ko) 코마가테이박터 래티커스 균주 및 이를 이용한 셀룰로오스 시트의 제조방법
WO2010087551A1 (ko) 멤브레인 생물반응기를 이용한 고농도 유산균의 생산방법 및 유산균 동결건조 분말의 제조방법
WO2021015600A1 (ko) 효소를 이용하여 제조된 열안정성이 개선되고 피코시아닌 함량이 증가된 스피루리나 가수분해물의 제조 방법
WO2019045493A1 (en) NOVEL BACILLUS AMYLOLIC FACTOR STRAIN AND PROCESS FOR PREPARING A FERMENTED SOY PRODUCT USING THE SAME
JPH04217694A (ja) Ｎ−アシル化シクロヘキサペプチド化合物
WO2018221866A1 (ko) 축산 부산물을 산, 알칼리 및 단백질 분해 효소 처리하여 제조된 아미노산 비료 조성물
WO2023128332A1 (ko) 유동성이 개선된 바이오매스 과립 제조방법
WO2012008760A9 (ko) 바실러스속 고온성 균주 및 이를 이용한 대두박이 함유된 어분의 제조방법
WO2011055991A2 (en) A novel myxobacteria strain and a method for preparing epothilone using the same
CN104894054B (zh) 一种猴胚胎肾上皮细胞Marc‑145悬浮适应株及其在培养蓝耳病病毒、生产蓝耳病毒疫苗中的应用
WO2015068896A1 (ko) 신규한 마이크래티니엄 이너멈 nlp-f014 균주 및 이의 용도
WO2014189176A1 (ko) 체중 감소용 감태 추출물 및 이의 제조방법
KR102055916B1 (ko) 엔테로코커스 페시움 fnc2 균주 또는 이를 포함하는 돼지 살모넬라 감염증 예방 또는 치료용 조성물
WO2024080707A1 (ko) 줄기세포 자기구조화능을 이용한 오가노이드 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 오가노이드
US20230069441A1 (en) Use of rhodococcus ruber cell wall skeleton in regenerative medicine
WO2016111574A1 (ko) 신규한 고리형 뎁시펩타이드계 화합물, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물
WO2023204396A1 (ko) 펩신 소화율이 우수한 고단백 미세조류 바이오매스, 배양 방법 및 이의 용도
WO2010137879A2 (ko) 버드나무과의 형성층 유래 식물줄기세포 및 이의 분리배양방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22916478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022429076

Country of ref document: AU

Ref document number: AU2022429076

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202437045743

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2024/007622

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2401004206

Country of ref document: TH

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022429076

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20221201

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112024013085

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024117165

Country of ref document: RU

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022916478

Country of ref document: EP

Effective date: 20240729

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112024013085

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20240626