Способ получения кормовых гранул для жвачных животных Советский патент 1991 года по МПК A23K1/00 

Изобретение относится к кормо- производству

Цель изобретения - повышение устойчивости кормовых гранул в среде с рН выше или равной 5,5 и выде™

лении биологически-активного ве&;ест- ва при рН меньшем или равном 3,5.

Кормовая гранула для жвачных животных состоит из ядра, содержащего хлоргидрат лизина, который свешивают

с микрокристаллической целлюлозой, с образованием гранул диаметром 0,8 1,0 мм, прошедшего поверхностную обработку

Первый защитный слой (предвари- тельное покрытие) образован вещест- вом или составом, чувствительным к изменениям рН.

Второй защитный слой (окончательное или верхнее покрытие) образован гидрофобным веществом или гидрофобным составом, который может содержат минеральный наполнитель Полученный продукт является стабильным в среде с рН, равным пли превышающим 5,53 и выделяет активное вещество в среде с рН, равным или меньшем 3;5„

Поверхностная обработка ядра в виде гранул заключается в пульверизации на их поверхность раствора связующего гидрофобного типа, содержащего диспергированный минеральный наполнитель, предпочтительно гидрофильного типа

Связующее выбирают из гидрофобных полимеров таких, как зеин, этилцеллю- лоза или ацетобутират целлюлозы

Минеральные наполнители выбирают, в частности, из лирогенных или осажденных двуокисей кремния,.как, например, аэросил (Aerosil) 300 и левилит карбонат кальция или каолин

Так как стабильность поверхностно обработанной гранулы при рН 6 увеличивается с увеличением содержания связующего, то теоретически не существует верхнего предела содержания связующего Однако для получения готовой гранулы с содержанием биологически активного вещества, соответствующим допустимому, особенно предпочтительно ограничить содержание связующего примерно 10 мас.% от покрываемой гранулы

с

Гидрофильный минеральный наполнитель обычно составляет до 10% от мае сы покрываемой гранулы, причем более высокое содержание не приводит к заметному повышение стабильности при РН 6.

Слой предварительного покрытия (первый слой защитной оболочки) обычно состоит из основного пленкообразующего полимера, чувствительного к изменениям рН, в некоторых случаях совместно с водонерастворимым полимером и/или гидрофобным веществом

10

15

20

25

517754

Среди основных аминсодержащих полимеров можно назвать полимеры, содержащие по меньшей мере одну основную аминогруппу и с содержанием основного азота 2-14%. Например, сополимеры стирола с изомерами или производными винилпиридина и особенно сополимеры стирола с 2-винилпириди- ном,

Водонерастворимый полимер обычно выбирают среди производных целлюлозы таких, как этилцеллюлоза ьли зеин.

Гидрофобные вещества обычно выбирают среди жирных кислот, спиртов жирного ряда и их смесей. Особый интерес представляют гидрофобные вещества с точкой плавления выше и особенно стеариновая кислота с чистотой более 90%.

В составе предварительного -покрытия основной полимер в известных случаях в сочетании с водонерастворимым полимером составляет 0,5-10%, предпочтительно 4% массы ядра.

Обычно слой предварительного покрытия имеет толщину 5-10 мкм.

Ядро после поверхностной обработки целесообразно покрывать основным сополимером в сочетании с гидрофобным веществом, имеющим температуру - плавления выше 60°С, с целью ограничения количества основного аминосо- держащего полимера Соотношение ос новньш сополимер/гидрофобное вещест- 35 В0 составляет 5/95-50/50 и, в частности, 20/80 мас.%.

Спой окончательного покрытия (второй слой защитной оболочки) обычно представляет собой смесь гидрофобных веществ. Гидрофобные вещества выбирают таким образом, чтобы наружный слой покрытия имел структуру с возможностью диффузии или проникновения внешней жидкой среды. Кроме слабой водопроницаемости, гидрофобные вещества должны обладать соответствующими механическими свойствами такими, как повышенная сопротивляемость к растяжению и удлинению и способность к пленкообраэованию.

Среди гидрофобных веществ можно назвать жирные вещества, парафины, натуральные воски (карнаубский воск, пчелиный воск), синтетические воски 55 (полиэтиленовый воск), полимеры такие, как полиэтилен, парафины. Гидрофобные вещества могут использоваться в индивидуальном виде, но предпочти

30

40

45

50

516

тельно в смеси для получения наруж ного слоя с заданными механическими свойствами.

Толщина второго слоя, верхнего (окончательного) покрытия зависит от вязкости гидрофобного состава в расплавленном состоянии.

Для получения тонкого окончательного покрытия рекомендуется, в част ности, чтобы вязкость в расплавлен ном состоянии составляла 2-100 П.

Покрытие неудовлетворительное при слишком низкой вязкости. При слитком высокой вязкости слой окончательного покрытия оказывается слишком толстым и происходят явления агломерации.

Наиболее целесообразно в качестве состава для окончательного покрытия использовать пленкообразующий гидро- фобный полимер (например, полиэти- лен), разбавитель, который уменьшает вязкость расплавленной фазы (например, парафин, плавящийся при температуре около 60 С) и агент, обеспечивающий механическую стойкость, который обладает высокой текучестью в расплавлением состоянии и большой твердостью в твердом состоянии (например, Поливакс 580 или полиэтиленовый воск), придающий хорошую механическую стоикость и исключающий склеивание при использованной температуре.

В составах наружный слой покрытия средняя толщина которого может изменяться от 5 до 200 мкм, в зависимости от размера покрываемой гранулы составляет 25-35% от общей массы состава.

С целью улучшения свойств составов можно добавлять к гидрофобному составу окончательного покрытия порошкообразный минеральный наполнитель, выбранный среди пирогенных или осажденных двуокисей кремния. Содержание минерального наполнителя - 0,1- 30 мас.% и предпочтительно 1-15 мас. состава окончательного покрытия.

Составы могут содержать добавки, роль которых заключается в облегчении технологии получения этих составов и в улучшении физико-химических свой ств .

Можно добавлять пластификаторы (триацетин, пропиленгликоль), смазывающее вещество (стеарат магния), связывающие (поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, желатин), анти7756

статики (триглецириды с полиокснме тилированными цепочками), противоксм «кователи, фунгициды, эмульгаторы, агенты совместимости, сахара, крах- , мал или протеины. Эти добавки составляют только несколько процентов от массы покрытия.

Активные вещества, входящие в со- Q ставы, являются различными терапевтическими или питательными веществами, предназначенными для введения жвачным животным оральным путем, и в частности, вещества с повышенной 5 растворимостью в воде, обычно превышающей 100 г/л. В качестве активного вещества можно использовать хлоргид- рат лизина

Новые продукты являются сферичес- 0 кими или цилиндрическими гранулами со средним диаметром 0,05-5 мм.

Составы могут быть получены путем применения известных технологий гранулирования и защитного покрытия. 5Поверхностная обрйботка ядра обычно осуществляется посредством распыления дисперсии минерального ш полни- теля в органическом растворе связующего.

0Предварительное покрытие поверхностно обработанных гранул может осуществляться по известным технологиям, например капсулировапие в кипящем слое, макание или коацервсщия.

Для осуществления окончательного покрытия могут быть использованы различные технологии.

Можно осуществлять .окончатепьное покрытие в кипящем слое путем мака- Q ния, адсорбции в жидкой среде или посредством коацервации.

Можно также осуществлять покрытие гидрофобным веществом в расплаве или в растворе путем внесения суспензии с предварительно покрытого активного вещества в расплав или в раствор гидрофобного вещества в соответствующем органическом растворителе, в котором предварительно покрытое активное ве- 0 щество не является растворимым, на плоский или вогнутый диск, имеющий канавки, и вращающийся с определенной скоростью при нагревании его горячим воздухом, обычно от температуры выгае 20°С до температуры затвердевания гидрофобного состава. Предварительно покрытое активное вещество диспергируется в гидрофобном составе, масса которого в два раза больше

5

5

Избыток гидрофобного состава обра зует небольшие частицы, которые пада- ют рядом с диском в то- время, как частицы покрытого активного вещества выбрасываются дальше. Разделение час тиц покрытого активного вещества и частиц из гидрофобной композиции про- исходит систематически в чоде осуществления способа. Кроме того, избы- ток гидрофобного состава может ре циркулироваться.

Поверхностная обработка осуществляется путем распыления на гра- нулы дисперсии минерального наполни теля в растворе связующего в органи- ческом растворителе (хлорид метилена- метанол 50-50).

Предварительное покрытие осуществляется посредством обработки гранул, предварительно обработанных в кипя- щем слое, раствором в органическом растворителе тетрагидрофуран, ме- тиленхлорид) состава предварительного покрытия, чувствительного к изменениям рН.

Окончательное покрытие осуществляют, диспергируя 50 г предварительно покрытых гранул в 100 г расплав ленной гидрофобной композиции, содержащей иногда диспергированный минеральный наполнитель, затем, выливая дисперсию в центр горизонтального диска, вращающегося со скоростью около 1500 об/мин, температуру которого выдерживают выше температуры плавления гидрофобной композиции. Гранулы скатываются с диска, при этом пленка затвердевает посредством самопроизвольного охлаждения в ходе траектории падения. Определяют высаливание активного вещества, содержащегося в полученных гранулах, путем Перемешивания известного количества Гранул в буферной среде, выдерживаемой при постоянном рН и при 40°С. Сравнивают скорости высаливания образца при различных рН.

Стойкость в первой камере желудка определяют следующим образом.

Взвешивают 200 мг тестируемого образца и помещают его в нейлоновый пакетик с пустым пространством размером 300x300 мкм. Пакетики закрывают посредством термического запаивания и помещают в первую камеру желудка фис- тулированных овей. Через 48 ч пакетики собирают, промывают и анализируют Оставшийся активный состав.

Пример 1 (сравнительный по прототипу). Осуществляют предварительное .покрытие метионина в виде гранул со средним диаметром 0,50- 0,63 мм посредством сополимера 2-ви- нилпиридинстирола так, что толщина слоя предварительного покрытия составляет около 8 мкм.

Полученные таким образом гранулы

покрывают гидрофобным составом, состоящим из полиэтилена с небольшой молекулярной массой (20), полиэтиленового воска (50) и парафина, плавя5 щегося при 60°С (30). Таким образом, получают гранулы с содержанием ме тионина около 60%.

Результаты испытаний на высаливание приводятся в табл. 1.

цПример 2 (сравнительный)„

Действуют, аналогично примеру 1, но заменяют метионин хлоргидритом лизина.

В примере 1 метионин, покрытый

5 двухслойной системой, образованной чувствительным к изменениям рН сополимером, покрытым гидрофобным веществом, приводит к удовлетворительным результатам, хлоргидрат лизина, поQ крытый той же самой системой, не имеет различии в поведении при рН 6 и при рН 2, т.е. эти различные результаты показывают трудность покрытия надлежащим образом хлоргидрата лизина.

Примеры 3-14. Используют хлоргидрат лизина, содержащий 15% авицелы (Avicel - микрокристаллическая целлюлоза) в виде гранул со средним диаметром 0,8-1 мм.

Гранулы предварительно обрабатывают зеином (10 мас.% гранул), содержащим минеральные наполнители.

Предварительное покрытие (первый

слой защитной оболочки) осуществляют посредством сополимера 2-винилтшри- динстирола (70-30) так, что предварительное покрытие составляет 4 ядра.

Окончательное покрытие осуществляют посредством состава, состоящего из полиэтилена с небольшой молекулярной массой (20), полиэтиленового воска (50), парафина (30) - состав Р, в известных случаях, содержащего

Аэросил 300 - состав Q.

Результаты испытаний на высаливание и стойкость в первой камере жег лудка приведены в табл. 2.

0

0

91

Примеры 15- 16. Действуют аналогично примерам 3-14, используя хпоргидрат лизина, содержащий 15% Авицелы в виде гранул со средним диа метром 0,8-1,0 мм.

Поверхностную обработку осуществ- ляют составом этилцеллюпозы (10 мас. ядра) и Аэросила 300 (10 мас.% ядра)

Предварительное покрытие (первый слой) осуществляют чувствительным к изменениям рН составом, образованным сополимером 2-винилпиридинстирола (70-30) и стеариновой кислотой, 20- 80 мас.%.

Окончательное покрытие (второй слой) осуществляют указанным составом Р либо составом Q.

Результаты испытании на высаливание и на стойкость в первой камере желудка приведены в табл. 3.

Примеры 17-19. Используют хлоргидрат лизина, содержащий 15% авицелы в виде гранул со средним диаметром 0,8-1,0 мм.

Гранулы поверхностно обрабатывают составом, содержащим 10 мас.% ядра зеина и 10 мас.% ядра каолина,

Состав предварительного покрытия образуют сополимером 2-винилпиридин- стирола (70-30). Предварительное покрытие составляет около 4 мас.% ядра (толщина примерно 7 мкм),

Окончательное покрытие осуществляют составом, образованным полиэтиленом с небольшой молекулярной массой (20), поливаксом 500 (50), парафином (30) и минеральным наполнителем Содержание минерального наполнителя определяют так, что вязкость расплавленной смеси одинаковая во всех испытаниях.

Результаты испытаний на высаливание и на стойкость в первой камере желудка приведены в табл. 4.

Для композиции по примеру 19 высаливание при рН 2 после 2 ч при 40°С 92%.

Результаты табл.2 показывают, что в примерах 3-14 первый слой покрытия образован сополимером 2-винилпири- дина со стиролом и он не содержит неорганического (минерального)наполнителя

Без предварительной обработки ядра (примеры 3 и 4) результаты неудовлетворительные, когда второй слой покрытия содержит или не содер жит неорганический наполнитель, хотя

0

5

775

0

10

небольшое улучшение гроисходит за счет добавления неорганического напол нителя во второй слой (пример 4).

При предварительной обработке ядра одним зеином (примеры 5 I 6) четкое улучшение наступает тогда, когда слой верхнего покрытия содержит неорганический наполнитель (табл.2, процент высаливания при рН 6 спустя 5 ч).

При предварительной обработке ядра зеином (примеры ), содержащим неорганический наполнитель, наступает еще более значительное улучшение тогда, когда слой верхнего покрытия со- держчг неорганический наполнитель (примеры 9, 11 и 13).

Результаты табл.3 показывают, ч го в примерах первый слой покрытия не содержит неорганического наполнителя и образован сополимером 2-винилпиридина- со стиролом и стеариновой кислотой, ядро подвергают предварительной обработке с помощью этилцеллюлозы, ассоциированной с аэросилом 300а

Результаты сравнимы, независимо от того, содержит или не содержит слой верхнего покрытия неорганический наполнитель

Формула изобретения

5

0

5

0

5

I. Споcob получения кормовых гранул для жвачных животных, включающий покрытии ядра, содержащего биологически активное вещество с защитной оболочкой, отличающий- с я тем, что, с целью повышения устойчивости кормовых гранул в среде с pH J S S и выделении биологически активного вещества при рН$3,5, в качестве биологически активного вещества используют хлоргидрат лизина, который смешивают с микрокристалличес- кой целлюлозой с образованием гранул диаметром 0,8-1,0 мм, перед покрытием защитной оболочкой полученных гранул их предварительно обрабатывают гидрофобным связующим, зеином или этилцеллюлозой с неорганическим наполнителем - диоксидом кремния или карбонатом кальция, или каолином в массовом соотношении связующеегнапол нитель 10:5-10, и покрывают двумя слоями защитной оболочки, первый из которых формируют из сополимера нилпиридикстирола, а второй нанесением смеси из полиэтилена, поли) тюленевого воска и парафина, причем первый слои составляет 4% от массы ядр1, второй слой - от общей млссы ядра и первого слоя.

} Способ по п.1, о т л и ч а ю т инея 1ем, что формируют первый слои защитной оболочки, смешивая сополимер З винилпиридинстирола со стеариновом кислотой, температура плавления которой выше 60°С, в массовом соотношении 20:80 соответственно.

3. Способ по п,1, отличаю щ и и с я тем, что смесь из полиэтилена, полиэтиленового воска и парафина, составляющую второй слой, смешивают дополнительно с двуокисью кремния (аэросилом) в количестве 1- 15% от массы композиции второго слоя.

Таблица 1

Изобретение откосится к кормо- производству. Цель изобретения - вышение устойчивости кормовых гранул в среде с рН выше или равной 5,5 (в рубце) и выделении биологически актив- ного вещества при рН, меньшем или равном 355 (в сычуге) Способ получен ни я кормовых гранул для жвачньпс животных, включающий покрытие ядра (биологически-активного вещества) защит нымк оболочками. В качестве биологически-активного вещества используют хлоргидрат лизина, который смешивают с микрокристаллической целлюлозой с образованием гранул диаметром 0,3- 1,0 мм Полученные гранулы предвари тельно обрабатывают гидрофобным свя- яующим 1шн зти.ицеллюлоао; с неорган1-.ческим наполнителем - дчокси дом кремния itijii карбонатом кальция, или каолином в соотношении связукг- щес-ааполнитель мас.% и по- крыгают двумя слоями защитной оболоч ки, первый из которых формируют из сополимера 2-виннлпирмдипстнр ла, а второй - нанесением смеси поли с т иле на. полиэтиленового воска а тырафп - на. Первый слои составляет 4% от мас сы ядран, второй - 25-35% от массы состава. Сополимер 2 внн1шпиридшг стирол.1, составляющий первый CJiOi i защитной оболочки, смешивают со стеа риновой KicJiOTOH, температура плавле ния которой вьше 60 С в соотношении 20:80 мас.%а Смесь полиэтилена, поли этиленового воска и парафина, состав ляющую второй слой защитной оболочки, дополнительно смешивают с двуокисью кремния (аэросидом) в количестве } 15% от массы композиции второго слоя. Наилучшие результаты по достижению поставленной цели получены в примерах при предварительной обработке ядра земном, содержащим неорганический наполнитель, и тогда, когда вто рой слой защитной оболочки также содержит неорганический наполнитель. 2 з.Пг , 4 табл. I О5 СЛ 1 1 чЛ

В присутствии 0,6/, твнн-80.

В присутствии 0,5% ,

Аэросил

300

Левилит

4 12

53

49 50

Таблица 3

Таблица 4

78

21 10

43,0+9,8

87,8+6,1 80,3+1,3