Специализированные ферменты для получения оптимальных кормовых смесей

­Корма для животных требуют введения ферментов, которые повышают рентабельность производства и, кроме того, относятся к термостабильным веществам с долгим сроком хранения. Для получения легко обрабатываемых гранул и пеллет из активных, жидких ферментных растворов особенно подходят два метода — псевдоожиженного слоя и струйного пвеводоожижения. Одним из ведущих мировых экспертов в этой области является компания-изготовитель Glatt Ingenieurtechnik GmbH, предлагающий производителям кормов технологии и производственный опыт из одних рук.

Ферментные препараты, называемые также биокатализаторами, широко применяются в качестве кормовых добавок. Они не только способствуют более интенсивному пищеварению у животных, но и улучшают усвоение питательных веществ из корма. Более того, процесс переваривания пищи происходит, в первую очередь, благодаря ферментам.

Экономичное использование ресурсов с самого начала

Сбережение ресурсов начинается с правильного выбора фермента, например фитазы. Данный фермент повышает усвояемость фосфора свиньями из растительных кормов, где он представлен в виде фитинового фосфора. Добавление в корма фитазы означает, что ввод минеральных фосфорных добавок, напротив, может быть уменьшен. Для ферментов, полученных главным образом из бактерий и грибов, чувствительность к воздействию тепла и влаги является критическим фактором, который необходимо контролировать. Вот почему необходимо найти оптимальный процесс производства компонентов корма для животных.

От жидкостей к сыпучим гранулятам

Сегодня существует два распространенных метода получения твердых и жидких ингредиентов в товарной форме, пригодной для промышленной переработки, — метод кипящего слоя и метод струйного псевдоожижения. С помощью этих технологий ингредиенты могут быть гранулированы, агломерированы и покрыты распылением или микрокапсулированы.

Агломерация распылением: в псевдоожиженном слое на очень мелкие частицы распыляется жидкость, в результате чего они соединяются, образуя агломераты с более грубой поверхностью большей площади.

Типичная неравномерная структура агломерата

Инкапсуляция: чтобы защитить ингредиенты от окисления выполняется их грануляция путем распыления раствора и получения гранулята с оптимальным распределением всех ингредиентов.

Типичная луковичная структура гранулы в результате процесса инкапсуляции распылением

Псевдоожиженный слой образуется при пропускании через технологическую камеру теплого потока фильтрованного воздуха. Здесь он сталкивается со слоем продукта, создавая его постоянное упорядоченное движение по спиральной траектории. Ферментный раствор, содержащий твердые вещества, и, при необходимости, дополнительные компоненты вводят с помощью форсунок, расположенных над слоем продукта или внутри него. Растворитель, обычно вода, испаряется, а оставшееся твердое вещество затвердевает, образуя гранулы со слоистой структурой, подобной луковице. Температура здесь настолько низкая, что на активность фермента это отрицательно не влияет. Крайне высокая скорость сушки обеспечивает малое влагосодержание в соответствии с техническими условиями даже в столь щадящем тепловом режиме. Следует добавить, что степень активности может быть скорректирована либо путем адаптации соотношения ферментов и добавок, либо с помощью дополнительных порошков-носителей, которые равномерно обрабатываются в структуре гранулята. Новые круглые, не пылящие и сыпучие гранулы по желанию можно подвергнуть дальнейшей обработке.

По сравнению с псевдоожиженным слоем метод струйного псевдоожижения обеспечивает более однородное распределение температуры и одновременно более короткое время пребывания продукта в технологической камере. Он применяется для особо тонких, крайне чувствительных к температуре материалов, таких как белки, дрожжи или микроорганизмы.

Грануляция распылением: если растворы, суспензии или расплавы распыляются в псевдоожиженный слой, то жидкость испаряется. Остаются мелкие твердые частиц, которые становятся центрами гранулообразования. При смачивании новыми порциями жидкости они будут расти слой за слоем.

Гранулят мультивитаминов

При помощи этих же технологий можно покрыть порошкообразные вещества защитной пленкой и инкапсулировать жидкие активные вещества в однородную оболочку. В случае пленочных или термоплавких покрытий используются растворы, суспензии или расплавы. Это позволяет охватить ранее распыленные или инкапсулированные ферменты особенно мелкими каплями, которые высыхают, образуя однородную защитную пленку. При последующем нанесении покрытия распылением можно придать ингредиентам новые и дополнительные свойства, например, путем нанесения витаминов или важных минералов на поверхность частиц фермента. Такие свойства, как высвобождение (например, по значению рН) или гигроскопичность, могут быть заданы именно таким образом. Дополнительными преимуществами являются более высокая стабильность при хранении и защите от кислорода, влаги и температурных колебаний.

От порошка к пеллетам

Сухие кормовые пеллеты уже давно являются самым удобным кормовым решением в питании животных. Однако, прежде чем ценные активные вещества могут подвергнуться воздействию сил, действующих в процессе пеллетирования, они должны быть защищены, например от тепла и влаги.

Если ферменты доступны в виде порошка, то их можно агломерировать распылением вместе со связующим агентом. Цель состоит в том, чтобы изменить форму и размер частиц чрезмерно мелкого, пылящего исходного материала путем доработки текстуры поверхности. При использовании ферментов предотвращение пыления является важной мерой охраны труда, с одной стороны, для сохранения здоровья человека и животных, а с другой — для снижения риска взрыва. Преобразование тончайших частиц порошка в более грубые и крупные компоненты одновременно решает еще одну проблему — обычное расслоение взвесей частиц при перемешивании. Соединения, полученные агломерацией распылением, не расслаиваются, а напротив, безопасны в обращении и обладают оптимальной дозируемостью, а благодаря их лучшей насыпной плотности без помех обеспечивают воспроизводимость процесса заполнения.

При агломерации распылением на порошок распыляется жидкость. Распыляемая жидкость может состоять из ферментного раствора, воды или подходящего связующего агента. После смачивания распыляемой жидкостью мелкие частицы слипаются, образуя агломерат со структурой, напоминающей ягоды, если смотреть на них под микроскопом. Целесообразно включить сюда и процесс нанесения покрытия на агломераты.

Благодаря такой предварительной обработке, высокое давление и тепловая нагрузка процесса экструзии (пеллетирования) уже не могут влиять на биологическую активность ингредиентов.

От небольших объемов производства к крупным

Прежде чем ферментный препарат станет возможным безопасно и экономично производить в крупном промышленном масштабе, необходимо определить и опробовать соответствующий производственный процесс. Описанные выше методы могут быть разработаны и испытаны в лабораторных масштабах в расположенном в г. Веймар, технологическом центре Glatt Ingenieurtechnik GmbH.

Нанесение покрытия: частицы размером от 100 мкм до 3 мм могут быть распылены с помощью жидкостей, содержащих твердые вещества, например, для целенаправленного высвобождения ингредиента.

Лизин, покрытый жиром

Фото: Glatt