
蛋氨酸是動物飼料行業(yè)最重要的限制性氨基酸添加劑,也廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥保健品、化妝品營養(yǎng)補充領(lǐng)域,當(dāng)前反芻動物過瘤胃蛋氨酸、水產(chǎn)飼料緩釋蛋氨酸、口服氨基酸補劑都是市場熱點項目。隨著國內(nèi)畜禽養(yǎng)殖規(guī)?;?、功能營養(yǎng)食品需求增長,對不同形態(tài)、不同釋放特性的蛋氨酸產(chǎn)品需求持續(xù)上漲,對干燥工藝的穩(wěn)定性要求也越來越高。
蛋氨酸本身易吸潮結(jié)塊,熔點較低,熱敏性比較強,普通熱風(fēng)干燥容易出現(xiàn)結(jié)塊粘壁、活性成分流失、成品流動性差的問題,加工緩釋包埋型蛋氨酸的時候,對粒徑均勻度、包埋率的要求高,傳統(tǒng)干燥工藝很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo),小試開發(fā)階段更需要靈活可調(diào)的干燥設(shè)備摸索穩(wěn)定參數(shù)。
案例1:飼料級固體蛋氨酸粉末小試工藝開發(fā)
某飼料添加劑企業(yè)新開發(fā)了發(fā)酵法生產(chǎn)的固體蛋氨酸產(chǎn)品,發(fā)酵完成后提純得到料液,原來用烘箱干燥再粉碎的工藝,成品粒徑不均,吸潮結(jié)塊嚴(yán)重,收率不到70%,想通過噴霧干燥直接出成品,來做小試工藝摸索。這次處理的物料是發(fā)酵提純后的蛋氨酸料液,固含量18%,溶劑是去離子水,小試用的那艾實驗室小型噴霧干燥機NAI-LSD,用標(biāo)配二流體霧化,一開始怕蛋氨酸熱敏降解,把進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)到140℃,出風(fēng)溫度大概在68℃,噴出來發(fā)現(xiàn)成品含水率還有8%,放兩天就結(jié)塊了,后來調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度到155℃,出風(fēng)穩(wěn)定在72℃,霧化壓力調(diào)到0.2MPa,進(jìn)料流速控制在10mL/min,這次噴出來的粉末流動性很好,沒有明顯粘壁,最終測出來成品含水率控制在3.2%,蛋氨酸有效保留率98.2%,收率達(dá)到89.5%,比原來的工藝收率提了近20個點,而且成品不容易吸潮,存放30天也沒有結(jié)塊現(xiàn)象,小試參數(shù)驗證后直接給后續(xù)中試提供了可靠依據(jù)。
案例2:反芻動物過瘤胃蛋氨酸微膠囊中試生產(chǎn)
某反芻飼料企業(yè)做過瘤胃包埋蛋氨酸,要求蛋氨酸能躲過瘤胃發(fā)酵,直接到小腸吸收,核心要求就是包埋率要高,粒徑均勻,耐瘤胃酸性環(huán)境。這次的芯材是晶體蛋氨酸,壁材用的氫化棕櫚油+辛烯基琥珀酸淀粉鈉復(fù)配,物料配好后固含量30%,溶劑是純水,因為中試產(chǎn)量需求每小時處理5L料液,而且需要霧化均勻得到粒徑均一的微膠囊,選了那艾離心式噴霧干燥機NAI-CSD5,離心霧化轉(zhuǎn)速設(shè)為18000rpm。一開始進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)到180℃,結(jié)果壁材融化粘壁嚴(yán)重,出料很少,后來調(diào)整參數(shù),進(jìn)風(fēng)溫度降到160℃,出風(fēng)溫度控制在75℃,進(jìn)料速率調(diào)到1200mL/min,把離心霧化的風(fēng)量調(diào)大了10%,解決了輕微粘壁的問題。最終得到的微膠囊粉末粒徑集中在150-250μm,完全符合過瘤胃顆粒要求,測出來芯材包埋率達(dá)到91.8%,瘤胃24h通過率達(dá)到86%,完全滿足企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求,收率達(dá)到84%,比原來用流化床制粒的工藝包埋率穩(wěn)定了10個百分點以上,生產(chǎn)效率也提了一倍。
案例3:熱敏性口服蛋氨酸肽真空低溫干燥
某營養(yǎng)補充劑企業(yè)開發(fā)了一款易吸收的口服蛋氨酸低聚肽產(chǎn)品,產(chǎn)品活性對溫度敏感,超過60℃就會出現(xiàn)肽鍵降解,活性流失,普通噴霧干燥進(jìn)風(fēng)出風(fēng)溫度都偏高,沒法用,需要低溫干燥工藝保持活性。這次處理的物料是酶解后的蛋氨酸肽料液,固含量12%,溶劑是純水,選了那艾真空低溫噴霧干燥機NAI-VSD,霧化用二流體氣流霧化,整個系統(tǒng)維持在-0.085MPa的真空度,這個真空度下溶劑沸點降低,可以用更低的溫度干燥。最終把進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)到80℃,出風(fēng)溫度控制在42℃,霧化壓力0.15MPa,進(jìn)料速率8mL/min,整個干燥過程物料溫度不超過45℃,完全避免了活性降解。最終得到的成品流動性好,易沖調(diào),測出來蛋氨酸肽活性保留率達(dá)到96.3%,含水率2.8%,收率達(dá)到86%,完全滿足口服營養(yǎng)補充劑的要求,比真空凍干工藝生產(chǎn)成本降低了40%,生產(chǎn)周期從十幾個小時縮短到不到2小時,更適合規(guī)?;a(chǎn)。
三個不同應(yīng)用場景的蛋氨酸干燥案例,覆蓋了從實驗室小試到中試生產(chǎn),從普通粉末到包埋微膠囊再到熱敏性活性產(chǎn)品,都可以通過那艾不同型號的噴霧干燥設(shè)備適配對應(yīng)的工藝參數(shù),解決蛋氨酸易吸潮、熱敏、包埋要求高的痛點。實際生產(chǎn)中小試階段用小型設(shè)備快速摸準(zhǔn)進(jìn)風(fēng)出風(fēng)溫度、進(jìn)料流速參數(shù),中試生產(chǎn)根據(jù)霧化需求選離心或者氣流型,熱敏物料就選真空低溫機型,只要參數(shù)匹配合理,就能穩(wěn)定得到高收率、高活性的合格蛋氨酸產(chǎn)品,也為不同行業(yè)的蛋氨酸新產(chǎn)品開發(fā)提供了可復(fù)制的工藝參考。
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