專(zhuān)利名稱(chēng)：酶粒劑的制備方法和獲得的酶粒劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備具有權(quán)利要求1前序部分所述特征的酶粒劑的方法，一種由此獲得的具有權(quán)利要求17前序部分所述特征的酶粒劑，及其應(yīng)用于制備特別是按權(quán)利要求24-27或28-29之一的含有這種酶粒劑的配制劑(所述應(yīng)用同時(shí)也是酶粒劑制備方法可能優(yōu)選方案的一部分)，一種用于制備按權(quán)利要求30-34之一所述酶粒劑的方法和/或由此獲得的酶粒劑按權(quán)利要求35所述的應(yīng)用，以及如后面的說(shuō)明書(shū)和后面的權(quán)利要求書(shū)中所述發(fā)明其他優(yōu)選的實(shí)施方式。
背景技術(shù)：
酶在許多工業(yè)部門(mén)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這一點(diǎn)既涉及酶所制備的量也涉及各種各樣的形式。一般情況下，酶以液態(tài)形式或者也作為干燥物質(zhì)存在。近年來(lái)粒劑作為貿(mào)易形式成為越來(lái)越多用戶或者深加工業(yè)的首選。粒劑的特征在于具有有利的特性，例如易于計(jì)量性、非常好的流動(dòng)性、均質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、高顆粒密度、低粉塵含量(Staubgehalt)以及均勻和封閉的表面。酶通常的特征在于，其例如在潮濕環(huán)境下的不穩(wěn)定性和變應(yīng)原性反應(yīng)的產(chǎn)生，證明粒劑方式是具有優(yōu)點(diǎn)的貿(mào)易形式。
通過(guò)將酶轉(zhuǎn)換成干燥形式可以提高酶的穩(wěn)定性。這一點(diǎn)例如可以通過(guò)噴霧干燥、各種附聚過(guò)程(在混合器內(nèi)濕?；蛄骰骄圩饔?或者通過(guò)在流化裝置中的組合?；?噴霧?；?進(jìn)行。
噴霧干燥方面的缺點(diǎn)是需要非常大的裝置體積且粉末狀產(chǎn)物含有可觀的粉塵份額(Staubanteil)。
為降低這種粉塵份額，噴霧干燥經(jīng)常借助于多級(jí)干燥設(shè)備實(shí)施。缺點(diǎn)是利用這種多級(jí)干燥設(shè)備制備的酶粒劑具有很差的，也就是高的1.6以上的圓度系數(shù)(表示粒劑表面與理想的圓形粒劑的表面之比)。圓度系數(shù)大于1.6的酶粒劑由于較低的圓度和因此存在易于斷裂的突起部，在例如包裝和運(yùn)輸時(shí)的機(jī)械應(yīng)力下迅速導(dǎo)致高的粉塵份額。
這種粉塵份額需要對(duì)生產(chǎn)人員和使用者采取專(zhuān)門(mén)的保護(hù)措施以及明顯增加對(duì)用于除塵、通風(fēng)和粉塵再利用設(shè)備方面的投資。
一種用于制備酶粒劑的可行方法是在流化床中組合粒化，正如WO 01/83727A2中所公開(kāi)的那樣。該方法是一種將酶制劑通過(guò)噴霧噴嘴噴入流化床中的過(guò)程。將在過(guò)程中所產(chǎn)生的粉塵與排出的空氣分離并作為胚種重新輸送到?；^(guò)程中。將產(chǎn)生的粒劑通過(guò)使用一個(gè)或者多個(gè)安裝在流化裝置進(jìn)氣底部中的重力篩分機(jī)從過(guò)程中取出。排出的粒劑規(guī)格可以通過(guò)調(diào)整篩分氣體量進(jìn)行。任選地還可以將粒劑附加地涂層。該方法使用依據(jù)EP-A-0163836和EP-A-0332929的流化過(guò)程。
所述流化過(guò)程的特征在于，均勻分布的流化作用和干燥所需的過(guò)程氣體，在流化裝置的整個(gè)橫截面上安裝進(jìn)氣底部。用于加入液體的噴霧噴嘴垂直向上噴射并直接與進(jìn)氣底部一體化(EP-A-0332929)或者在進(jìn)氣底部的高度上由一個(gè)篩分機(jī)環(huán)繞(EP-A-0163836)。過(guò)程所需的?；叻N用流化材料產(chǎn)生，其通過(guò)噴嘴的部分不覆蓋(穿過(guò)噴射)通過(guò)噴入液體的部分噴霧干燥。通過(guò)噴霧干燥胚種之間的平衡狀態(tài)和通過(guò)篩分過(guò)程導(dǎo)回的篩下物以及粒劑的排出形成流化材料。不存在對(duì)過(guò)大顆粒的分離。
通過(guò)加入液體將流化床中含有的顆粒在噴射區(qū)內(nèi)用液體濕潤(rùn)并在顆粒表面上進(jìn)行液體膜的干燥。在流化床的除噴嘴外的其余區(qū)域內(nèi)，基本上表面濕潤(rùn)的顆粒不發(fā)生干燥。代之僅有少部分在顆?？變?nèi)所含有的潮氣得到蒸發(fā)，從而導(dǎo)致(平均的)顆粒溫度上升。然而，在傳統(tǒng)流化床中噴嘴噴霧區(qū)的外面也需要輸送加熱的過(guò)程空氣，以便使裝置內(nèi)的顆粒混合均勻并不斷將顆粒輸送到噴射區(qū)內(nèi)。因?yàn)槊傅闹苽鋵?duì)溫度十分敏感，所以采用這種公知的方法不能取得酶活性的最佳產(chǎn)率(低的相對(duì)活性對(duì)比于原本投入的酶活性，即除了活性酶外，還存在一大部分非活性的或者遭到破壞的酶，這意味著，對(duì)同等量的總活性[絕對(duì)活性]必須使用更多的酶)。此外，制備過(guò)程中不可避免溫度分布的不均。
在所描述的系統(tǒng)內(nèi)的這種過(guò)程的實(shí)施方面，只能由此減少滯留時(shí)間，即粒劑的干燥不達(dá)到所要求的終值和/或制備降低粒度的酶粒劑，但這樣對(duì)酶粒劑的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。按照現(xiàn)有技術(shù)公知的酶粒劑具有高比例的非活性載體物質(zhì)并因此低的絕對(duì)活性，高比例的非活性酶(相對(duì)低的活性)、低值的平均粒度D50(在該粒度中50重量％顆粒的直徑小于平均粒度D50和50重量％顆粒的直徑大于平均粒度D50)或者高的含濕量或者大多具有這些特性的兩種或者更多。
例如按照WO 01/83727 A2所介紹的一種方法，只有在小顆粒和/或含濕量(殘余濕度)高于5％的情況下才能達(dá)到85％以上的酶活性產(chǎn)率(基于理論上可行的總酶活性計(jì))。
WO 98/55599 A2另一方面介紹了一種在使用某種載體物質(zhì)(如玉米淀粉)的情況下利用擠出裝置和成粒裝置制備酶粒劑的方法。該方法在WO 01/83727實(shí)施例2中也有所介紹。
在這種情況下達(dá)到95％(相對(duì)酶活性)的酶活性產(chǎn)率和平均粒度D50為600μm的粒劑，含濕量5％以及圓度系數(shù)1.4。這種方法的缺點(diǎn)是，酶制劑必須以1∶2的重量比添加27％的干燥物質(zhì)淀粉，以達(dá)到可擠出的混合物。通過(guò)擠出法獲得的酶粒劑因此基于干燥物質(zhì)具有低于13％(絕對(duì)酶活性)的活性酶物質(zhì)。
采用按照WO 01/83727的噴霧干燥法可取得的酶粒劑雖然粒劑的圓度系數(shù)處于優(yōu)選的1-1.6范圍內(nèi)，而且同時(shí)粒劑的平均粒度D50為620μm(參見(jiàn)表2實(shí)驗(yàn)2)，但是非活性載體物質(zhì)的含量卻低得多，由此總酶(活性和非活性)的含量高于WO 98/55599中所介紹方法的產(chǎn)物。然而，按照WO 98/55599的酶粒劑方面的缺點(diǎn)是，如同WO 01/83727中所稱(chēng)的實(shí)施例2一樣，基于活性和非活性酶的總量，活性酶的相對(duì)比例以85％明顯低于擠出法。
根據(jù)WO 01/83727介紹的工作原理按照EP 0 332 929所述方法制備酶粒劑。這種方法的特征是床容量自動(dòng)調(diào)節(jié)(參見(jiàn)EP 0332 929，第22頁(yè)27行)。由此對(duì)于確定的粒化效率不能再控制滯留時(shí)間。例如在3kg流化床容量的實(shí)施例1中，在具有23重量％干燥物質(zhì)成分的含水食鹽溶液進(jìn)行?；那闆r下?；蕿?.5kg/小時(shí)。即在此情況下滯留時(shí)間固定為2小時(shí)。因此滯留時(shí)間在那里通過(guò)床容量與?；蔾g/小時(shí)之比確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制備特別是低粉塵含量酶粒劑的方法，其中，酶粒劑可以連續(xù)或者分批在最大程度上避免制備過(guò)程中溫度分布不均勻和在提高酶(相對(duì))活性產(chǎn)率的情況下制備。同時(shí)提高制備時(shí)粒化的可控制性。本發(fā)明的主要目的特別是在于提供一種?；椒ǎ摲椒ㄅc公知的流化方法相比在如酶濃縮物的成分、干燥空氣溫度、粒劑的平均粒度D50和粒劑的圓度等其他條件相同的情況下可以縮短滯留時(shí)間。該目的依據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1所述特征得以實(shí)現(xiàn)，這些特征此外還說(shuō)明特別要求保護(hù)的方法。
依據(jù)本發(fā)明，酶粒劑的制備通過(guò)在該裝置噴霧區(qū)內(nèi)的熱條件和其余區(qū)域內(nèi)的溫度條件之間的結(jié)合借助于權(quán)利要求1特征部分中所述特征進(jìn)行。特別是與現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比可以達(dá)到減少材料滯留時(shí)間的目的，從而提高了借助于權(quán)利要求1中所述方法獲得的酶粒劑的相對(duì)酶活性。在依據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即用于干燥的加熱過(guò)程氣體的輸送主要(即特別是80％以上)優(yōu)選僅在噴射區(qū)內(nèi)進(jìn)行。將顆?？煽康剌斔偷絿娚鋮^(qū)內(nèi)特別是通過(guò)該裝置特殊的幾何構(gòu)造在利用重力下進(jìn)行，但也可以氣壓或者通過(guò)幾何構(gòu)造在利用重力下與氣壓輸送的結(jié)合進(jìn)行。
按權(quán)利要求1所述依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，將制備條件與所要制備的材料特性相配合。盡可能地避免溫度分布的不均勻，由此還達(dá)到了提高酶粒劑產(chǎn)率的目的。
本發(fā)明的目的還在于提供一種酶粒劑，其具有比現(xiàn)有技術(shù)更低的粉塵含量和更高的活性酶(相對(duì))比例，同時(shí)具有60(特別是100)μm-2000μm的平均粒度D50、良好的貯存穩(wěn)定性、特別是很小的圓度系數(shù)和/或很低的含濕量。
依據(jù)在權(quán)利要求1和特別是從屬權(quán)利要求中的本發(fā)明的方法獲得的按權(quán)利要求16所述的酶粒劑具有有利的特性。這些酶粒劑可以有利地用于制備各種目標(biāo)配制劑，特別是如權(quán)利要求23-26中所述那樣，特別是通過(guò)添加一種或者多種在適當(dāng)?shù)膽?yīng)用形式中的適當(dāng)?shù)妮d體物質(zhì)和/或包裝。
其他具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成在從屬權(quán)利要求中(在此通過(guò)參考引用)予以說(shuō)明，盡可能地將其在說(shuō)明書(shū)中與其作用共同介紹。
依據(jù)本發(fā)明可制備的酶粒劑是高濃縮和水溶性的或者水可分散的并具有60-2000μm的平均粒度D50，特別是進(jìn)一步的特征在于，在活性酶含量與活性和非活性酶含量總和之比(相對(duì)酶活性)為80％或者更高，特別是88％或者更高情況下根據(jù)Heubach檢測(cè)的粉塵含量＜800，優(yōu)選小于500ppm?？芍苽涞拿噶┑目箟簭?qiáng)度有利地為10MPa或者更高，在本發(fā)明一種優(yōu)選的可行實(shí)施方式中為20-50MPa，酶粒劑的松裝密度為500g/l或者更高，在本發(fā)明一種優(yōu)選的可行實(shí)施方式中為550-850g/l。酶粒劑粒度分布的特征在于d10/d90之比(定義d10為粒劑質(zhì)量的10％小于該直徑的粒劑直徑，d90為粒劑質(zhì)量的90％小于該直徑的粒劑直徑)特別是為0.4或者更高。依據(jù)本發(fā)明可有利地制備的酶粒劑(在此作為酶含有肌醇六磷酸酶)的絕對(duì)肌醇六磷酸酶活性優(yōu)選等于或者大于15000FTU/g。在此方面，F(xiàn)TU為酶活性，它在測(cè)定條件下37℃時(shí)每分鐘釋放1毫摩爾磷酸鹽(0.25M醋酸鈉，pH值5.5；51nM肌醇六磷酸鈉)。
下面借助優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。所屬附圖示意性展示用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明方法的裝置。


將用于干燥待制備的酶粒劑所需要的量的加熱過(guò)程氣體10(一般為加熱空氣)輸送到具有矩形橫截面9和界限性側(cè)壁5的供氣室17。在供氣室17內(nèi)分配過(guò)程氣體10并通過(guò)間隙1以氣體射束2形式進(jìn)入過(guò)程室8內(nèi)。優(yōu)選水平進(jìn)入間隙1內(nèi)的過(guò)程氣體流通過(guò)導(dǎo)向部件3優(yōu)選向上導(dǎo)入過(guò)程室8內(nèi)并作為一種自由射流進(jìn)入裝置內(nèi)。此外，裝置橫截面任選地在擴(kuò)展區(qū)14擴(kuò)大，從而過(guò)程氣體流的速度向上不斷減少。氣體在擴(kuò)展區(qū)14的上面作為廢氣11經(jīng)排氣部分19離開(kāi)裝置，排氣部分任選地與除塵系統(tǒng)(例如濾塵管或者織物過(guò)濾件)整合。
過(guò)程室8內(nèi)存在一定數(shù)量通過(guò)向上的過(guò)程氣體射束夾帶的顆粒。在過(guò)程室8的上部區(qū)域內(nèi)以及在處于其上面擴(kuò)展區(qū)14內(nèi)氣體速度降低，從而上升流動(dòng)的顆粒從氣體射束23側(cè)面排出并回落到過(guò)程室8內(nèi)。過(guò)程室8在下部區(qū)域內(nèi)由傾斜的側(cè)壁29限制。這種側(cè)面傾斜造成顆粒在重力的作用下通過(guò)回流區(qū)24向氣體進(jìn)口間隙1的方向輸送，從那里它們隨后再由過(guò)程氣體夾帶到過(guò)程室8內(nèi)。
通過(guò)這種機(jī)理形成一種由上升氣流和在過(guò)程氣體進(jìn)口方向上的回流組成的非常均勻的固體物質(zhì)循環(huán)15。由此即使在過(guò)程室8中顆粒量非常少的情況下導(dǎo)向件3上部核心區(qū)內(nèi)也存在很高的顆粒密度。在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)噴霧噴嘴7，它們與過(guò)程氣體射束同方向向上噴射并用于帶入液態(tài)酶配制劑。
通過(guò)核心區(qū)內(nèi)很高的顆粒上料，在噴射區(qū)22內(nèi)為熱傳導(dǎo)和材料轉(zhuǎn)換提供形成非常有利的條件。此外，使液體很大程度地在顆粒上沉著并使該液體均勻地濕潤(rùn)顆粒表面。在噴射區(qū)和回流區(qū)24之間固體物質(zhì)高速循環(huán)的同時(shí)的這種均勻的濕潤(rùn)使其形成一種非常均勻的液體膜。通過(guò)干燥過(guò)程液體得到蒸發(fā)并隨同廢氣11離開(kāi)裝置。制劑中含有的固體物質(zhì)保留在顆粒表面上。粒劑由此非常均勻和均質(zhì)地生成，從而產(chǎn)生一種非常緊密的粒度分布。通過(guò)在過(guò)程室8內(nèi)構(gòu)成的類(lèi)似于圓圈的固體物質(zhì)流，在噴霧噴嘴7和6的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成噴霧干燥區(qū)和與其連接的?；瘏^(qū)。
過(guò)程氣體可以將一部分顆粒以及細(xì)料和粉塵作為載有固體物質(zhì)的廢氣20從過(guò)程室8排出。為分離這些顆粒，可以使用選擇安裝在廢氣部分19內(nèi)的過(guò)濾系統(tǒng)或者該裝置后置的除塵設(shè)備。在整合了除塵設(shè)備25的情況下，例如可以利用氣壓脈沖18，以便將滯留的顆粒作為分離的固體物質(zhì)21導(dǎo)回過(guò)程室8內(nèi)。
與具有整合了過(guò)濾設(shè)備的流化裝置相比，粉塵導(dǎo)回由此變得容易，即上升流動(dòng)的過(guò)程氣體流基本上限制在局部并因此可以將待導(dǎo)回的顆粒可靠地沉積在氣體射束的外面。通過(guò)氣體進(jìn)口間隙1附近內(nèi)的抽吸作用，額外地需要這種機(jī)制。可以替代地將與廢氣分離的顆?；蛘咚@得的其他含酶顆粒(參見(jiàn)下面)導(dǎo)回到過(guò)程室8內(nèi)。為此在傾斜側(cè)壁29的下部區(qū)域內(nèi)可以設(shè)置各種不同類(lèi)型的輸送裝置26。通過(guò)氣體進(jìn)口間隙1附近的高速過(guò)程氣體射束吸引細(xì)顆粒并輸送到噴射區(qū)22，在那里利用液體將其濕潤(rùn)并參與生長(zhǎng)過(guò)程。
任選內(nèi)裝的導(dǎo)流板16支持氣體射束、加強(qiáng)抽吸效應(yīng)并改善固體物質(zhì)向噴射區(qū)22內(nèi)的輸送?？赡艹霈F(xiàn)的附聚效應(yīng)降到最低限度，因?yàn)樵趪娚鋮^(qū)內(nèi)出現(xiàn)非常高的流動(dòng)速度并因此高于流化床內(nèi)的分離力。由此分選顆粒并生成非常圓的粒劑。
此外，過(guò)程室8內(nèi)過(guò)程氣體的流動(dòng)斷面使從任選內(nèi)裝的過(guò)濾設(shè)備導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)的細(xì)顆粒不會(huì)回落到噴射區(qū)22內(nèi)。由此抑制了細(xì)顆粒的粘結(jié)和由此產(chǎn)生的附聚形成過(guò)程。
為連續(xù)進(jìn)行過(guò)程，該裝置可以裝備固體物質(zhì)的任選的不同上料系統(tǒng)13。由此例如可以將酶顆粒輸送到過(guò)程中，這些酶顆粒例如可以通過(guò)玻碎例如由(過(guò)大的)粒劑獲得或者/和由過(guò)小的粒劑組成，或者由一個(gè)或者多個(gè)酶顆?；蛘咭云渌绞将@得的足夠細(xì)的粉塵和/或粉末形式的含酶離析物組成。這類(lèi)酶顆?；蛘吆鸽x析物(含酶的中間產(chǎn)物)可以是其他過(guò)程階段和方法(例如酶溶液的噴霧干燥)的產(chǎn)物。這些裝入的含酶中間產(chǎn)物的比例特別是為1重量％或者更高，在本發(fā)明一種可行的優(yōu)選實(shí)施方式中為5-20重量％。在此方面還能且可以具有優(yōu)點(diǎn)的是，所裝入的酶顆粒通過(guò)酶懸浮液的單獨(dú)噴霧干燥制備。在此方面，在本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)可行的實(shí)施方式中，也可以從開(kāi)始起就輸送酶顆粒。這些顆粒然后作為粒化胚種或者作為起始填充料用于縮短運(yùn)行時(shí)間。此外，在這里可以將添加劑以固體形式混入過(guò)程之中，使其包埋于酶粒劑內(nèi)。在另一可行的優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選在之前或者特別是與步驟a同時(shí)或者之后，如上面或者下面所提到的那樣，在粒化過(guò)程開(kāi)始時(shí)或者期間，可以取代酶顆粒將其他細(xì)顆粒直至顆粒的特定材料(優(yōu)選的粒度小于0.5mm，更優(yōu)選0.1-0.2mm)，優(yōu)選惰性的(也就是首先在酶方面非活性的)特定材料例如用于調(diào)整酶粒劑的酶活性，大致通過(guò)輸入如鹽核這種相應(yīng)的惰性核作為胚料輸送。惰性核的重量百分比在此例如在成品酶粒劑的0和95重量％之間。
替代或補(bǔ)充這種實(shí)施方式，在干燥和粒化過(guò)程期間或者該過(guò)程的一部分或者大部分期間輸送一種或者多種惰性材料，特別是鹽和/或粘合劑，不僅作為核材料或者胚料，而且用于稀釋這種或者這些酶或者特別是酶粒劑基質(zhì)(即分布在部分或者整個(gè)基質(zhì)內(nèi)部)內(nèi)的酶活性(絕對(duì)的，即包括活性的和非活性的酶成分)，這是本發(fā)明另一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式。在此，這種或者這些惰性材料可以作為固體物質(zhì)，例如通過(guò)如13的固體物質(zhì)上料系統(tǒng)，在酶溶液[＝液態(tài)酶制劑](溶解和/或懸浮液內(nèi))內(nèi)，和/或特別是在一種或者多種(優(yōu)選含水的)與酶溶液分開(kāi)的溶液、懸浮液或者熔體內(nèi)，通過(guò)輸送裝置26和/或首先是通過(guò)例如噴射區(qū)22內(nèi)的噴嘴輸送到特別是氣體射束2內(nèi)。在后一種情況下，這種或者這些惰性材料(例如鹽，如(例如堿性)金屬鹽的無(wú)機(jī)鹽，如硫酸鈉或者食用鹽，優(yōu)選在粘合劑的存在下)溶液或者懸浮液或者還有熔體，通過(guò)噴射酶溶液的這個(gè)或者這些噴嘴旁邊的一個(gè)或者多個(gè)單獨(dú)噴嘴在特別是在氣體射束2的區(qū)域內(nèi)噴射，或者可以有利地使用三或者多組分噴嘴。在這種情況下，將這些液體分別按各自的噴嘴比例給出并在本發(fā)明一種有利的實(shí)施方式中利用同時(shí)輸送的(優(yōu)選壓力)如壓縮空氣的氣體噴霧。所述噴嘴具有的優(yōu)點(diǎn)是具有一定數(shù)量的中心管，通過(guò)它們輸送液體和噴射空氣。例如可以將第一液體通過(guò)內(nèi)管、第二液體通過(guò)外部連接的同軸環(huán)形間隙而將用于噴霧的氣體通過(guò)處于更外部的另一同軸環(huán)形間隙(三組分噴嘴)進(jìn)行噴射，或者將第一液體通過(guò)內(nèi)管、將用于噴霧的氣體通過(guò)其外部作為第一連續(xù)的第一同軸環(huán)形間隙、將第二液體通過(guò)后者外部的另一同軸環(huán)形間隙并將用于噴霧的其他氣體通過(guò)第三外置的同軸環(huán)形間隙噴射(四組分噴嘴)。
惰性材料(作為核中的胚種、粒劑或者兩者的基質(zhì)中的添加物)的這種輸送可以使在所使用的酶材料(低非活性)的相對(duì)高的活性情況下對(duì)所要求的絕對(duì)活性(每個(gè)重量粒劑的活性)進(jìn)行非常精確的任意(即在略微高于0-100％的最大可能的絕對(duì)活性之間)調(diào)整，而在此方面不會(huì)改變酶粒劑的其他參數(shù)，如粒度或者粉塵自由度。輸送可以在連續(xù)運(yùn)行下或者在批量運(yùn)行下分批進(jìn)行。惰性材料的添加物比例基于酶粒度的固體物質(zhì)份額可以為0-近100％，例如從0.1-95重量％。惰性材料的粒度只要是溶解使用就可以是任意的，在作為固體物質(zhì)粉末或者作為懸浮液使用時(shí)，粒度有利地為200μm或者更小，特別是100μm或者更小。
本發(fā)明因此還涉及惰性材料在上述和下述方法中用于調(diào)整酶粒劑(單位量(重量)酶粒劑的酶活性)確定的絕對(duì)酶活性的應(yīng)用。
此外，該裝置具有排料部件4，以便可以將顆粒從過(guò)程室8取出。這一點(diǎn)例如可以通過(guò)溢流或者通過(guò)容量分析的排料部件(例如葉輪閘門(mén))或者還通過(guò)重力分離器(例如供給篩分氣體的鋸齒形篩分機(jī)或者立管式篩分機(jī))進(jìn)行。
可以任選地將機(jī)械機(jī)組27安裝在過(guò)程室8內(nèi)，但優(yōu)選安裝在傾斜壁上回流區(qū)24的區(qū)域內(nèi)，以便通過(guò)破碎產(chǎn)生作為?；纬蛇^(guò)程胚種的足夠細(xì)料。此外，回流區(qū)24可以任選地用于定位加熱裝置或者其他熱傳導(dǎo)裝置28。例如，裝置壁可以雙層構(gòu)成，以便將其在利用液態(tài)或者氣態(tài)熱載體的情況下用于加熱或者冷卻。也可以選擇使用微波加熱器，以便對(duì)回流區(qū)24內(nèi)的顆粒再干燥或者預(yù)加熱。
在過(guò)程室8或者其上面的裝置部分內(nèi)，例如擴(kuò)展區(qū)14和排氣部分19內(nèi)，可以任選地設(shè)置優(yōu)選向下，但也可以部分向上噴射的噴霧噴嘴6。在這里同樣可以噴入液態(tài)的酶制劑，以便例如通過(guò)裝置內(nèi)的噴霧干燥產(chǎn)生?；叻N?？梢蕴娲赝ㄟ^(guò)幾個(gè)噴霧裝置6和7以液態(tài)形式噴入添加劑或者其他成分并因此均質(zhì)包埋在粒劑結(jié)構(gòu)內(nèi)。如果噴霧噴嘴7通過(guò)供給熱氣體的供氣室17，那么可以任選使輸送液體的部分具有絕緣或者不同的冷卻系統(tǒng)12，以防止破壞液態(tài)制劑。
為降低依據(jù)本發(fā)明所制備的酶粒劑的水敏感性和/或控制水溶解性，可以將這些粒劑在后面的一個(gè)單獨(dú)過(guò)程中通過(guò)涂覆包上一層防水的保護(hù)膜。
作為依據(jù)本發(fā)明過(guò)程的其他優(yōu)點(diǎn)還應(yīng)提到的是非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將高度的運(yùn)行可靠性和干擾不敏感性與非常良好的可清潔性相結(jié)合。因此特別是在產(chǎn)物換型為生物材料時(shí)的衛(wèi)生要求方面創(chuàng)造了更好的生產(chǎn)條件。
實(shí)施例現(xiàn)借助下面具體的應(yīng)用實(shí)施例介紹本發(fā)明，而不受此任何方式的限制。
實(shí)施例1制備酶粒劑將一種酶制劑噴入特征在于上述結(jié)構(gòu)的裝置內(nèi)，該酶制劑于酶溶液內(nèi)附加含有穩(wěn)定劑以及粘合劑成分，并具有固體物質(zhì)約22質(zhì)量百分比的最終濃度。該過(guò)程室的特征在于矩形橫截面并在傾斜側(cè)壁的上面具有0.15×0.2＝0.03m2的橫截面面積和約1m的高度。通過(guò)2個(gè)縱向穿過(guò)該裝置分布的氣體輸送間隙輸送約180kg/h加熱到約140℃的過(guò)程空氣流。將所述液態(tài)制劑通過(guò)供給壓縮空氣的垂直向上噴射的二組分噴嘴噴入具有約50g/min料流的過(guò)程空氣射流內(nèi)。約500g酶顆粒處于過(guò)程室內(nèi)。通過(guò)蒸發(fā)過(guò)程冷卻過(guò)程空氣并以約45℃離開(kāi)該裝置。廢氣通過(guò)該裝置后置的漩渦除塵器除塵，并將分離的固體物質(zhì)作為胚料重量測(cè)定地輸送到間隙附近的過(guò)程室內(nèi)。在使用篩子的情況下將粒劑從過(guò)程室端面取出。將篩分機(jī)內(nèi)分離的細(xì)料部分氣動(dòng)回吹到過(guò)程室內(nèi)。取出的粒劑具有不硬化的松裝密度800g/l和下列粒度分布(篩分分析)＞400μm0.8質(zhì)量％315...400μm6.8質(zhì)量％250...315μm15.3質(zhì)量％160...250μm42.3質(zhì)量％100...160μm24.9質(zhì)量％0...100μm 9.9質(zhì)量％實(shí)施例2具有來(lái)自黑曲霉的肌醇六磷酸酶的酶粒劑將商購(gòu)可得的肌醇六磷酸酶(Natuphos 5000L，BASF，Ludwigshafen，Deutschland)利用軟化水和具有不會(huì)使酶通過(guò)的孔隙度的超濾器透析過(guò)濾，以去除防腐劑和鹽。隨后將酶超濾，已得到高濃度的液態(tài)酶制劑。
將作為粘合劑的聚乙烯醇添加到具有24000FTU/g肌醇六磷酸酶-活性且干燥含量為25重量％的這種液態(tài)酶制劑的25重量％。其余75重量％溶液在實(shí)施例1所稱(chēng)裝置中以180℃的空氣進(jìn)口溫度和70℃的排氣溫度噴霧干燥。
將噴霧干燥的酶粉末裝入防塵對(duì)接的容器內(nèi)。它產(chǎn)生一種具有90000FTU/g肌醇六磷酸酶-活性和95％干物質(zhì)的酶粉末。將具有噴霧干燥酶粉末的該容器與上料系統(tǒng)13上的防塵連接裝置對(duì)接。將液態(tài)酶制劑利用計(jì)量泵通過(guò)噴霧噴嘴噴入過(guò)程室8內(nèi)。
以4∶1的料比輸送液態(tài)酶制劑和酶粉末。進(jìn)口溫度為120℃，排氣溫度為60℃。它產(chǎn)生一種具有表1所示特性的肌醇六磷酸酶粒劑?；钚院头腔钚约〈剂姿崦傅暮吭谑褂肊P 0 420 356中所述用于說(shuō)明曲霉屬ficuum-肌醇六磷酸酶的方法情況下確定-該參考在此引入。
表1按實(shí)施例2的肌醇六磷酸酶粒劑的特性

實(shí)施例3鹽-/粘合劑溶液的應(yīng)用使用具有4個(gè)進(jìn)氣室和4個(gè)噴嘴的中試裝置。作為酶使用蛋白酶。無(wú)機(jī)堿金屬鹽和常用的粘合劑作為鹽/粘合劑成分使用。該成分的份額以重量％(“％”)表示。
a)將純酶溶液和鹽-粘合劑溶液分別輸送到不同噴嘴，每個(gè)噴嘴稀釋的水量盡可能相同調(diào)整

b)將酶溶液和鹽-粘合劑溶液混合通過(guò)所有噴嘴輸送

c)將酶溶液和鹽-粘合劑溶液分開(kāi)地經(jīng)三組分噴嘴輸送

d)酶-粘合劑溶液噴霧和鹽粉末以固體方式輸送

可作如下概述本發(fā)明涉及一種用于制備酶粒劑的方法。本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制備酶粒劑的方法，其中，酶粒劑可以連續(xù)或者分批地在最大程度上避免制備過(guò)程中溫度分布不均勻和提高酶話性產(chǎn)率的情況下制備。同時(shí)提高制備時(shí)?；目煽刂菩?。公開(kāi)了利用該方法獲得的酶粒劑及其應(yīng)用。
依據(jù)本發(fā)明，酶粒劑的制備通過(guò)在該裝置噴霧區(qū)內(nèi)的熱條件和其余區(qū)域內(nèi)的溫度條件之間的結(jié)合進(jìn)行。在依據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即輸送用于干燥的加熱過(guò)程氣體僅在噴射區(qū)內(nèi)進(jìn)行。將顆?？梢揽枯斔偷絿娚鋮^(qū)內(nèi)通過(guò)該裝置特殊的幾何構(gòu)造在利用重力下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.用于制備酶粒劑的方法，其特征在于，a.將一種或者多種液態(tài)酶配制劑通過(guò)噴霧裝置主要噴入載有固體物質(zhì)的氣體射束內(nèi)，b.將用液體濕潤(rùn)的料粒在加熱的氣體射束中進(jìn)行干燥和?；^(guò)程，c.在滯留一段時(shí)間后將顆粒與氣體射束分離并導(dǎo)回到過(guò)程室內(nèi)，d.將顆粒輸送到氣體進(jìn)口區(qū)，e.將微粒、粉塵和由過(guò)程氣體夾帶的顆粒進(jìn)行分離并作為粒劑形成過(guò)程用的胚料重新輸送到過(guò)程中，f.通過(guò)將材料輸送到氣體射束內(nèi)產(chǎn)生處于反應(yīng)室軸向上類(lèi)似于圓圈的固體物質(zhì)流。
2.用于制備特別是按權(quán)利要求1所述酶粒劑的方法，其特征在于，a.將一種或者多種液態(tài)酶制劑通過(guò)噴霧裝置噴入載有固體物質(zhì)的氣體射束內(nèi)，b.將用液體濕潤(rùn)的料粒在加熱的氣體射束中進(jìn)行干燥和?；^(guò)程，c.在滯留一段時(shí)間后將顆粒與氣體射束分離并導(dǎo)回到過(guò)程室內(nèi)，d.將顆粒通過(guò)重力經(jīng)過(guò)傾斜平面輸送到氣體進(jìn)口區(qū)，e.將微粒、粉塵和由過(guò)程氣體夾帶的顆粒進(jìn)行分離并作為粒劑形成過(guò)程用的胚料重新輸送到過(guò)程中，f.通過(guò)將材料輸送到通過(guò)優(yōu)選旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)或者縱向延伸的間隙開(kāi)口輸送的氣體射束內(nèi)產(chǎn)生處于反應(yīng)室軸向上類(lèi)似于圓圈的固體物質(zhì)流。
3.按權(quán)利要求1或2之一，特別是按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，酶粒劑通過(guò)不同的篩分裝置從過(guò)程室取出。
4.按權(quán)利要求1-3之一，特別是按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，酶粒劑通過(guò)不同的容量分析排料部件從過(guò)程室取出。
5.按權(quán)利要求1-4的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，將從過(guò)程中取出的過(guò)大或者過(guò)小的酶粒劑與合格產(chǎn)品進(jìn)行分離。
6.按權(quán)利要求1-5的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-5之一所述的方法，其特征在于，將從過(guò)程中取出的過(guò)小酶粒劑作為胚料導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)。
7.按權(quán)利要求1-6的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-6之一所述的方法，其特征在于，將從過(guò)程中取出的過(guò)大酶粒劑通過(guò)任意的破碎裝置組進(jìn)行破碎并作為胚料導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)。
8.按權(quán)利要求1-7的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-7之一所述的方法，其特征在于，將導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)的酶粒劑進(jìn)行加熱再處理。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)的酶粒劑進(jìn)行干燥或預(yù)熱。
10.按權(quán)利要求1-9的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-9之一所述的方法，其特征在于，將導(dǎo)回過(guò)程室內(nèi)的酶粒劑進(jìn)行破碎。
11.按權(quán)利要求1-10的一項(xiàng)或多項(xiàng)，特別是按權(quán)利要求2-10的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，酶粒劑由不同的添加物和采用不同的混合比制備。
12.按權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，料粒在預(yù)先的噴霧干燥后進(jìn)行?；^(guò)程。
13.按權(quán)利要求1-12的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將1重量％或者更高，優(yōu)選5-20重量％按前述權(quán)利要求1-12之一獲得的粉末狀成品粒劑產(chǎn)物，和/或另外獲得的酶顆粒和/或選自含酶粉末和粉塵中的一種或者多種含酶的中間產(chǎn)物輸送到?；^(guò)程。
14.按權(quán)利要求1-13的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將獲得的酶粒劑在隨后的一個(gè)步驟中通過(guò)涂覆包上一層防水的保護(hù)膜。
15.按權(quán)利要求1-14的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，酶在加熱的過(guò)程室內(nèi)滯留時(shí)間的平均值少于1.5小時(shí)，優(yōu)選少于0.5小時(shí)。
16.按權(quán)利要求1或2之一，特別是按權(quán)利要求3-15之一所述的方法，其特征在于，優(yōu)選在步驟a之前或者特別是同時(shí)或者之后，如權(quán)利要求1或2之一中所提到的那樣，或者在?；^(guò)程期間，作為胚料為干燥和粒化過(guò)程輸送細(xì)粒直至顆粒狀的特定材料，優(yōu)選惰性的特定材料。
17.酶粒劑，按權(quán)利要求1-15或16之一所述獲得，具有1-1.6的圓度系數(shù)、從60(特別是100)到2000μm的平均粒度D50，其特征在于，(i)如果活性酶份額與活性和非活性酶含量總和的比為高于85％，則平均粒度D50處于650-2000μm的范圍內(nèi)，(ii)如果活性酶的上述限定份額大于88％，則平均粒度D50處于包括端值470-小于650μm的范圍內(nèi)，(iii)如果活性酶的上述限定份額高于91％，則平均粒度D50處于包括端值230-小于470μm的范圍內(nèi)，以及(iv)如果活性酶的上述限定份額大于95％的話，則平均粒度D50為60-小于230μm和殘余濕度低于5重量％。
18.按權(quán)利要求17所述的酶粒劑，特別是當(dāng)引用權(quán)利要求1-15之一或者權(quán)利要求16的酶粒劑時(shí)，其特征在于，包括非活性酶在內(nèi)的非活性材料與活性酶的重量比基于干重計(jì)低于7∶1。
19.按權(quán)利要求1-15或16之一所述獲得的酶粒劑，特別是按權(quán)利要求18所述平均粒度為60-800μm的酶粒劑，其特征在于，根據(jù)Heubach檢測(cè)的粉塵含量低于800，特別是低于500ppm。
20.按權(quán)利要求17-19之一所述的酶粒劑，其特征在于，酶粒劑的抗壓強(qiáng)度等于或者高于10MPa，優(yōu)選為20-50MPa。
21.按權(quán)利要求17-20之一所述的酶粒劑，其特征在于，酶粒劑粒度分布的特征在于d10/d90之比等于或者大于0.4。
22.按權(quán)利要求17-21之一所述的酶粒劑，其特征在于，酶粒劑的松裝密度等于或者大于500g/l，優(yōu)選為550-850g/l。
23.按權(quán)利要求17-22之一所述的酶粒劑，作為酶含有肌醇六磷酸酶，其特征在于，酶粒劑的肌醇六磷酸酶活性等于或者大于15000FTU/mg。
24.按權(quán)利要求17-21之一所述酶粒劑的應(yīng)用，特別是當(dāng)引用權(quán)利要求1-15之一或權(quán)利要求16時(shí)，作為添加物或者單獨(dú)的有效成分在食品、清潔或者制藥目的用的配制劑生產(chǎn)中使用。
25.按權(quán)利要求24所述用于制備飼料。
26.按權(quán)利要求24所述用于制備食品。
27.按權(quán)利要求24所述用于制備洗滌劑或者沖洗劑。
28.按權(quán)利要求22或23之一所述的酶粒劑按權(quán)利要求24所述的應(yīng)用，特別是當(dāng)引用權(quán)利要求1-15之一或權(quán)利要求16時(shí)，作為添加物或者單獨(dú)的有效成分在食品、清潔或者制藥目的用的配制劑生產(chǎn)中應(yīng)用。
29.按權(quán)利要求28所述應(yīng)用，用于制備飼料、食品或者洗滌劑或者沖洗劑。
30.按權(quán)利要求1或2之一，特別是按權(quán)利要求3-15或16之一所述的方法，其特征在于，在干燥和?；^(guò)程期間，或者在這血一過(guò)程的部分期間，輸送一種或者多種惰性材料作為核或者胚料和/或作為酶粒劑基質(zhì)中的添加物或者其中的一部分用于稀釋這種或者這些酶。
31.按權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，這種或者這些惰性材料作為固體物質(zhì)在酶溶液內(nèi)部和/或在一種或者多種與酶溶液分開(kāi)的溶液、懸浮液或者熔體中輸送。
32.按權(quán)利要求30或31之一所述的方法，其特征在于，這種或者這些惰性材料的一種或者多種溶液和/或懸浮液通過(guò)在用于噴射液態(tài)酶配制劑的這個(gè)或者這些噴嘴旁的一個(gè)或者多個(gè)單獨(dú)的噴嘴在干燥和粒化過(guò)程期間或者在其部分期間噴射。
33.按權(quán)利要求30-32之一所述的方法，其特征在于，使用一個(gè)或者多個(gè)多組分噴嘴和一種用于將一種或者多種惰性材料的一種或者多種溶液或者懸浮液霧化的氣體。
34.酶粒劑，具有依據(jù)權(quán)利要求17-24之一所述的性能，按照依據(jù)權(quán)利要求30-33之一所述的方法獲得。
35.按權(quán)利要求34所述的酶粒劑用于制備飼料、制備食品或者制備洗滌劑或者沖洗劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備酶粒劑的方法以及由此獲得的酶粒劑及其以制劑形式在例如飼料、食品、洗滌液、沖洗液和/或制藥目的和類(lèi)似目的方面的應(yīng)用。特別是這種酶粒劑具有相當(dāng)高比例的活性酶、確定的粒度、良好的貯存穩(wěn)定性，特別是很小的圓度系數(shù)和/或很低的殘余濕度比以及優(yōu)選的其他特定性能。依據(jù)本發(fā)明，酶粒劑的制備通過(guò)在該裝置噴霧區(qū)內(nèi)的熱條件和其余區(qū)域內(nèi)的溫度條件之間的結(jié)合進(jìn)行。在依據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，即輸送用于干燥的加熱過(guò)程氣體僅在噴射區(qū)內(nèi)進(jìn)行。通過(guò)該裝置特殊的幾何構(gòu)造在利用重力下將顆?？煽枯斔偷絿娚鋮^(qū)內(nèi)(參見(jiàn)附圖)。通過(guò)添加作為核胚料的惰性顆粒，可以控制酶粒劑的酶活性的絕對(duì)含量。
文檔編號(hào)A23P1/02GK1845783SQ200480015989
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者K·魯姆普勒, M·亞克布, M·瓦斯克 申請(qǐng)人:格拉特工程技術(shù)有限公司