干燥生物质的方法_3

文档序号:9768384阅读:来源:国知局
97重量%比例的粒子具有100-3500微米,优选1000-3000微米,尤其1500-2500微米的粒径。
[0062]由于制备工艺,优选至少50重量%,特别至少70重量%,特别优选至少90重量%,尤其基本所有粒子形成基本上球形。形成基本上球形粒子是根据本发明的产品的优异堆积属性和流动特性的原因。
[0063]根据本发明,“形成基本上球形”应理解为意指粒子的直径在所有空间方向上基本一致。“基本一致”在此应理解为意指在任意的两个空间方向上的粒子直径的方差为最多20%,优选最多15%,特别地最多10%,特别优选最多5%。
[0064]灰尘部分,即具有小于100微米粒径的粒子,优选最多I重量%,特别优选最多0.5
重量%。
[0065]根据本发明的产品的堆积密度(bulk density)优选为400-800kg/m3,特别优选450-700kg/m3。
[0066]因此,本发明的一个目的还在于可通过根据本发明的方法获得的粒状生物质,并且还在于具有上述属性,特别是具有关于粒径和粒子分布的上述属性,包含有价值的氧化敏感材料的粒状生物质。就生物质的优选性质和存在的优选有价值材料而言,参考在先讨论。
[0067]可以各种方式使用根据本发明获得的生物质。在根据本发明干燥生物质后,干燥的生物质优选被储存或包装。例如,可随后使用生物质以生产食品或饲料,或以使有价值材料与生物质分离。
[0068]包含根据本发明的粒状生物质的食品或饲料是本发明的进一步目的。
[0069]因此,本发明的进一步目的还在于用于使有价值材料与根据本发明的粒状组合物分离的方法。
[0070]为了增加待生产的饲料或食品的生物利用度和/或为了有利于存在于生物质中有价值材料的分离,优选使粒状生物质经历细胞破碎工艺。有价值材料可选地也可直接与粒状生物质分离,而无上述的在先破碎。
[0071]在进行细胞破碎法之前,优选基于干燥的生物质制备细胞悬浮液。为此,干燥的生物质与水或水溶液混合以制备细胞悬浮液,该细胞悬浮液具有优选至少30重量%,特别地30-90重量%,特别优选40-80重量%,尤其50-75重量%的水含量。
[0072]随后,可利用本领域技术人员已知的细胞破碎法破碎细胞,例如利用螺杆挤出机、冲击式碾磨机、空气喷嘴碾磨机,或通过施加高压,例如已知的弗氏压碎法。可选地或额外地,可通过利用细胞壁消化酶破碎细胞。
[0073]根据本发明优选通过利用转子-定子系统进行细胞破碎。转子-定子系统基于被称作定子的静止部件,和转子的转动部件。转予通常具有至少5m/s,例如10-30m/s的圆周速度,并且转子与定子之间的空隙可以为例如0.1-0.5毫米。为破碎细胞,将细胞悬浮液置于转子与定子的空隙。细胞在所述空隙中经受剪切应力,另外引起湍流。这两个因素引起细胞破碎。在优选的实施方案中,利用固体混合附件在转子-定子系统中制备悬浮液。在本文中,固体混合附件应理解为表示允许一方面将固体另一方面将水或水溶液分别引导进转子-定子系统中的装置。因此仅在细胞破碎期间或在细胞破碎在即时,通过在固体混合附件中混合来制备悬浮液。根据本发明,发现通过利用此固体混合附件,具有非常高的固含量的悬浮液可经历细胞破碎工艺,这对于随后处理而言特别有利。当固体混合附件用于转子-定子系统中时使用的悬浮液优选具有20-50重量%,特别优选30-50重量%的固含量。
[0074]如果使用水溶液制备细胞悬浮液,其可特别包含其它食品组分,如维生素或盐。
[0075]根据本发明,特别当使用转子-定子系统时,输入进细胞的能量优选为每吨悬浮液最多50kWh,特别地每吨悬浮液最多40、35或301^11,特别优选每吨悬浮液最多25、20或15kffh。在本文中,优选的范围为每吨悬浮液能量输入为0.l-50kffh,特别地0.3-45kffh,特别优选0.5-40kWh,特别地0.8-35kffh,尤其l_30kWh,特别地1.5_25kWh、2_20kWh或3-15kWh,每种情况下为每吨悬浮液。
[0076]根据本发明的工艺的“细胞破碎率”优选为至少50%,特别优选至少60 %、70 %或80%,尤其至少85%、90%或95%。“细胞破碎率”应理解为表示在细胞破碎工艺结束后破碎细胞的数量与细胞总数的比值。通常例如利用显微镜肉眼确定细胞破碎率,作为破碎细胞的数量相对于细胞总数的比值。
[0077]为了稳定有价值材料,特别是脂质,抵抗氧化降解,用于细胞破碎的细胞悬浮液可额外包含抗氧化剂。在本文中优选的抗氧化剂为冊T、BHA、TBHA、乙氧基喹啉、β-胡萝卜素、维生素E和维生素C。如果使用,抗氧化剂优选以0.01-2重量%的量存在。在优选的实施方案中,这种情况下抗氧化剂在发酵完成后已经被添加至发酵培养基中。
[0078]或从完整无损的干燥生物质出发,或从破碎生物质出发,可将有价值材料与生物质分离。
[0079]例如简单机械除去细胞碎片,如通过倾析、过滤或离心,可将有价值材料与破碎生物质分离。
[0080]另外,例如通过溶剂萃取,可将有价值材料与完整无损生物质分离,也可与破碎生物质分离。因此,一旦将有价值材料分离开,就可例如通过施加低压除去溶剂。可选地,例如可通过超临界流体萃取分离有价值材料。
[0081]所用溶剂可以为本领域技术人员已知的溶剂,例如氯仿、醚、己烷、二氯甲烷或甲醇。根据本发明,也可分离油,例如通过使用不同的油用于萃取所述油。
[0082]所述油随后可经历化学或物理提炼。提炼可包括原油的脱胶、脱色、过滤、除臭和/或抛光。然后,可任选地分离单独的油组分。
[0083]可使用完整无损和破碎的生物质以及与生物质分离的有价值材料来制备食品或饲料,其中优选将生物质或有价值材料与其它食品或饲料成分混合,并随后加工形成食品或饲料。
[0084]在优选的实施方案中,为了生产准备出售的食品或饲料部分,通过挤出工艺加工生物质与其它食品或饲料成分的混合物。可选地,也可使用制粒方法。
[0085]在挤出工艺中优选使用螺杆或双螺杆挤出机。挤出工艺优选在80_220°C,特别地100-190°C的温度,10-40Bar的压力,以及10-1OOOrpm,特别地300-700rpm的轴转速下进行。引入的混合物的停留时间优选为5-30秒,特别是10-20秒。
[0086]在根据本发明优选的挤出工艺模式中,所述工艺包括压实步骤和压缩步骤。
[0087]在进行挤出工艺之前,优选将组分彼此紧密混合。优选在配备有叶片的桶中进行此混合。在此混合步骤中,优选的实施方案包括蒸汽注入,特别以便引起优选存在的淀粉的膨胀。
[0088]在与破碎的细胞混合前,如果需要,优选粉碎进一步的食品或饲料成分,以便确保在混合步骤中获得均匀混合物。例如,利用锤式粉碎机进行进一步的食品或饲料成分的粉碎。
[0089]因此,根据本发明优选的用于制备食品或饲料的工艺包括以下步骤:
[0090]a)制备生物质,优选通过发酵真菌或微藻,所述真菌或微藻生产有价值材料,优选脂质,特别优选ω-3脂肪酸;
[0091]b)在温和条件下干燥生物质,其中温和条件下的干燥包括使气体以循环气体模式经过,并且其中气体的氧含量优选小于20重量%,特别小于15重量%,特别优选5-13重量%,并且优选使用前述的喷雾造粒工艺用于干燥;
[0092]c)任选地在进行在先细胞破碎工艺之后,将生物质和/或由其分离的有价值材料与其它食品或饲料成分混合;
[0093]d)通过压实或挤出工艺制备最终产品。
[0094]在此情况下,根据本发明用于制备食品或饲料的非常特别优选的方法包括以下
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