Brevet FR2464032A1 — publié le 19810306

La présente invention, à la réalisation de laquelle ont participé Messieurs Daniel GECRGEN et Jean-Pierre TlNTIGNAC, concerne de nouvelles coUmpo- sitions à base de lysine, pour alimentation animale, et leur préparation. La lysine est un aminoacide essentiel pour les animaux monogastriques, qui est utilisé en particulier dans l'alimentation animale. La lysine peut être préparée soit par voie chimique soit par voie biochimique. Bien que les procédés biochimiques soient économiquement meilleurs que les procédés chimiques, l'extraction de la lysine qui s'effectue avec des rendements relativement peu élevés nécessite des installations particulières et l'utilisation de produits coûteux. La lysine, lorsqu'elle est destinée à l'alimentation animale,est mélangée à des aliments divers,' tels que des céréales, dont la conçosition eit assez mal définie. Dans ces conditions l'utilisation de lysine purifiée ne paralt pas nécessaire. Il a été montré que les moûts concentrés de fermentations productrices de lysine possèdent les mêmes propriétés nutritives que la lysine purifiée. La biomasse et les différents constituants du milieu de fermentation nécessaires à la production de la lysine ou leurs produits de dégradation, n'ont aucun effet néfaste sur les animaux traités. Cependant ces moûts sont des liquides visqueux dont le mélange avec des aliments pour animaux peut présenter des difficultés. Les moûts de fermentation totalement déshydratés conduisent à des solides pâteux, collants et très hygroscopiques, qui sont de ce fait difficilement manipulables. Il a été proposé, en particulier dans le brevet SU 480 397 et dans le brevet FR 73.40738 publié sous le numéro 2 217 347, de préparer des compositions solides obtenues à partir de moûts concentrés de fermentation de lysine auxquels sont ajoutés des produits déshydratants tels que la poudre de silice, la perlite expansée, la farine d'os, le son, le carbonate de calcium ou du phosphate exempt de fluor. Ces compositions ne présentent pas toujours la stabilité requise, sont souvent hygroscopiques ou bien nécessitent l'emploi de l'additif en quantité telle que la teneur en lysine dans la composition finale est trop faible. De nombreuses charges minérales ont été essayées. En particulier, certains silicates tels que le talc, le carbonate de calcium (naturel ou précipité), la magnésie, le phosphate dicalcique, le chlorure de calcium, le plfttre de Paris ou le carbonate de magnésium naturel tel que la giobertite, 2 2464032 lorsqu'ils sont ajoutés à des concentrats de lysine dans des proportions (rapport entre le poids de l'additif et le poids du produit final) égales ou supérieures à 50 %, ne permettent pas d'obtenir un produit qui présente les caractéristiques physiques désirées. Il a maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention que l'on obtient une composition solide stable, facilement manipulable ne prenant pas en masse en présence d'humidité et ayant une teneur élevée en lysine, en ajoutant à un moût concentré de lysine un additif minéral choisi parmi la chaux en présence de gaz carbonique, le carbonate de magnésium précipité, ou leur mélange. Il a été aussi trouvé qu'à ces additifs minéraux peuvent être ajoutées d'autres charges minérales telles que les silices (comme celles qui sont commercialisées par la société SIFRANCE sous les noms de Tixolex, Tixosil ou Zéosil ou qui sont connues sous le nom d'Aérosil), les silicates (comme le Calsil) ou les alumino-silicates (comme la perlite expansée). Les moûts concentrés peuvent être obtenus par élimination de l'eau par chauffage,éventuellement sous pression réduite,des moûts de fermentation de la lysine. Au cours de ce chauffage, le microorganisme producteur de lysine est inactive. Industriellement, il est particulièrement intéressant d'utiliser un concentreur à multiples effets. Les moats concentrés sont stables dans le temps et la lysine contenue dans ces moûts concentrés n'est pas dégradée au cours du stockage. Les monts de fermentation de lysine peuvent être obtenus par fermen- tation d'un substrat à base de mélasse en présence d'un microorganisme conve- nable producteur dé lysine pendant 30 à 100 heures. La quantité de lysine produite est généralement comprise entre 50 et 100 g/litre. Le traitement d'un mo"t concentré par les additifs selon l'invention peut être effectué selon différentes techniques. Plus particulièrement, lorsque l'on utilise la chaux, vive ou éteinte, il est possible de mettre en oeuvre les techniques suivantes La manière d'opérer la plus simple consiste à mélanger dans un malaxeur de la chaux vive avec un moût concentré contenant environ 60 à 85 % en poids de matières sèches, ce qui correspond généralement à une teneur en lysine de 10 à 40 % en poids. Cette manière d'opérer présente l'avantage de pouvoir obtenir directement le produit fini sans séchage ultérieur. De préfé- rence, on utilise un moût concentré dont la teneur en eau est aussi faible que et 30 possible et par exemple comprise entre 15 et 40 %, et plus spécialement entre | Le moût concentré peut être mélangé à de la chaux éteinte mais, dans ce cas, un séchage du produit fini est nécessaire pour aboutir à un produit présentant les caractéristiques désirées. 3 2464032 Un autre mode de réalisation consiste à pulvériser une bouillie aqueuse constituée de moût concentré et de chaux dans un lit fluidisé. On obtient ainsi des granulés qui doivent être séchés. Pour la mise en oeuvre de cette technique, il est nécessaire d'utiliser un moût concentré dont la teneur en eau soit suffisante afin que la bouillie puisse passer facilement à travers la buse de pulvérisation. Il est également possible de pulvériser une bouillie aqueuse constituée de moût concentré et de chaux dans un atomiseur. Dans ce cas, la bouillie doit être suffisamment diluée pour être facilement véhiculable. En général, un moût contenant de 30 à 70 % (et plus spécialement 30 à 50 %)d'eau donne des résultats particulièrement satisfaisants pour ces deux dernières variantes. Ces différents modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés industriellement et, plus particulièrement les deux derniers, en continu. La quantité de chaux exprimée en CaO qui permet l'obtention d'un résultat satisfaisant est généralement comprise entre 15 et 50 %. Il est avantageux d'utiliser de la chaux dont la granulométrie est assez fine. Une granulométrie inférieure à 100 lu donne des résultats particulièrement satis- faisants. Dans les différents modes de réalisation il est indispensable, pour l'obtention d'un produit fini ayant la qualité requise, que le mélange de chaux et de moût concentré soit soumis à l'action du gaz carbonique soit après, soit de préférence pendant l'opération de mélangeage. Par exemple le mélange du moût concentré avec la chauxdans un pétrin-malaxeur étanche ou sous atmosphère d'azote, ne conduit pas à un produit satisfaisant; en revanche on obtient un produit satisfaisant en opérant sous atmosphère de gaz carbonique, en un temps qui peut varier de quelques minutes à une heure selon la quantité de chaux mise en oeuvre et la teneur en eau du moût concentré utilisé. Le gaz carbonique peut etre celui qui est contenu dans l'air, mais il peut, ce qui est préférable, être apporté par une source extérieure éventuel- lement sous pression. L'apport extérieur de gaz carbonique permet une prise beaucoup plus rapide et l'utilisation d'une quantité de chaux beaucoup plus faible. Le carbonate de calcium qui se forme ainsi permet la préparation d'un produit de qualité désirée tandis que le carbonate de calcium naturel mélangé à un moût concentré ne conduit pas à un résultat aussi satisfaisant. Généralement la teneur en gaz carbonique dans le produit fini, sous forme de carbonate de calcium, est comprise entre 2 et 20 7. (compté en carbonate de calcium). 4 2464032 Plus particulièrement, les compositions à base de lysine et de chaux selon la présente invention se présentent sous forme de solides facilement manipulables dont la teneur en divers constituants est la suivante lysine 10 à 35 % en poids - matières sèches du moût (autres que la lysine) 20 à 60 % en poids - gaz carbonique (exprimé en carbonate de calcium; forme effectivement présente) 2 à 20 % en poids - calcium total (essentiellement sous forme de chaux éteinte et de carbonate de calcium): 10 à 40 % - eau: 1 à 10 % en poids D'un intérgt remarquable soht les compositions dans lesquelles les divers constituants sont dans les proportions suivantes: - lysine: 20 à 35 7 - matières sèches du moût (autres que la lysine) 40 à 50 % - Co2 (exprimé en carbonate de calcium): 2 à 10 % - calcium total: 15 à 30 % -eau: 1à 5 % De telles compositions se caractérisént par une excellente stabi- lité. Après six mois de stockage à une température voisine de 2000, la teneur en lysine du produit fini ne varie pas. Par ailleurs, la présence de calcium est compatible avec les besoins en alimentation des animaux et elle ne constitue pas un inconvénient. Lorsque l'on utilise le carbonate de magnésR 1fl1un mélange de précipité chaux et de carbonate de magnésium/ou bien un mélange de chaux et/ou de carbo- nate de magnésiefav&lc %'autres charges minérales telles que les silices, silicates ou alumino-silicates, les memes techniques peuvent être utilisées. La quantité totale de charge minérale ajoutée représente généra- lement 10 à 50 % du poids de la composition finale. Les compositions selon l'invention sont particulièrement utiles dans l'alimentation animale. Etant solides et ne prenant pas en masse en présence d'humidité ces compositions se mélangent parfaitement aux aliments distribués aux animaux. Du fait de la stabilité de ces compositions, il n'est pas nécessaire de préparer les aliments complets juste au moment de leur emploi. Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, montrent comment l'invention peut être mise en pratique. 2464032 EXEMPLE 1 - Dans un pétrin-malaxeur de type KUSTNER dont la cuve a une capacité de 1, 6 litre, qui comporte 2 hélices de malaxage en forme de double Z à profil hélicoïdal et qui est muni d'une double enveloppe dans laquelle est assurée une circulation d'eau froide, on place 270 g de chaux vive moulue. La vitesse de rotation du rotor lent est réglée à 30 tours/minute et celle du rotor rapide à 60 tours/minute. On verse alors 630 g de mot concentré (contenant 7 en poids de matières solides et dont la teneur en lysine est de 21 % en poids). Après 5 minutes de mélange, on envoie un courant de gaz carbonique obtenu par sublimation de carboglace. Le mélange piteux durcit peuià peu et l'agitation devient difficile. Après 30 minutes environ, le mélange se fractionne en donnant des blocs de taille variable. On obtient ainsi 850 g d'un produit de couleur beige clair constitué de poudre et de petits blocs plus ou moins durs, faciles à manipuler. Ce produit contient 15 % en poids de lysine. Après 8 jours à température voisine de 200C dans une atmosphère saturée d'eau, il y a une reprise d'humidité de 6 à 7 % mais le produit conserve son aspect initial et reste facilement manipulable. EXEMPLE 2 - Dans un séchoir granulateur en lit fluidisé type STREA 1 de la 20. Société AEROMATIC, on place 100 g d'un produit obtenu dans les conditions de l'exemple 1 qui a une teneur en chaux (CaO) voisine de 35 % et qui a été broyé et tamisé à 500 i. On règle le débit d'air pour avoir une bonne fluidisation. L'air diffusé contient du gaz carbonique provenant de la sublimation de carbo- glace. On prépare une bouillie, constituée de 189 g de chaux éteinte préalablement tamisée à 500 p et de 438 g d'un moût concentré de fermentation contenant 63 % d'eau, que l'on pulvérise à un débit de 2 litres/heure sur le produit fluidisé. La durée de la pulvérisation est de 18 minutes. Pendant les 9 premières minutes, la température de l'air de fluidisation est de 35 C puis elle est portée à 480C. A la fin de la pulvérisation, l'air est chauffé à 800C pendant 10 minutes pour compléter le séchage. On obtient ainsi 494 g d'un produit qui se présente sous forme de granulés de taille inférieure à 1 mm et qui a la composition suivante: - lysine: 15 % -matières sèches du moût (autres que la lysine): 30 % - chaux [Ca(OH)2]: 35 - carbonate de calcium: 15 % - eau 5 % Après avoir été maintenu pendant 115 heures à une température voisine de 20 0C dans une atmosphère à 100 % d'humidité relative, le produit reprend 15 % d'eau sans que son aspect soit modifié. En particulier le produit ntest pas collant. EXEMPLE 3 - n 189 (mai 1979)] On utilise un atomiseur du type LEA [décrit dans Informations Chimie/ équipé d'une chambre bicone sans double enveloppe, d'une buse annulaire de diamètre intérieur 8 mmn et de diamètre extérieur 10 mmn, d'un brtûleur à gaz propane et d'une pompe pour l'introduction de la bouillie à sécher. On prépare une bouillie, constituée de 2,24 kg de chaux éteinte et de 8, 32 kg d'un mot contenant 3,30 kg d'eau, qui est introduite à l'aide de la pompe dans l'atomiseur. Les principales conditions opératoires sont les suivantes - débit de l'air 88 Nm3/h - température dans le plan équatorial de la chambre bicone. de 170 à 142 C - température d'entrée du cyclone de 148 à 128 C - débit d'alimentation de la bouillie: 35 kg/h. Le produit sec est récupéré à la base du cyclone. Le produit- obtenu se présente sous forme d'une poudre de couleur café au lait, dense, non poudroyante et coulant assez bien. Il contient - lysine: 20,2 % - chaux [Ca(OH)2]: 29,6 . - carbonate de calcium: 2,7 % - eau -: 2,5 % EXEMPLE 4 - En opérant dans les conditions de l'exemple 1, on ajoute 374 g de moût concentré (contenant-80 %7. en poids de matières solides et dont la teneur en lysine est de 22 % en poids) à 160 g de carbonate de magnésium léger de PROLABO. Après 2 minutes, on peut arr&ter l'agitation et on obtient 530 g d'une poudre de couleur beige clair coulant librement. EXEMPLE 5 - En remplaçant 50 % du poids de carbonate de magnésium par de la chaux vive et en opérant comme dans l'exemple 4, on obtient un produit sous forme d'une poudre coulant librement. 8 2464032 R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Procédé de préparation d'une composition solide, stable, facilement manipulable, ne prenant pas en masse en présence d'humidité, utilisable dans l'alimentation animale et qui contient 10 à 35 % de lysine, caractérisé en ce que l'on ajoute un moût concentré de fermentation productrice de lysine à un additif minéral choisi parmi la chaux en présence de gaz carbonique ou le carbonate de magnésium précipité ou leur mélange, éventuellement avec addition d'une charge minérale choisie parmi les silices, les silicates et les aluminosilicates. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moût concentré est mélangé à la chaux et que le mélange est subséquemment soumis à l'action du gaz carbonique. 3 - Procédé selon la revendication 1tcaractérisé en ce que lion mélange dans un malaxeur l'additif minéral tel que défini dans la revendication 1 avec le moût concentré, et isole le produit obtenu. 4 - Procédé selon la revendication 3,caractérisé en ce que le moût concentré contient 15 à 40 % d'eau. - - Procédé selon la revendication lcaractérisé en ce que l'on pulvérise dans un lit fluidisé une bouillie constituée d'un additif minéral tel que défini dans la revendication f et du moût concentré et sèche le produit obtenu. 6 - Procédé selon la revendication lycaractérisé en ce que l'on pulvérise dans un atomiseur une bouillie constituée d'un additif minéral tel que défini dans la revendication 1 et du moût concentré et sèche le produit obtenu. 7 - Procédé selon l'une des revendications 5 ou-6,caractérisé en ce que le moût concentré contient 30 à 50 % d'eau. 8 - Une composition solide, stable, ne prenant pas en masse en présence d'humi- dité et contenant 10 à 35 % de lysine lorsqu'elle est obtenue selon le procédé de l'une des revendications 1 à 7. 9 - Une composition selon la revendication 8,caractérisée en ce que l'additif minéral représente 10 à 50 % en poids de la composition finale. 9 2464032 - Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient à 35 % en poids de lysine, 10 à 40 % de calcium essentiellement sous forme de chaux éteinte et de carbonate de calcium, 1 à 10 % de gaz carbonique (soit environ 2 à 20 % de carbonate de calcium) et 1 à 15 % d'eau, le reste étant constitué par les produits contenus dans les moûts de fermentations productrices de lysine et éventuellement par une charge minérale choisie parmi les silices, les silicates ou les aluminosilicates. 11 - Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient à 35 % en poids de lysine, 10 à 50 /. de carbonate de magnésium précipité et 1 à 15 %. d'eau, le reste étant constitué par les produits contenus dans les moûts de fermentationsproductrices de lysine et éventuellement par une charge minérale choisie parmi les silices, les silicates ou les aluminosilicates. 12 - Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient à 35 % en poids de lysine, 10 à 50 % de carbonate de magnésium précipité et de calcium sous forme de chaux éteinte et de carbonate de calcium, 1 à 15 % d'eau, le reste étant constitué par les produits contenus dans les moûts de fermentations productrices de lysine et éventuellement par une charge minérale;hoisie parmi les silices, les silicates ou les aluminosilicates. 13 - Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 8 à 12 pour la préparation d'aliments pour animaux caractérisée en ce que l'on ajoute à des aliments pour animaux une quantité efficace d'une composition selon l'une des revendications 8 à 12.