Способ получения аддукта мочевины и жирной кислоты

 

О П И С А Н И EÄÄ969)55

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Рес уб

К П АТЕНТУ (6l) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 04037б (2I ) 2331168/23-04 .(51) М. Кл.

3 (23) Приоритет— (32) 11.03.75 (3() ХО-188 (ЗЗ) внР

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

С 07 С 127/01

Опубликовано 23. 10. 82, Бюллетень № 3Э (53) УДК 547. 495. .2.07(088.8) Дата опубликования описания 23. 10. 82

Иностранцы

Ева Куруц, Пирошка Лукач., Лайош Коллар, Йожеф

Йожеф Гульяш, Ласло Золна, Fàëàñ Юхац, Лайош Ф

Шандор Гал, Янош Холло, Ерне Пунгар, Янис Стат и Ене Золнаи (ВНР)

Иностранные предприятия

"Невеньолайипари еш Мошосердьярто Валлалат" и "Будапешти Мюсаки Эдьетем" (ВНР ) (72) Авторы изобретения арич, дор,б . (,ь-ЖАЛА.-) М Е Н 1Р,. 1 а (71 ) 3 аявит ели

БЯБЛЫOTELA (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДДУКТЛ МОЧЕВИНЫ

И ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способу получения аддукта мочевины и жирной кислоты с числом атомов углерода

14-22, состоящего из дискретных твердых частиц с высоким значением протеинового и крахмального эквивалента, который обладает высокой питательной ценностью и пригоден для установления любого желаемого соотношения протеинового и энергетическо1О го уровней в корме для скота.

Действительное потребление моче. вины в количестве, адекватном, с пи.тательной точки зрения, корму животных, возможно лишь в том случае, если животному одновременно дается при.годное замедляющее вещество. Такое вещество делает возможным в результате замедления распада мочевины, максимальное потребление микроорганизмами в желудке животных аммиака, получающегося при гидролизе мочевины с целью синтеза протеина. При этом,. главным условием оптимального синтеза протеина и использования природных протеинов и тех протеинов, которые образовались, является то, что в это же время должно быть обеспечено соотвествующее содержание энергии в фураже. Это может выполняться с помощью жирных кислот, которые могут использоваться в качестве источников энергии быстро и полностью, непосредственнным образом, что не требует активации липазного энзима, как микроорганизма, так и животных, получавщих корм.

Однако как при крупномасштабном производстве питательных веществ, так и при получении так называемых предварительных смесей для фуража, прямое и гомогенное смешивание жиров, пригодных для корма скота с фуражом, вызывает ряд серьезных трудностей.

Для того, чтобы устранить эти трудности и облегчить питание и регулировку, предложено использовать аддукт, образованный мочевиной с жирными кислотами или частично с нейтральными жирами,.в фураже и веществах для предварительного смешивания с фуражом. Такие аддукты, которые могут, например, содержать 45-б0% смеси жирной кислоты с жиром, связанной в виде молекулярного соединения, хорошо подходят по их составу для регулирования желаемой концентрации жира, требуемой в соответствии с ко969155 личеством мочевины в фураже. Кроме того, в таких аддуктах гигроскопичес-. кое свойство мочевины не проявляется. Это свойство также вызывает трудности в случае гомогенного смешивания свободной мочевины в фураже гру- 5 бого помола, поскольку такая мочевиносодержащая смесь склонна к аггломерации и образованию мостиковой связи

Известен способ получения аддукта 10 мочевины и жирной кислоты с числом атомов углерода 14-22 путем взаимодействия 40-70 вес.ч. нагретого водиогр раствора мочевины и 30-70 весч. горячей жирной киспоты. После этого . 15 д обавляют специальный носитель, который связывает воду и сам по себе может использоваться как.корм. К смеси примешивают грубую муку репсового семени и полученную твердую мас- 2 су после охлаждения размалывают.

Таким образом получают специальный препарат аддукта содержащий около

50% грубой муки (1).

Однако такой продукт не является удовлетворительным с точки зрения питательности, так как содержание жирной кислоты по отношению к содержанию мочевины весьма мало, в резуль. тате чего оно не может обеспечить адекватный уровень калорийности.

Кроме того, перемешивание. в условиях . сдвига, а также сушка большого количества водосодержащего вещества при низкой температуре в токе воздуха делает трудным осуществление способа в 3S .большом масштабе.

Цель изобретения — улучшение качества аддукта.

Поставленная цель достигается спо-40 собом получения аддукта мочевины и жирной кислоты с числом атомов углерода 14-22 путем взаимодействия 4060 вес.ч. раствора мочевины с нахо- дящимися в расплаве 40-60 вес.ч. 45 жирной кислоты С 4-С1, согласно которому проводят смешение раствора мочевины, нагретого до 100-135ОС, с находящимися в расплаве жирными кислотами Ñ„4-С, после чего смесь нагревают до 100-110 С, подают в распыпитель и распыляют, при этом распыленные частицы находятся в поступательном движении в потоке воздуха. до их кристаллизации.

Таким образом, раздельно полученные и нагретые раствор мочевины и, расплав жирной кислоты вступают в контакт лишь непосредственно перед распылением либо даже в ходе распыления, реакция, приводящая к образо- 40 ванию аддукта, проходит быстро и в случае поддерживания весового соотношения 60:40 — 40:60 сухой, пылевидный или состоящий из частиц, рыхлый по структуре 100%-ный аддукт 65 отлагается на дне распылительного пространства, где ни гигроскопическая природа мочевины, ни адгеэивный характер жирного вещества не обнаруживаются.

Распылительное пространство, которое используется снизу от распылителя, обеспечивает достаточно длительный путь для потока воздуха, несущего распыленные частицы с тем, чтобы 6ци соответствующим образом кристаллизовались в токе воздуха. Такое распылительное пространство обычно представляет собой цилиндр, имеющий соответствующую длину порядка нескольких метров, в котором распылитель расположен в верхнем либо нижнем конце и, таким образом, распыление может осуществляться в направлении вверх по потоку или вниз. Падающие распыленные частицы собираются в сухом состоI янин на дне цилиндрического про-странства, откуда полученный продукт может непрерывно удаляться.

Пример 1. Из 82 кг мочевины получают раствор в результате добавления 28 кг воды при 102 С; К полученному раствору добавляют 50 кг жирной кислотй марки "goudron". Жирнце кислоты типа "goudron" состоят из жирных кислот, содержащих 14-22 атомов углерода, плавящихся при 80 С, который представляет собой остаток, полученный в виде побочного продукта при производстве жирной кислоты и содержит также 0,1% по весу эмульгатора и 0,02% по весу:антиоксиданта.

Зачем эту смесь распыляют из распылителя типа "Дуплекс", работающего под давлением воздуха порядка 1,7 атм, в цилиндрическое распылительное пространство, имеющее вертикальную ось, длиной 6 м и 1,3 м в диаметре. Отмеченное количество жидкой. смеси мочевины и жирной кислоты требует 25 нмЗ воздуха для распыления. Выпадающий сухой твердый продукт собирается на дне распылительного пространства. В результате получают 135 кг легко крошащегося, способного упаковываться продукта, который имеет перекисное число 5,3 (выход аддукта количественный).

Качество продукта проверяли с помощью днназмческого микрокалориметрического (DSC) метода. Кривая, полученная в результате записи микрокапориметрическнх значений, показывает, что продукт не содержит какого-либо вещества, которое плавится ннже 100 С, такого как свободная жирная кислота или жир, двойной пик между 120-135 С соответствует чистому аддукту и мочевиие, которая образуется в результате термической диссоциации аддукта.. Нижняя кривая представляет собой кривую эксперимента, по969 15 5 для распыления смеси, выходящей иэ трубчатого реактора сверху вниз в распылительное пространство, распо О ложенное вертикально, имеющее цилиндрическую форму с высотой в 6 мм и внутренним диаметром 1,3 м.

Пример 6. Процесс аналогичен описанному в примере 5, но в качестве охлаждающей среды в распылительную камеру продувают 2000 нм воздуха в течение 15 мин. Продукт, собирающийся на дне распылительной каме.Ры, имеет температуру 30 С. Качество полученного продукта соответствует

6S вторенного на термически-диссоциированном продукте, и демонстрирует при сутстние мочевины и свободной жирной

: кислоты, полученных в результате необратимой термической диссоциации аддукта.

Пример 2. Согласно примеру

1 проводят в той же аппаратуре и. при тех же условиях распыления, но при использовании смеси плана, имеющего температуру 135 С, которую получают путем добавления 1 кг воды к 65 кг мочевины и плаву "goudron" в. количестве 65 г при 80 С.

Полученный продукт может .легко подвергаться иэмельчению и имеет хорошее качество. Выход количественный.

Пример 3. Согласно примеру 1 проводят н том же аппарате и при тех же условиях распыления, но вместо плана "goudron" при 80 С исполь зуют 50 кг кислот бараньего жира.

После охлаждения получают продукт в легко иэмельчаемом и способном к упаковке состоянии .

Природу аддукта н полученном продукте проверяли с помощью дифференциального микрокалрриметрического

-(DSC) метода. Двойной пик, появляю щийся при 120-135 С доказывает хоро шее качеетво продукта. Перекисное ,число продукта равно 4,8. Выход количественный.

Пример - 4 . Согласно примеру 2 проводят в той же аппаратуре и при тех же условиях распыления, но вместо плана "доий оп" при 80ОС используют 65 r кислот бараньего жира.

Качество полученного продукта аналогично качеству продукта, полученного в примере 2 ° Выход количественный.

Пример 5. Согласно примеру

1 проводят в той же аппаратуре и: при тех же количествах реагентов, но вместо распылителя системы "Дуплекс", работающего на воздухе, используют распылительную головку типа "Симплекс", работающую беэ воздуха. Количество реагентов, укаэанные в при.мере 1, распыляли в течение 15 мин.

Продукт, Собранный на дне распылительной камеры, .имеет температуру порядка 50 С, после охлаждения получают легко измельчаемяй и способный ,к упаковке продукт, качество которого соответствовало качеству продукта, полученного в примере 1. Выход количественный. качеству продукта, полученного н примере 1. Выход количественный.

Пример 7. Согласно примеру

6, проводят в той же аппаратуре и при тех же условиях распыления, но со смесью, описанной в примере 2.

Полученный продукт представляет собой сухой, пылевидный аддукт, ка- . чество которого соответствует качеству продукта, полученного в примере

2. Выход количестненный.

Пример 8..Согласно примеру

6 проводят н той же аппаратуре и при тех же условиях распыления, но со смесью, описанной в примере 3. Полу-, 15 ченный продукт представляет собой текучий, пылевидный аддукт хорошего качества. Выход количестненный.

Пример 9. В сосуде при 105 С готовят раствор иэ 82 кг мочевины и

2О 20 кг воды. В другом сосуде расплавляют 83 кг жирной кислоты гудронного типа.при 50ОС, причем эта кислота содержит также О, 1 вес.Ъ эмульгатора и

0,02 вес.Ъ антиоксиданта . Днухколлек25 торный насос типа "Bran hObbe Normados NC 32" одной всасывающеЯ трубкоЯ соединен с сосудом, содержащим мочевину, а другоЯ .всасывающей трубкойс сосудом, содержащим расплав жирноЯ кислоты..Нагнетательные трубки обоих коллекторов соединены с двойной труб, кой длиной 10 мм и внутренним диа-. метром 12,5 мм, и к последней присоединяют трубчатый реактор, служащий

35 для смешивания Раствора мочевйHH с жирной кислотой, а также для осуществления.реакции образования аддукта.

На- конце сдвоенной трубки температура карбамидного раствора и расплава жирной кислоты равны 105 С, рас1О пыление также проводят при этой температуре, в трубчатом реакторе, со.стоящем иэ реакционного пространстна с отбойными перегородками, расположенными внутри охладительной и на45 гревательной рубашки. длина реакционного пространства составляет

0,55 м, его внутренний диаметр 38 мм, отбойные перегородки имеют площадь поверхности, составляющую 2/6 вну50 тренннего сечения трубчатого реактора, и они расположены под общим углом наклона в 60 и имеют протяжение в 15 мм. K выходному отверстию трубчатого реактора присоединяют

55 дуплексный распылитель, работающий под давлением воздуха, равным 1,7 атм, Питательный насос регулируют таким образом, чтобы время пребывания смеси двух жидкостей,подавае969155 мях в трубчатый реактор с одинаковой скоростью, составляло 10 с.

Полное время подачи и распыления указанного выше количества материала

1 ч и для распыления жидкой реакционной смеси требуется 25 нмЗ воздуха.

Падающий сухой продуК Собирают со дна распылительного пространства.

Получают 160 кг твердого продукта, который после .охлаждения представляет собой легко крошащийся аддукт мо чевины и жирной кислоты„ готовый для упаковки и имеющий перекисное число, равное 4,6. Его качество регистрируют с помощью динамического микро- j5 калориметрического метода. Продукт представляет собой чистый аддукт, который не содержит свободной жирной кислоты или жирных веществ.

Пример 10. Повторяют методи- 2р ку примера 9 при неизменных количествах материала, но вместо трубки длиной в 10 м. раствор мочевины и расплав жирной кислоты подают через сдвоенную трубку длиной в 2,2 м непосредственно в трубчатый реактор, расположенный сверху от распылительной головки, причем время пребывания реакционной смеси из мочевины и жирной кислоты в трубчатом реакторе 6 с.

На конце сдвоенной трубки темпе-. ратура карбамидного раствора и расплава жирной кислоты равна 105 С, распыление также проводится при этой температуре.

Полученный сухой продукт по качеству соответствует качеству продукта, описанного в примере 9. Выход количественный.

Пример 11. Методику, описанную в примере 9, повторяют в той 40 же аппаратуре и при том же взаимном расположении, но с использованием распылительной системы "Симплекс" вместо распылительной системы "Дуплекс". Количество веществ, представ- 45 ленное в примере 9, распыляют в течение 15 с. Время пребывания реакционной смеси в трубчатом реакторе составляет 2,5 и. Выпавший сухой продукт имеет температуру 45 С и его 50 качество соответствует качеству продукта, описанного в примере 9. Выход количественный.

Формула изобретения

Способ получения аддукта мочевины

55 и жирной кислоты с числом атомов углерода 14-22 путем взаимодействия

40-60 вес.ч. .водного раствора мочевины с расплавом 40-60 вес.ч. жирной кислоты при нагревании, о т

6О л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества аддукта, раствор мочевины, нагретый до 100135 С, смеаивают с находящимися в расплаве жирными кислотами С -С „

65 после чего смесь нагревают до 100Пример 12. Процесс, описанный в примере 11, проводят в той же аппаратуре и при тех же условиях распыления, но в качестве охлаждающей среды в распылительную зону вводят 2000 нм воздуха при 20 С. Температура выпавшего сухого продукта

30 С и его качество такое же, что и качество продукта, описанного в примере 9. Выход количественный.

Пример 13. Повторяют способ, описанный в примере 9, но вместо доцйгоп используют кислоты ба раньего жира. Все прочие условия идентичны описанным и получен аналогичный аддукт.хорошего качества.

Таким образом, способ отличается от способов такого типа, которые использовались до сих пор для производства твердых аддуктов мочевина-жирная

I кислота, который применяется в качестве добавок в пищу животным, главным образом тем, что два компонента аддукта, а именно мочевина и жирная кислота или смесь жирной кислоты с жиром), регулируют друг с другом исключительно в жидкой фазе, без твердых носителей и в отсутствии всяких вспомогательных веществ, за исключе1 нием небольшого количества воды, которая используется для перевода мочевины в жидкое состояние при воздействии тепла, и эти два компонента используются в весовом соотношении 40:

:60 — 60:40, поскольку такое весовое соотношение позволяет непосредственно получить, при распылении в описанных условиях, твердый, пыле-. видный, сухой продукт, состоящий иэ отдельных частиц, которые содержат как мочевину, так и жирную кислоту в йаиболее благоприятном весовом отношении с точки зрения установления значения протеина и энергетического уровня фуража и использования мочевины жвачными животными.

Кроме того, предлагаемый способ может осуществляться непрерывно с помощью простой аппаратуры, причем параметры процесса также являются благоприятными с точки зрения мягкой обработки веществ, полученный в результате продукт представляет собой аддукт 100% чистоты, который несмотря на высокое содержание жирной кислоты, не содержит свободной жирной кислоты или жирных веществ.

Благодаря благоприятным условияь осуществления способа продукт не подвергается деградации в результате окисления, что доказывается низким перекисным числом продукта.

969155

Составитель В.йидкова

Редактор Г.Безверыенко Техред А.Ач Корректор М.Коста

Заказ 8212/82 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж.-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

110 С, подают в распылитель и распы-. ляют, при этом распыленные частицы находятся в поступательном движении в потоке воздуха до их кристаллизации.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Патент ВНР В 162126, кл. A 23 к 1/22, опублик. 1974, (прототип) .