DE19517498A1 - Verfahren zur Anreicherung mit Spurensubstanzen und Rieselhilfsmittel hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung einer festen Grundsubstanz mit wenigstens einer Spurensubstanz. Wenn im Folgenden von einer Spurensubstanz die Rede ist so bedeutet dieser Begriff einen Bestandteil, der in sehr kleiner Menge in einer Grundsubstanz enthalten ist. Eine solche Spurensubstanz kann ein Spurenelement, Mineralstoff, Vitamin, Arzneimittel, Östrogen oder dergleichen sein. Vorzugsweise befaßt sich die Erfindung mit der Anreicherung einer Grundsubstanz mit Spurenelementen.

Die Anreicherung von Lebensmitteln und Futtermitteln, die im Sinne der vorliegenden Beschreibung als Grundsubstanz anzusehen sind, mit Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen gewinnt in zunehmendem Maße an Bedeutung. Besonders in der Tierzucht kann durch eine Verabreichung bestimmter Spurensubstanzen, insbesondere Spurenelemente, die Wachstumsphase gezielt gefördert und das Erkrankungsrisiko gemindert werden. Auch in der menschlichen Ernährung kann mit Hilfe angereicherter Lebensmittel, Genußmittel oder Gewürze mit Spurenelementen die Grundversorgung mit diesen sichergestellt werden, wobei man durch gezielte Anreicherung auf die ernährungsphysiologischen Bedürfnisse spezieller Personengruppen eingehen kann, z. B. auf die Bedürfnisse Schwangerer und stillender Mütter, Sportler und älterer Menschen. Auch kann auf diese Weise Mangelerscheinungen vorgebeugt werden und eine Krankheitsprophylaxe betrieben werden.

Durch eine Anreicherung von Lebens- und Genußmitteln mit Spurensubstanzen kann eine unausgewogene Ernährung ausgeglichen werden. Selbst bei ausgewogener Ernährung ist jedoch eine solche Anreicherung sinnvoll, um naturbedingte Schwankungen und Verarbeitungs­ verluste auszugleichen und über ein bestimmtes Lebensmittel eine gezielte Supplementierung zu erreichen. Insbesondere in der Tierhaltung ist es oftmals auch erwünscht, über das Tierfuttermittel kurative und prophylaktische Arzneimittel in kleinen Mengen konstant über längere Zeitdauer zu verabreichen.

Als Mineralstoffe sind insbesondere Calcium, Magnesium und Eisen von Bedeutung, als Spurenelemente insbesondere Jod und Fluor, in zunehmendem Maße auch Selen. Für die menschliche Ernährung kann man solche Spurensubstanzen entweder direkt einem Lebensmittel oder einem Würzstoff hierfür, wie Speisesalz, zumischen. In bestimmten jodarmen Gegenden ist es üblich, das Speisesalz mit Jod anzureichern, um Jodmangelerscheinungen, wie Kropfbildung vorzubeugen. Auch Fluor wird dem Menschen vorteilhaft über das Speisesalz zugeführt, da man mit diesem eine breite Bevölkerungsschicht mit der richtigen Dosierung erreicht, nachdem der durchschnittliche Speisesalzverbrauch pro Person jeweils in der gleichen Größenordnung liegt.

Wenn hier im Folgenden von einer Grundsubstanz die Rede ist, so bedeutet dieser Begriff einen beliebigen Stoff oder ein beliebiges Stoffgemisch, dem die Spurensubstanz in vergleichsweise sehr kleinen Mengen zugesetzt werden soll. Grundsubstanzen im Sinne der vorliegenden Beschreibung sind daher feste Monosubstanzen oder Gemische insbesondere zur Aufnahme durch Mensch oder Tier, wie beliebige feste Nahrungsmittel, Nahrungsmittelzusätze, Würzstoffe, Tierfuttermittel und Beifuttermittel.

Es ist üblich, Spurensubstanzen solchen Grundsubstanzen, wie Speisesalz, entweder durch Aufsprühen einer wäßrigen Lösung der Spurensubstanzen oder durch trockenes Vermischen zuzusetzen. Beide bekannten Verfahren haben Nachteile.

Das trockene Vermischen der festen Grundsubstanz mit den Spurensubstanzen führt häufig, wenn nicht regelmäßig, zu einer ungleichmäßigen Verteilung der in sehr geringen Mengen zugesetzten Spurensubstanzen, da eine sehr kleine Mengen der Spurensubstanzen mit einer sehr große Menge der Grundsubstanz vermischt werden muß. Hinzu kommt, daß wegen unterschiedlicher Korngrößen und Schüttgewichte beim Transport häufig zusätzliches Entmischen eintritt, was die Ungleichmäßigkeit der Verteilung der Spurensubstanzen in der Grundsubstanz weiter erhöht und bei der Anwendung eine Über- oder Unterdosierung der Spurensubstanzen zur Folge hat.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, die Spurensubstanzen mit der Grundsubstanz nicht in trockenem Zustand zu vermischen, sondern eine wäßrige Lösung der Spurensubstanzen auf die Grundsubstanz aufzusprühen, wie beispielsweise eine wäßrige Lösung von Kaliumfluorid und Kaliumjodat auf Kochsalzkristalle. Diese Methode ergibt eine deutliche Verbesserung der Homogenität und Stabilität der Mischung, doch führt das Aufsprühen der Spurensub­ stanzlösungen zu einer gravierenden Verschlechterung der Rieseleigenschaften durch die mit der Lösung zusätzlich eingebrachte Feuchtigkeit, was besonders beim Anreichern von Kochsalz mit Spurenelementen zutage tritt.

In anderem Zusammenhang sind zur Verbesserung der Rieselfähigkeit von Pulvergemischen Rieselhilfsmittel bekannt, wie Tricalciumphosphat, pyrogene Kieselsäure, Magnesium- oder Calciumcarbonat, Stärkederivate und Kaliumhexacyanoferrat.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, feste Grundsubstanzen, wie Nahrungs- und Futtermittel, feste Zusatzstoffe hierfür und Würzstoffe, derart mit Spurensub­ stanzen anzureichern, daß einerseits die angereicherte Grundsubstanz rieselfähig bleibt und andererseits eine möglichst gleichmäßige Durchmischung erzielt wird und eine Entmischung beim Transport praktisch vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Anreicherung einer festen Grundsubstanz mit wenigstens einer Spurensubstanz gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst ein an sich bekanntes Rieselhilfsmittel mit der wenigstens einen Spurensubstanz im wesentlichen gleichmäßig vermischt und sodann das mit Spurensub­ stanz(en) vermischte Rieselhilfsmittel mit der Grundsubstanz vermengt.

Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein an sich bekanntes Rieselhilfsmittel, das im wesentlichen gleichmäßig mit wenigstens einer Spurensubstanz vermischt vorliegt, um an der Verwendungsstelle dann mit einer beliebigen Grundsubstanz vermischt zu werden.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, daß die Spurensubstanzen nicht direkt mit der Grundsubstanz vermischt werden, da ein solches nach dem Stand der Technik übliches Vermischen auch im Falle des Besprühens der Grundsubstanz mit einer wäßrigen Lösung der Spurensubstanzen im Regelfall zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Spurensubstanzen in der Grundsubstanz führt, da es schwierig, wenn nicht unmöglich, ist, sehr kleine Mengen einer Substanz mit sehr großen Mengen einer festen anderen Substanz zu vermischen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird eine sehr kleine Menge der Spurensubstanzen mit einer relativ kleinen Menge des Rieselhilfsmittels vermischt, was mit relativ einfachem apparativem Aufwand eine gleichmäßige Durchmischung ermöglicht. Das Rieselhilfsmittel im Gemisch mit den Spurensubstanzen läßt sich dann anschließend leicht und gleichmäßig mit der Grundsubstanz vermengen. Der Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit eine gleichmäßige Durchmischung der Grundsubstanz mit den Spurensubstanzen, fehlende Entmischung beim Transport und Beibehaltung der Rieselfähigkeit der Grundsubstanz.

Die Vereinigung der Spurensubstanzen mit dem Rieselhilfsmittel kann durch trockenes Vermischen erfolgen, wird aber vorteilhafterweise durch Besprühen des Rieselhilfsmittels mit einer wäßrigen Lösung der Spurensubstanzen erreicht. Die dabei erforderliche Wassermenge ist so gering, daß sie bei der späteren Einarbeitung des Gemisches von Spurensubstanzen und Rieselhilfsmittel in die feste Grundsubstanz keine Nachteile bezüglich der Rieselfähigkeit mit sich bringt.

Als Rieselhilfsmittel können an sich alle bekannten und beispielhalber oben aufgeführten Rieselhilfsmittel verwendet werden. Bevorzugt verwendet man Tricalciumphosphat oder pyrogene Kieselsäure (Aerosil). Die Spurensubstanzen werden dem Rieselhilfsmittel in solcher Menge einverleibt, daß das mit Spurensubstanzen angereicherte Rieselhilfsmittel, bezogen auf die Gesamtheit der Trockenfeststoffe, 0,001 bis 50, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% Spurensubstanzen enthält. Das so mit Spurensubstanzen angereicherte Rieselhilfsmittel kann als solches oder bereits im Gemisch mit der Grundsubstanz, wie mit Nahrungs- oder Tierfuttermitteln, Nahrungszusatzstoffen oder Beifuttermitteln, in den Handel kommen. Das Gemisch von Rieselhilfsmittel mit Spurensubstanzen wird der Grundsubstanz im Regelfall in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 2,5 Gew.-% zugesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Anreicherung der Grundsubstanz mit Spurenelementen, wie Jod und Fluor, insbesondere dient das Verfahren der Anreicherung von Kochsalz mit Fluor und Jod in der Form von Kaliumfluorid und Kaliumjodat. Bei Verwendung eines mit Kaliumjodat angereicherten Tricalciumphosphat-Rieselhilfsmittels konnte die Schüttkegelhöhe von Kochsalz gegenüber Kochsalz, das direkt mit einer wäßrigen Lösung der gleichen Jodatmenge angereichert und anschließend mit dem Rieselhilfsmittel versetzt wurde, halbiert werden. Das direkt mit Jodatlösung besprühte und anschließend mit Rieselhilfsmittel versetzte Kochsalz zeigt ein schlechtes Rieselverhalten und läuft nicht selbständig aus dem Auslauftrichter (Trichter 0,5 cm) aus. Im Gegensatz dazu läuft das erfindungsgemäß mit der gleichen Jodatmenge angereicherte und der gleichen Rieselhilfsmittel­ menge versetzte Kochsalz selbständig innerhalb von 23 sec aus. Kochsalz, das erfindungs­ gemäß unter Verwendung von Tricalciumphosphat mit Spurenelement angereichert wurde, zeigt sehr gute Lagereigenschaften über mehr als ein Jahr. Es zeigt deutliche Vorteile unter verschiedenen Lagerbedingungen gegenüber einem Kochsalz, das zunächst direkt mit Jodatlösung besprüht und anschließend mit Rieselhilfsmittel versetzt wurde.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Tricalciumphosphat wurde in trockenem Zustand mit 0,2 Gew.-% Kaliumjodat vermischt, bis eine im wesentlichen homogene Mischung erzielt war. Kochsalz wurde mit 0,5 Gew.-% dieser Mischung versetzt und homogen durchmischt. Das so angereicherte Kochsalz zeigte eine Halbierung der Schüttkegelhöhe gegenüber einem Kochsalzprodukt, welches zunächst mit der gleichen Kaliumjodatmenge vermengt und dann mit der gleichen Tricalciumphosphatmenge vermischt wurde.

Beispiel 2

Kochsalz wurde mit 0,5 Gew.-% Tricalciumphosphat homogen vermischt, welches seinerseits vorher mit einer wäßrigen Lösung von 2% Kaliumfluorid und 0,2% Kaliumjodat, bezogen auf das Gewicht des Tricalciumphosphats, besprüht worden war. Die Verteilung der Spuren­ elemente in dem erhaltenen Kochsalzprodukt wurde untersucht. Dabei wurde eine Abweichung von maximal ± 5% gefunden. Das Lagerverhalten des erfindungsgemäß hergestellten Produktes war erheblich besser als jenes von Kochsalz, welches zunächst direkt mit einer wäßrigen Lösung der gleichen Menge an Kaliumfluorid und Kaliumjodat besprüht und anschließend mit der gleichen Tricalciumphosphatmenge versetzt worden war.

Claims (10)

1. Verfahren zur Anreicherung einer festen Grundsubstanz mit wenigstens einer Spurensubstanz, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein an sich bekanntes Rieselhilfsmittel mit der wenigstens einen Spurensubstanz im wesentlichen gleichmäßig vermischt und sodann das mit Spurensubstanz(en) vermischte Rieselhilfsmittel mit der Grundsubstanz vermengt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Rieselhilfsmittel Tricalciumphosphat oder pyrogene Kieselsäure verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rieselhilfs­ mittel mit 0,001 bis 50, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% Spurensubstanz(en), bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches von Rieselhilfsmittel und Spurensubstanz, vermischt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Grundsubstanz mit 0,1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Gesamtgemisches, des mit Spurensubstanz(en) vermischten Rieselhilfs­ mittels vermengt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Grundsubstanz ein Nahrungs- oder Tierfuttermittel, einen Nahrungs- oder Tierfutter­ mittelzusatz oder Würzstoff verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spurensubstanzen anorganische Spurenelemente verwendet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Grundsubstanz Kochsalz und als Spurensubstanzen Kaliumfluorid und/oder Kaliumjodat verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rieselhilfsmittel durch Besprühen mit einer wäßrigen Lösung der Spurenelemente mit diesen vermischt.

9. Rieselhilfsmittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung wenigstens eine Spurensubstanz, vorzugsweise Spurenelement(e) enthält.

10. Rieselhilfsmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es das Spurenelement oder die Spurenelemente in einer Menge von 0,001 bis 50, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% enthält.