有機螯合的礦物組合物及其製備方法
2023-09-16 06:44:50 1
專利名稱：有機螯合的礦物組合物及其製備方法
有機螯合的礦物組合物及其製備方法相關串請的交叉引用本申請根據美國35 U.S. C. § 119(e)要求於2009年12月22日提交的編號為61/289，295的美國臨時專利申請，並且通過引用以其全文結合在此。
背景技術：
鈷和其他無機礦物對於哺乳動物在很多方面都很有用。動物營養中對於鈷的一個重要需求在於維生素B12的生產。微生物需要鈷來生產維生素B12。消化細菌對於鈷具有很強的親和性。例如，當可離解的鈷源被引入瘤胃，其被細菌吸收的速度很快-在30至40分鐘內吸收約80-85%。定量成分所提供的植物形式的鈷以相當可變的程度被釋放。所以，使補充品中提供的形式與瘤胃微生物的代謝要求和動物的生理需要相匹配對於使動物表現最大化很關鍵。
動物的維生素B12水平直接與提供給瘤胃的可用鈷的水平成正比。血漿及肝臟中的維生素B12水平直接影響丙酸到葡萄糖的轉換能力以及合成蛋氨酸的能力。市場上用於向動物或其他生物體供應鈷的產品經常處於比理想形式對於動物或微生物可用程度更低的形式，從而造成了不必要的浪費和效率低下。製備這類產品的常規方法對於提供一種可溶的形式而言效率很低而且不切實際。例如，乳酸鈷與碳酸鈷相比在水中的溶解度存在明顯的差別。鈷、過渡金屬和微量礦物對於微生物的代謝、免疫功能和繁殖有著直接的作用。在土壤中固氮以增進植物生長的微生物被稱為固氮菌。微量礦物加入到土壤或其他利用微生物的系統種如廢物處理系統、生物濾地、厭氧消化器等類似系統種時所處的形式影響著微量礦物的可用度並且因此影響其吸收。
附圖不一定是按比例繪製的(例如數字)，這些附圖描述了貫穿幾個視圖的多個實質上相似的組成部分。例如，帶有不同字母後綴的數字代表實質上相似組成部分的多個不同的實例。這些附圖通過舉例的方式總體上展示了在本文中所討論的多種不同的實施方案。圖I展示的是，根據某一實施方案，一種製備迅速可溶的礦物螯合產品的方法的塊狀流程圖。圖2展示的是，根據某一實施方案，一種應用礦物乳酸鹽化合物的方法的塊狀流程圖。圖3展示的是，根據某一實施方案，一種施用礦物乳酸鹽化合物的方法的塊狀流程圖。
發明內容
本發明的實施方案涉及一種製備礦物產品的方法。該方法包括使一種羧酸與一種無機礦物化合物接觸，使得足以形成一種溶液；使該溶液反應一段時間，使得足以提供一種礦物螯合化合物；在該礦物螯合化合物實質性凝固之前，將該化合物轉移至一個或多個模具，並且減小該礦物螯合化合物的尺寸，使得足以提供一種迅速可溶的礦物螯合產品。
具體實施例方式以下詳細說明包括對附圖的引用，這也構成詳細說明的一部分。附圖通過舉例證明的方法示出了本發明可能在其中實施的具體實施方案。這些實施方案，此處也稱為〃實例"，被詳盡描述以使本領域普通技術人員能夠實施本發明。在未超出本發明範圍的前提下，可以將這些實施方案組合，可以利用其他實施方案，或做出結構性和邏輯性的改變。因此，不應在限制性的意義上理解以下詳細說明，並且本發明的範圍是通過所附權利要求以及它們的等效項來定義的。本申請中，術語〃 一個或〃 一種〃(a/an)是用於包含一個或多個，術語〃或〃除非另有說明，是用來指非排他的"或"。另外，應當理解本申請中所使用的措辭和術語(除非另外被定義)僅僅是用來描述而並非限制。此外，在本申請文件中提及的所有出版物，專利 和專利文獻通過引用以其整體(儘管是通過引用單獨結合)結合在此。在本申請文件與通過引用以這種方式結合的文件之間的用法不一致時，在引用的文獻中的用法應考慮作為本申請文件的補充，對於不可調和的不一致情況，以本申請文件中的用法為準。本發明的實施方案涉及無機礦物螯合組合物以及製備和使用此類組合物的方法。實施方案描述了一種獨特的方法，該方法包括一種用於形成有機結合的鈷或其他礦物的反應，可任選地在一種惰性介質中攜帶該反應的材料並且應用或施用該產品。該方法實質上是化學計量的，其中很少或沒有需要從該產品中除去的副產物。該方法是非常有效的、具有成本效益的，並且對於在多份申請中用於施肥或營養或對微小生物有益的無機材料提供了立即可用的形式。所生產的組合物可以處於一種液態形式，該形式很容易應用於植物、草地、草坪或花園或通過營養產品或飼料施用給動物或人。本發明的實施方案利用一種羧酸，例如乳酸，來提供一種無機礦物螯合組合物，該組合物容易以任何形式或在補充品、液體營養品、農業用途或工業用途中施用或應用。在補充品中，該組合物對消化道微生物比其他無機礦物的來源或結構有更大的親和力。例如，在反芻動物中，該組合物提供了更快的體重增加，更重的斷奶重量並且增強瘤胃發酵利用。該組合物促進纖維素分解和利用，並且有助於更好地消化草。此外，動物更好地利用了蛋白質和鈣，從而提供了對商業蛋白質的降低的需求。除了作為飼料或飼料補充品的一部分向哺乳動物或其他生物體施用螯合化合物，還描述了應用用於農業目的的產品的方法。它有可能通過對哺乳動物放牧所在的土壤或植物進行處理來將營養轉移到哺乳動物。這可能更具成本效益並且潛在地對於動物更有效。此外，螯合的微量礦物(例如鈷)積極影響微生物的健康和生長，因此對微生物環境也產生有益的影響。定義如在此使用的，「脂肪酸」是指經常帶有可能飽和或不飽和的、長的直鏈脂肪尾(鏈)的羧酸。脂肪酸的實例可以包括乳酸、丙酸和丁酸。
如在此使用的，「羧酸」是指其特徵為存在一個具有分子式_C(=0)0H (通常寫為-COOH或-CO2H)的羧基基團的有機酸。羧酸的實例可以包括乳酸、丙酸和丁酸。如在此使用的，「菌群」是指非常小因此只有用顯微鏡才能看到的活的微生物，並且這些微生物保持在某一特定區域(例如咽部或瘤胃)或多或少恆定地存在。微小生物包括，例如細菌、病毒、原生動物和真菌。如在此使用的，「乳酸」是指具有化學式C3H6O3的一種羧酸。如在此使用的，「無機礦物化合物」是指包括一種或多種無機種類的一種元素或化合物組合物。例如，無機礦物化合物可以為鈷、碳酸鈷、氧化鋅、氧化銅、氧化錳或其組合。無機礦物化合物可以包括，例如鈧、硒、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鎳、銅和鋅。也可以包含過渡金屬，並且頁可以使用上述化合物的鹽、氧化物、氫氧化物和碳酸鹽。如在此使用的，「溶液」是指兩種或多種物質(這些物質可以是固體、液體、氣體或其組合)均勻或實質上均勻的混合物。
如在此使用的，「反應」是指經歷化學變化。反應可以包括其中物質發生分解、與其他物質結合、或與其他物質交換組分的改變或轉化。如在此使用的，「礦物螯合化合物」是指化學化合物或混合物，包括至少一種無機物質，以及一種羧酸衍生物或一種羧酸與無機礦物化合物的反應產物。如在此使用的，「轉移」是指將組分或物質從一個地方或位置移動到另一個地方或位置。如在此使用的，「模具」是指一種中空的形式或塑造一種流體、凝膠、半固體或塑料物質的基質。如在此使用的，「過濾(filtering)」或「過濾(filtration)」是指一種從液體中分離出固體，或通過尺寸或形狀來分離組分的一種機械方法。這可以通過重力、壓力或真空(抽吸)來實現。如在此使用的，「快速可溶的礦物螯合產品」是指一種已被改變成增加了在一種溶劑中的溶解度的礦物螯合化合物。改變可以包括減少尺寸、過濾、篩選或化學反應。一種無機礦物化合物可以被有機螯合為使它的溶解性在選定的溶液中從不溶到可溶。如在此使用的，「篩選」是指通過使多種組分穿過或阻止其穿過一個篩或篩網從而通過尺寸來分離多個組分。如在此使用的，「減小尺寸」是指在物理或化學上通過例如像研磨、粉碎或碾磨來減小一種或多種組分的尺寸。如在此使用的，「篩網尺寸」是指在篩子或過濾器的一英寸上的開口數目。如在此使用的，「接觸」可以指物理、化學、電接觸或將其帶入足夠近的距離內。如在此使用的，「載體」是指一種物質，該物質是通過物理或化學方式與目標物質或活性物質相結合，從而便於使用或應用目標物質或活性物質。如在此使用的，「底物」是指一種基底層或材料，其中，與之相互作用的活性或目標材料被應用到其上或被攜帶。如在此使用的，「化學計量的」或「化學計量的量」，是指反應的起始原料所具有的摩爾數或實質摩爾數使得反應產物形成而很少有或沒有未被利用的起始原料或浪費。化學計量的反應是其中所有的起始原料都被消耗(或實質性地被消耗)並且轉化為一種或多種反應產物的反應。
如在此使用的，「應用」是指使一種或多種組分最靠近或使其與另一種組分相接觸。如在此使用的，「施用」是指給與或應用。更具體地說，施用是指通過例如餵送或給藥的方式將一種物質提供給攝入該物質的哺乳動物。如在此使用的，「飼料」是指動物、魚、爬行動物、微小生物、昆蟲、鳥類或任何生物體的食物。如在此使用的，「飼料補充品」是指添加到飼料或食物中，以彌補飼料或食物的不足，或者加強或增加其價值的某種東西。如在此使用的，「混合物」是指兩種或多種物質彼此物理接觸而成的組合。例如，一種混合物中的成分與進行化學反應相反的是可以進行物理結合。參見圖1，示出了根據某一實施方案，一種製備迅速可溶的礦物螯合產品的方法的 塊狀流程圖。一種羧酸102，例如乳酸，可以與一種無機礦物化合物104相接觸106，使得足以形成一種溶液108。可以使該溶液108反應110 —段時間，使得足以提供一種礦物螯合化合物112。然後可以將該礦物螯合化合物112轉移並且減小尺寸114，使得足以提供一種迅速可溶的礦物螯合產品116。轉移可以包括在該化合物實質性凝固之前將其轉移為一個或多個模具。羧酸102可以與一種無機礦物化合物104例如通過混合來接觸106。可以利用摩爾量或化學計量。如果羧酸102是乳酸，該羧酸可以按重量計佔該混合物的約60%至約80%。該無機礦物化合物104可以按重量計佔該混合物的約20%至約40%。更具體地說，該乳酸可以按重量計佔該混合物的約62%至約76%而且該無機礦物化合物104可以按重量計佔該混合物的約24%至約38%。例如該乳酸102可以是88%的強度乳酸當該羧酸102是丙酸時，該羧酸可以為按重量計約55%到約75%，而且該無機礦物化合物為按重量計約25%至45%。更具體地說，該丙酸可以包括按重量計約57%至約72%，而且該無機礦物化合物104可以包括按重量計約28%至約43%。當該羧酸102是丁酸時，該羧酸的含量可以為按重量計約60%到80%，並且該無機礦物化合物為按重量計約20%至40%。更具體地說，丁酸可以包括按重量計約61%至約76%，而且該無機礦物化合物104可以包括按重量計約24%至約39%。該羧酸102和無機礦物化合物104可任選地與一種或多種催化劑放置在一個容器中。催化劑的實例包括鐵和鹼土金屬。可以將該容器選擇性地進行攪拌，例如通過振動、搖動、迴轉或旋轉。在羧酸102與無機礦物化合物104接觸106之前、過程中或之後，可以向該容器中加水。一旦形成了溶液108，便可以經過一段時間進行反應110。在添加一種催化劑或與其接觸後或類似地添加水(或一些其他組合)或與其接觸後，該反應可以在最初僅基於羧酸102和無機礦物化合物104之間的接觸106。取決於所利用地無機礦物化合物104的類型，當溶液108加熱時，可以放出二氧化碳。水蒸汽和(可任選地)二氧化碳都可能生成並且從該容器中釋放出。與對於相關的反應所經常使用地，不需要或不希望有回流過程。所有的副產物不需要溶劑或回流就可以被動地且自然地被去除。例如，二氧化碳和水可以被釋放到氣氛中。該反應最終產生一種礦物螯合化合物112。如果令該礦物螯合化合物112凝固，它可能形成一個多孔的、脆弱的巖石。在該化合物實質性地凝固之前，可以將該礦物螯化合物112從該容器轉移到一個或多個模具中。該模具可以是不同的形狀或尺寸，從而使得該化合物可以很容易處理和運送。當該化合物在一個或多個模具內凝固時，可以進一步將水蒸汽從該化合物中去除。該礦物螯合化合物112可以被減小尺寸114。可以將該化合物112從這些模具中移除並且置於一個「de-lumper」或單或雙軸破碎機或粉碎機，它們可以將該化合物的尺寸減小而生成小顆粒。例如，這些顆粒的尺寸可以是約I至約2英寸。可以進一步將這些小顆粒地尺寸減小114，例如通過與磨機(S卩，錘磨機或輥磨機)相接觸。然後可以將這些小顆粒減小至一種細粉末。將化合物112減小至細粉末可以增加其溶解性，從而提供一種迅速可溶的礦物螯合產品116。任何較大的顆粒可以被重新放到研磨機中來進一步減小尺寸。篩選可以包括用篩網進行過濾。篩網尺寸可以是約50至70或約50，約60至約70目的篩。篩網的尺寸可以例如少於50。 該迅速可溶的礦物螯合產品116可以進一步與一種載體相接觸。該載體可以是例如一種乾燥的基質或液體載體。該載體可以包括硅藻土、碳酸鈣、石灰石、糖類、葡萄糖、水、研磨的玉米芯、澱粉中的一種或多種，及其組合。該迅速可溶的礦物螯合產品116的一個例子可以是有機螯合的鈷，具有以下化學式(CH3-CH0HC0(r) 2_Co (乳酸鈷)參見圖2，根據某一實施方案，示出了一種應用礦物螯合化合物的方法的塊狀流程圖。一種礦物螯合化合物202可以被應用於204例如草坪、花園、牧場或田地206。作為替代方案，化合物202可以被實施到302 —種或多種生物體304 (參見圖3的視圖300)。該化合物202可以進一步包括一種載體。該化合物202可以包括乳酸鈷化合物、乳酸鋅化合物、乳酸銅化合物或乳酸錳化合物中的一種或多種。該載體可以包括硅藻土。應用204可以包括噴灑、以混合種的方式種植、以混合肥料的方式種植、或其組合。草坪、花園、牧場或田地206可以包括，例如體育場地和高爾夫球場。牧場或田地可以包括收穫後的田地，畜牧田地，作物收割後的田地或牧場。應用204還可以包括在收穫該作物時或收穫該作物之後的應用。應用204可以增加植物的生長。應用204可以包括，例如該化合物202的應用量值在約I至約IOOppm或約I至約IOOOppm之間。化合物202還可以被用作對於例如任何微小生物、酶或生物工業產品的益處。該化合物202可以在工業上使用或用於人類營養品。應用204可以加強植物的根系。這一種或多種生物體可以包括哺乳動物，例如單胃或反芻的哺乳動物。實施204可以包括作為飼料或飼料補充品提供該產品。作為替代方案，實施204可以包括通過攝入含有該產品的植物來向這些哺乳動物提供該產品。實施304可以例如增加哺乳動物的瘤胃活動。增加瘤胃活動可以包括增加代謝。本發明的實施方案中所討論的礦物產品除其他組分之外還可以包括一種或多種礦物螯合的乳酸鹽。這種礦物產品可以包括一種或多種金屬硫酸鹽，例如錳、鋅、銅的硫酸鹽或其組合。這一種或多種礦物螯合的乳酸鹽可以是乳酸鈷化合物，乳酸鋅化合物、乳酸銅化合物或乳酸錳化合物。可以利用一種載體，例如葡萄糖。額外的組分可以包括纖維、絲蘭以及一種或多種酶。這一種或多種礦物螯合的乳酸鹽存在的量值可以是按重量計該產品的約15%至約20%。這一種或多種金屬硫酸鹽存在的量值可以是按重量計該產品的約2%至約10%。該纖維存在的量可以是按重量計該產品的約1%至約5%。該酶可以佔按重量計約O. 1%至約2%，絲蘭可以佔按重量計約1%至約5%，並且該載體可以佔按重量計約60%至約80%。實例I在表I中，通過將乳酸鈷應用在土壤中(播種前)或者一旦生長則直接噴灑到草葉上之後對於不同的鈷水平(0、1、10、100和IOOOppm)而言草的生長情況。在第2次生長之後，進行收割並且對於不同的處理示出了草的總重量。當在土壤中以I或IOppm施用或者以IOOppm噴灑乳酸鈷後，生長約增倍。所有工作都是以在氮、磷和甲鹼方面完全完整的土壤(Miracle Gro Soil)上進行的，這樣溫室平臺僅有的區別即為所應用的鈷水平及其應用方式。鈷元素的吸收與施用速率相關並且在較低水平時反映密切。復權利要求
1.一種用於製備礦物產品的方法，包括 使一種羧酸和一種無機礦物化合物接觸，使得足以形成一種溶液； 使該溶液反應一段時間，使得足以提供一種礦物螯合化合物； 在該礦物螯合化合物實質性凝固前，將該化合物轉移至一個或多個模具； 減小該礦物乳酸鹽化合物的尺寸，使得足以提供一種迅速可溶的礦物螯合產品。
2.如權利要求I所述的方法，進一步包括篩選該迅速可溶的礦物螯合產品。
3.如權利要求I所述的方法，進一步包括在轉移後，將水分從該礦物螯合化合物中去除。
4.如權利要求I所述的方法，進一步包括使該礦物產品與一種載體接觸。
5.如權利要求I所述的方法，進一步包括攪拌該溶液。
6.如權利要求I所述的方法，其中該羧酸包括乳酸、丙酸或丁酸中的一種或多種。
7.如權利要求I所述的方法，進一步包括使該羧酸、無機礦物化合物或其混合物中的一種或多種與一種或多種催化劑接觸。
8.如權利要求7所述的方法，其中這一種或多種催化劑包括鐵或一種或多種鹼土金屬。
9.如權利要求I所述的方法，其中該無機礦物化合物包括碳酸鈷，氧化鋅，氧化銅，氧化錳，鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鎳、銅、硒和鋅的化合物中的一種或多種。
10.如權利要求I所述的方法，其中該羧酸按重量計佔該混合物的約75%至約90%，並且該無機礦物化合物按重量計佔該混合物的約10%至約25%。
11.如權利要求I所述的方法，其中該羧酸和該無機礦物化合物包含化學計量的量。
12.一種使用礦物產品的方法，包括 將一種礦物產品應用至一個草坪、花園、牧場或田地； 其中該礦物產品包括一種礦物螯合化合物。
13.如權利要求12所述的方法，其中該礦物產品進一步包括一種載體。
14.如權利要求12所述的方法，其中該牧場或田地包括一種收穫後的田地、畜牧田地、或作物收割後的田地或牧場。
15.如權利要求12所述的方法，其中該礦物螯合化合物包括乳酸鈷化合物、乳酸鋅化合物、乳酸銅化合物或乳酸錳化合物中的一種或多種。
16.如權利要求12所述的方法,其中該載體包括娃藻土。
17.如權利要求12所述的方法，其中應用進一步包括改進植物的生長。
18.一種使用礦物產品的方法，包括 將一種礦物產品施用至一種或多種生物體； 其中該礦物產品包括一種礦物螯合化合物。
19.如權利要求18所述的方法，其中該一種或多種生物體包括單胃的哺乳動物。
20.如權利要求18所述的方法，其中該一種或多種生物體包括反芻的哺乳動物。
21.如權利要求18所述的方法，其中該礦物螯合化合物包括乳酸鈷化合物、乳酸鋅化合物、乳酸銅化合物或乳酸錳化合物中的一種或多種。
22.如權利要求18所述的方法，其中該載體包括硅藻土。
23.如權利要求18所述的方法，其中施用包括將該產品作為一種飼料或飼料補充品提供。
24.如權利要求18所述的方法，其中施用包括通過攝入一種含有該產品的植物來將該產品提供給這些哺乳動物。
25.如權利要求18所述的方法，其中向一種或多種生物體施用一種礦物產品包括增加哺乳動物的瘤胃活力。
26.如權利要求25所述的方法，其中增加瘤胃活力包括增加代謝。 .26.—種礦物產品,包括 一種或多種礦物螯合的乳酸鹽； 絲蘭； 纖維； 一種或多種酶；以及 一種載體。
27.如權利要求26所述的礦物產品,進一步包括一種或多種金屬硫酸鹽。
28.如權利要求26所述的礦物產品，其中該一種或多種礦物螯合的乳酸鹽包括乳酸鈷。
29.如權利要求27所述的礦物產品，其中該一種或多種金屬硫酸鹽包括錳、鋅、銅的硫酸鹽或其組合。
30.如權利要求26所述的礦物產品，其中該一種或多種礦物螯合的乳酸鹽按重量計佔該產品的約15%至約20%。
31.如權利要求27所述的礦物產品，其中該一種或多種金屬硫酸鹽按重量計佔該產品的約2%至約10%。
32.如權利要求26所述的礦物產品，其中該纖維按重量計佔該產品的約1%至約5%。
33.如權利要求26所述的礦物產品，其中該一種或多種酶按重量計佔該產品的約0.1%至約2%。
34.如權利要求26所述的礦物產品，其中該載體按重量計佔該產品的約60%至約80%。
35.如權利要求26所述的礦物產品，其中該絲蘭按重量計佔該產品的約1%至約5%。
全文摘要
本發明的實施方案涉及一種製備礦物產品的方法。該方法包括使一種羧酸與一種無機礦物化合物接觸，使得足以形成一種溶液，使該溶液反應一段時間，使得足以提供一種礦物螯合化合物，在該礦物螯合化合物實質性凝固之前，將該化合物轉移至一個或多個模具，並且減小該礦物螯合化合物的尺寸，使得足以提供一種迅速可溶的礦物螯合產品。
文檔編號A23K1/175GK102781254SQ201080063204
公開日2012年11月14日 申請日期2010年7月13日 優先權日2009年12月22日
發明者喬·凱特·諾切穆斯, 布萊恩·喬·諾切穆斯, 梅拉·阿萊尼·蘭姆, 理察·德澳·蘭姆 申請人:拉爾科營養品有限公司