专利名称：有机螯合的矿物组合物及其制备方法
有机螯合的矿物组合物及其制备方法相关串请的交叉引用本申请根据美国35 U.S. C. § 119(e)要求于2009年12月22日提交的编号为61/289，295的美国临时专利申请，并且通过引用以其全文结合在此。
背景技术：
钴和其他无机矿物对于哺乳动物在很多方面都很有用。动物营养中对于钴的一个重要需求在于维生素B12的生产。微生物需要钴来生产维生素B12。消化细菌对于钴具有很强的亲和性。例如，当可离解的钴源被引入瘤胃，其被细菌吸收的速度很快-在30至40分钟内吸收约80-85%。定量成分所提供的植物形式的钴以相当可变的程度被释放。所以，使补充品中提供的形式与瘤胃微生物的代谢要求和动物的生理需要相匹配对于使动物表现最大化很关键。
动物的维生素B12水平直接与提供给瘤胃的可用钴的水平成正比。血浆及肝脏中的维生素B12水平直接影响丙酸到葡萄糖的转换能力以及合成蛋氨酸的能力。市场上用于向动物或其他生物体供应钴的产品经常处于比理想形式对于动物或微生物可用程度更低的形式，从而造成了不必要的浪费和效率低下。制备这类产品的常规方法对于提供一种可溶的形式而言效率很低而且不切实际。例如，乳酸钴与碳酸钴相比在水中的溶解度存在明显的差别。钴、过渡金属和微量矿物对于微生物的代谢、免疫功能和繁殖有着直接的作用。在土壤中固氮以增进植物生长的微生物被称为固氮菌。微量矿物加入到土壤或其他利用微生物的系统种如废物处理系统、生物滤地、厌氧消化器等类似系统种时所处的形式影响着微量矿物的可用度并且因此影响其吸收。
附图不一定是按比例绘制的(例如数字)，这些附图描述了贯穿几个视图的多个实质上相似的组成部分。例如，带有不同字母后缀的数字代表实质上相似组成部分的多个不同的实例。这些附图通过举例的方式总体上展示了在本文中所讨论的多种不同的实施方案。图I展示的是，根据某一实施方案，一种制备迅速可溶的矿物螯合产品的方法的块状流程图。图2展示的是，根据某一实施方案，一种应用矿物乳酸盐化合物的方法的块状流程图。图3展示的是，根据某一实施方案，一种施用矿物乳酸盐化合物的方法的块状流程图。
发明内容
本发明的实施方案涉及一种制备矿物产品的方法。该方法包括使一种羧酸与一种无机矿物化合物接触，使得足以形成一种溶液；使该溶液反应一段时间，使得足以提供一种矿物螯合化合物；在该矿物螯合化合物实质性凝固之前，将该化合物转移至一个或多个模具，并且减小该矿物螯合化合物的尺寸，使得足以提供一种迅速可溶的矿物螯合产品。
具体实施例方式以下详细说明包括对附图的引用，这也构成详细说明的一部分。附图通过举例证明的方法示出了本发明可能在其中实施的具体实施方案。这些实施方案，此处也称为〃实例"，被详尽描述以使本领域普通技术人员能够实施本发明。在未超出本发明范围的前提下，可以将这些实施方案组合，可以利用其他实施方案，或做出结构性和逻辑性的改变。因此，不应在限制性的意义上理解以下详细说明，并且本发明的范围是通过所附权利要求以及它们的等效项来定义的。本申请中，术语〃 一个或〃 一种〃(a/an)是用于包含一个或多个，术语〃或〃除非另有说明，是用来指非排他的"或"。另外，应当理解本申请中所使用的措辞和术语(除非另外被定义)仅仅是用来描述而并非限制。此外，在本申请文件中提及的所有出版物，专利 和专利文献通过引用以其整体(尽管是通过引用单独结合)结合在此。在本申请文件与通过引用以这种方式结合的文件之间的用法不一致时，在引用的文献中的用法应考虑作为本申请文件的补充，对于不可调和的不一致情况，以本申请文件中的用法为准。本发明的实施方案涉及无机矿物螯合组合物以及制备和使用此类组合物的方法。实施方案描述了一种独特的方法，该方法包括一种用于形成有机结合的钴或其他矿物的反应，可任选地在一种惰性介质中携带该反应的材料并且应用或施用该产品。该方法实质上是化学计量的，其中很少或没有需要从该产品中除去的副产物。该方法是非常有效的、具有成本效益的，并且对于在多份申请中用于施肥或营养或对微小生物有益的无机材料提供了立即可用的形式。所生产的组合物可以处于一种液态形式，该形式很容易应用于植物、草地、草坪或花园或通过营养产品或饲料施用给动物或人。本发明的实施方案利用一种羧酸，例如乳酸，来提供一种无机矿物螯合组合物，该组合物容易以任何形式或在补充品、液体营养品、农业用途或工业用途中施用或应用。在补充品中，该组合物对消化道微生物比其他无机矿物的来源或结构有更大的亲和力。例如，在反刍动物中，该组合物提供了更快的体重增加，更重的断奶重量并且增强瘤胃发酵利用。该组合物促进纤维素分解和利用，并且有助于更好地消化草。此外，动物更好地利用了蛋白质和钙，从而提供了对商业蛋白质的降低的需求。除了作为饲料或饲料补充品的一部分向哺乳动物或其他生物体施用螯合化合物，还描述了应用用于农业目的的产品的方法。它有可能通过对哺乳动物放牧所在的土壤或植物进行处理来将营养转移到哺乳动物。这可能更具成本效益并且潜在地对于动物更有效。此外，螯合的微量矿物(例如钴)积极影响微生物的健康和生长，因此对微生物环境也产生有益的影响。定义如在此使用的，“脂肪酸”是指经常带有可能饱和或不饱和的、长的直链脂肪尾(链)的羧酸。脂肪酸的实例可以包括乳酸、丙酸和丁酸。
如在此使用的，“羧酸”是指其特征为存在一个具有分子式_C(=0)0H (通常写为-COOH或-CO2H)的羧基基团的有机酸。羧酸的实例可以包括乳酸、丙酸和丁酸。如在此使用的，“菌群”是指非常小因此只有用显微镜才能看到的活的微生物，并且这些微生物保持在某一特定区域(例如咽部或瘤胃)或多或少恒定地存在。微小生物包括，例如细菌、病毒、原生动物和真菌。如在此使用的，“乳酸”是指具有化学式C3H6O3的一种羧酸。如在此使用的，“无机矿物化合物”是指包括一种或多种无机种类的一种元素或化合物组合物。例如，无机矿物化合物可以为钴、碳酸钴、氧化锌、氧化铜、氧化锰或其组合。无机矿物化合物可以包括，例如钪、硒、钛、钒、铬、锰、铁、镍、铜和锌。也可以包含过渡金属，并且页可以使用上述化合物的盐、氧化物、氢氧化物和碳酸盐。如在此使用的，“溶液”是指两种或多种物质(这些物质可以是固体、液体、气体或其组合)均匀或实质上均匀的混合物。
如在此使用的，“反应”是指经历化学变化。反应可以包括其中物质发生分解、与其他物质结合、或与其他物质交换组分的改变或转化。如在此使用的，“矿物螯合化合物”是指化学化合物或混合物，包括至少一种无机物质，以及一种羧酸衍生物或一种羧酸与无机矿物化合物的反应产物。如在此使用的，“转移”是指将组分或物质从一个地方或位置移动到另一个地方或位置。如在此使用的，“模具”是指一种中空的形式或塑造一种流体、凝胶、半固体或塑料物质的基质。如在此使用的，“过滤(filtering)”或“过滤(filtration)”是指一种从液体中分离出固体，或通过尺寸或形状来分离组分的一种机械方法。这可以通过重力、压力或真空(抽吸)来实现。如在此使用的，“快速可溶的矿物螯合产品”是指一种已被改变成增加了在一种溶剂中的溶解度的矿物螯合化合物。改变可以包括减少尺寸、过滤、筛选或化学反应。一种无机矿物化合物可以被有机螯合为使它的溶解性在选定的溶液中从不溶到可溶。如在此使用的，“筛选”是指通过使多种组分穿过或阻止其穿过一个筛或筛网从而通过尺寸来分离多个组分。如在此使用的，“减小尺寸”是指在物理或化学上通过例如像研磨、粉碎或碾磨来减小一种或多种组分的尺寸。如在此使用的，“筛网尺寸”是指在筛子或过滤器的一英寸上的开口数目。如在此使用的，“接触”可以指物理、化学、电接触或将其带入足够近的距离内。如在此使用的，“载体”是指一种物质，该物质是通过物理或化学方式与目标物质或活性物质相结合，从而便于使用或应用目标物质或活性物质。如在此使用的，“底物”是指一种基底层或材料，其中，与之相互作用的活性或目标材料被应用到其上或被携带。如在此使用的，“化学计量的”或“化学计量的量”，是指反应的起始原料所具有的摩尔数或实质摩尔数使得反应产物形成而很少有或没有未被利用的起始原料或浪费。化学计量的反应是其中所有的起始原料都被消耗(或实质性地被消耗)并且转化为一种或多种反应产物的反应。
如在此使用的，“应用”是指使一种或多种组分最靠近或使其与另一种组分相接触。如在此使用的，“施用”是指给与或应用。更具体地说，施用是指通过例如喂送或给药的方式将一种物质提供给摄入该物质的哺乳动物。如在此使用的，“饲料”是指动物、鱼、爬行动物、微小生物、昆虫、鸟类或任何生物体的食物。如在此使用的，“饲料补充品”是指添加到饲料或食物中，以弥补饲料或食物的不足，或者加强或增加其价值的某种东西。如在此使用的，“混合物”是指两种或多种物质彼此物理接触而成的组合。例如，一种混合物中的成分与进行化学反应相反的是可以进行物理结合。参见图1，示出了根据某一实施方案，一种制备迅速可溶的矿物螯合产品的方法的 块状流程图。一种羧酸102，例如乳酸，可以与一种无机矿物化合物104相接触106，使得足以形成一种溶液108。可以使该溶液108反应110 —段时间，使得足以提供一种矿物螯合化合物112。然后可以将该矿物螯合化合物112转移并且减小尺寸114，使得足以提供一种迅速可溶的矿物螯合产品116。转移可以包括在该化合物实质性凝固之前将其转移为一个或多个模具。羧酸102可以与一种无机矿物化合物104例如通过混合来接触106。可以利用摩尔量或化学计量。如果羧酸102是乳酸，该羧酸可以按重量计占该混合物的约60%至约80%。该无机矿物化合物104可以按重量计占该混合物的约20%至约40%。更具体地说，该乳酸可以按重量计占该混合物的约62%至约76%而且该无机矿物化合物104可以按重量计占该混合物的约24%至约38%。例如该乳酸102可以是88%的强度乳酸当该羧酸102是丙酸时，该羧酸可以为按重量计约55%到约75%，而且该无机矿物化合物为按重量计约25%至45%。更具体地说，该丙酸可以包括按重量计约57%至约72%，而且该无机矿物化合物104可以包括按重量计约28%至约43%。当该羧酸102是丁酸时，该羧酸的含量可以为按重量计约60%到80%，并且该无机矿物化合物为按重量计约20%至40%。更具体地说，丁酸可以包括按重量计约61%至约76%，而且该无机矿物化合物104可以包括按重量计约24%至约39%。该羧酸102和无机矿物化合物104可任选地与一种或多种催化剂放置在一个容器中。催化剂的实例包括铁和碱土金属。可以将该容器选择性地进行搅拌，例如通过振动、摇动、回转或旋转。在羧酸102与无机矿物化合物104接触106之前、过程中或之后，可以向该容器中加水。一旦形成了溶液108，便可以经过一段时间进行反应110。在添加一种催化剂或与其接触后或类似地添加水(或一些其他组合)或与其接触后，该反应可以在最初仅基于羧酸102和无机矿物化合物104之间的接触106。取决于所利用地无机矿物化合物104的类型，当溶液108加热时，可以放出二氧化碳。水蒸汽和(可任选地)二氧化碳都可能生成并且从该容器中释放出。与对于相关的反应所经常使用地，不需要或不希望有回流过程。所有的副产物不需要溶剂或回流就可以被动地且自然地被去除。例如，二氧化碳和水可以被释放到气氛中。该反应最终产生一种矿物螯合化合物112。如果令该矿物螯合化合物112凝固，它可能形成一个多孔的、脆弱的岩石。在该化合物实质性地凝固之前，可以将该矿物螯化合物112从该容器转移到一个或多个模具中。该模具可以是不同的形状或尺寸，从而使得该化合物可以很容易处理和运送。当该化合物在一个或多个模具内凝固时，可以进一步将水蒸汽从该化合物中去除。该矿物螯合化合物112可以被减小尺寸114。可以将该化合物112从这些模具中移除并且置于一个“de-lumper”或单或双轴破碎机或粉碎机，它们可以将该化合物的尺寸减小而生成小颗粒。例如，这些颗粒的尺寸可以是约I至约2英寸。可以进一步将这些小颗粒地尺寸减小114，例如通过与磨机(S卩，锤磨机或辊磨机)相接触。然后可以将这些小颗粒减小至一种细粉末。将化合物112减小至细粉末可以增加其溶解性，从而提供一种迅速可溶的矿物螯合产品116。任何较大的颗粒可以被重新放到研磨机中来进一步减小尺寸。筛选可以包括用筛网进行过滤。筛网尺寸可以是约50至70或约50，约60至约70目的筛。筛网的尺寸可以例如少于50。 该迅速可溶的矿物螯合产品116可以进一步与一种载体相接触。该载体可以是例如一种干燥的基质或液体载体。该载体可以包括硅藻土、碳酸钙、石灰石、糖类、葡萄糖、水、研磨的玉米芯、淀粉中的一种或多种，及其组合。该迅速可溶的矿物螯合产品116的一个例子可以是有机螯合的钴，具有以下化学式(CH3-CH0HC0(r) 2_Co (乳酸钴)参见图2，根据某一实施方案，示出了一种应用矿物螯合化合物的方法的块状流程图。一种矿物螯合化合物202可以被应用于204例如草坪、花园、牧场或田地206。作为替代方案，化合物202可以被实施到302 —种或多种生物体304 (参见图3的视图300)。该化合物202可以进一步包括一种载体。该化合物202可以包括乳酸钴化合物、乳酸锌化合物、乳酸铜化合物或乳酸锰化合物中的一种或多种。该载体可以包括硅藻土。应用204可以包括喷洒、以混合种的方式种植、以混合肥料的方式种植、或其组合。草坪、花园、牧场或田地206可以包括，例如体育场地和高尔夫球场。牧场或田地可以包括收获后的田地，畜牧田地，作物收割后的田地或牧场。应用204还可以包括在收获该作物时或收获该作物之后的应用。应用204可以增加植物的生长。应用204可以包括，例如该化合物202的应用量值在约I至约IOOppm或约I至约IOOOppm之间。化合物202还可以被用作对于例如任何微小生物、酶或生物工业产品的益处。该化合物202可以在工业上使用或用于人类营养品。应用204可以加强植物的根系。这一种或多种生物体可以包括哺乳动物，例如单胃或反刍的哺乳动物。实施204可以包括作为饲料或饲料补充品提供该产品。作为替代方案，实施204可以包括通过摄入含有该产品的植物来向这些哺乳动物提供该产品。实施304可以例如增加哺乳动物的瘤胃活动。增加瘤胃活动可以包括增加代谢。本发明的实施方案中所讨论的矿物产品除其他组分之外还可以包括一种或多种矿物螯合的乳酸盐。这种矿物产品可以包括一种或多种金属硫酸盐，例如锰、锌、铜的硫酸盐或其组合。这一种或多种矿物螯合的乳酸盐可以是乳酸钴化合物，乳酸锌化合物、乳酸铜化合物或乳酸锰化合物。可以利用一种载体，例如葡萄糖。额外的组分可以包括纤维、丝兰以及一种或多种酶。这一种或多种矿物螯合的乳酸盐存在的量值可以是按重量计该产品的约15%至约20%。这一种或多种金属硫酸盐存在的量值可以是按重量计该产品的约2%至约10%。该纤维存在的量可以是按重量计该产品的约1%至约5%。该酶可以占按重量计约O. 1%至约2%，丝兰可以占按重量计约1%至约5%，并且该载体可以占按重量计约60%至约80%。实例I在表I中，通过将乳酸钴应用在土壤中(播种前)或者一旦生长则直接喷洒到草叶上之后对于不同的钴水平(0、1、10、100和IOOOppm)而言草的生长情况。在第2次生长之后，进行收割并且对于不同的处理示出了草的总重量。当在土壤中以I或IOppm施用或者以IOOppm喷洒乳酸钴后，生长约增倍。所有工作都是以在氮、磷和甲碱方面完全完整的土壤(Miracle Gro Soil)上进行的，这样温室平台仅有的区别即为所应用的钴水平及其应用方式。钴元素的吸收与施用速率相关并且在较低水平时反映密切。复权利要求
1.一种用于制备矿物产品的方法，包括 使一种羧酸和一种无机矿物化合物接触，使得足以形成一种溶液； 使该溶液反应一段时间，使得足以提供一种矿物螯合化合物； 在该矿物螯合化合物实质性凝固前，将该化合物转移至一个或多个模具； 减小该矿物乳酸盐化合物的尺寸，使得足以提供一种迅速可溶的矿物螯合产品。
2.如权利要求I所述的方法，进一步包括筛选该迅速可溶的矿物螯合产品。
3.如权利要求I所述的方法，进一步包括在转移后，将水分从该矿物螯合化合物中去除。
4.如权利要求I所述的方法，进一步包括使该矿物产品与一种载体接触。
5.如权利要求I所述的方法，进一步包括搅拌该溶液。
6.如权利要求I所述的方法，其中该羧酸包括乳酸、丙酸或丁酸中的一种或多种。
7.如权利要求I所述的方法，进一步包括使该羧酸、无机矿物化合物或其混合物中的一种或多种与一种或多种催化剂接触。
8.如权利要求7所述的方法，其中这一种或多种催化剂包括铁或一种或多种碱土金属。
9.如权利要求I所述的方法，其中该无机矿物化合物包括碳酸钴，氧化锌，氧化铜，氧化锰，钪、钛、钒、铬、锰、铁、镍、铜、硒和锌的化合物中的一种或多种。
10.如权利要求I所述的方法，其中该羧酸按重量计占该混合物的约75%至约90%，并且该无机矿物化合物按重量计占该混合物的约10%至约25%。
11.如权利要求I所述的方法，其中该羧酸和该无机矿物化合物包含化学计量的量。
12.一种使用矿物产品的方法，包括 将一种矿物产品应用至一个草坪、花园、牧场或田地； 其中该矿物产品包括一种矿物螯合化合物。
13.如权利要求12所述的方法，其中该矿物产品进一步包括一种载体。
14.如权利要求12所述的方法，其中该牧场或田地包括一种收获后的田地、畜牧田地、或作物收割后的田地或牧场。
15.如权利要求12所述的方法，其中该矿物螯合化合物包括乳酸钴化合物、乳酸锌化合物、乳酸铜化合物或乳酸锰化合物中的一种或多种。
16.如权利要求12所述的方法,其中该载体包括娃藻土。
17.如权利要求12所述的方法，其中应用进一步包括改进植物的生长。
18.一种使用矿物产品的方法，包括 将一种矿物产品施用至一种或多种生物体； 其中该矿物产品包括一种矿物螯合化合物。
19.如权利要求18所述的方法，其中该一种或多种生物体包括单胃的哺乳动物。
20.如权利要求18所述的方法，其中该一种或多种生物体包括反刍的哺乳动物。
21.如权利要求18所述的方法，其中该矿物螯合化合物包括乳酸钴化合物、乳酸锌化合物、乳酸铜化合物或乳酸锰化合物中的一种或多种。
22.如权利要求18所述的方法，其中该载体包括硅藻土。
23.如权利要求18所述的方法，其中施用包括将该产品作为一种饲料或饲料补充品提供。
24.如权利要求18所述的方法，其中施用包括通过摄入一种含有该产品的植物来将该产品提供给这些哺乳动物。
25.如权利要求18所述的方法，其中向一种或多种生物体施用一种矿物产品包括增加哺乳动物的瘤胃活力。
26.如权利要求25所述的方法，其中增加瘤胃活力包括增加代谢。 .26.—种矿物产品,包括 一种或多种矿物螯合的乳酸盐； 丝兰； 纤维； 一种或多种酶；以及 一种载体。
27.如权利要求26所述的矿物产品,进一步包括一种或多种金属硫酸盐。
28.如权利要求26所述的矿物产品，其中该一种或多种矿物螯合的乳酸盐包括乳酸钴。
29.如权利要求27所述的矿物产品，其中该一种或多种金属硫酸盐包括锰、锌、铜的硫酸盐或其组合。
30.如权利要求26所述的矿物产品，其中该一种或多种矿物螯合的乳酸盐按重量计占该产品的约15%至约20%。
31.如权利要求27所述的矿物产品，其中该一种或多种金属硫酸盐按重量计占该产品的约2%至约10%。
32.如权利要求26所述的矿物产品，其中该纤维按重量计占该产品的约1%至约5%。
33.如权利要求26所述的矿物产品，其中该一种或多种酶按重量计占该产品的约0.1%至约2%。
34.如权利要求26所述的矿物产品，其中该载体按重量计占该产品的约60%至约80%。
35.如权利要求26所述的矿物产品，其中该丝兰按重量计占该产品的约1%至约5%。
全文摘要
本发明的实施方案涉及一种制备矿物产品的方法。该方法包括使一种羧酸与一种无机矿物化合物接触，使得足以形成一种溶液，使该溶液反应一段时间，使得足以提供一种矿物螯合化合物，在该矿物螯合化合物实质性凝固之前，将该化合物转移至一个或多个模具，并且减小该矿物螯合化合物的尺寸，使得足以提供一种迅速可溶的矿物螯合产品。
文档编号A23K1/175GK102781254SQ201080063204
公开日2012年11月14日 申请日期2010年7月13日 优先权日2009年12月22日
发明者乔·凯特·诺切穆斯, 布莱恩·乔·诺切穆斯, 梅拉·阿莱尼·兰姆, 理查德·德澳·兰姆 申请人:拉尔科营养品有限公司