专利名称：控缓释型钾的补钾饲料添加剂及其制备与使用方法
技术领域：
本发明涉及一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂及其制备与使用方法。
背景技术：
钾是动物体内仅次于钙和磷的常量矿物质元素，主要存在于细胞内液中，参与保持细胞的酸碱平衡、离子平衡、水平衡和维持渗透压。钾在几个酶控生化反应中起着激活和辅酶的作用，这些反应包括能量的转换和利用、蛋白质合成及碳水化合物代谢；钾也参与磷的代谢反应，由于磷代谢在体内非常普遍，因此，细胞中的大量代谢反应离不开钾离子；钾也参与神经和肌肉细胞的电传导和神经脉冲的传递，包括钾钠离子穿越细胞膜的主动运输。
过去一直认为在饲料原料本身的钾含量就可以满足动物的需要，但是，由于下列原因，人们的认识发生了很大的改变，主张日粮中需要另外添加钾以发挥动物的最大生产性能1)与传统的品种相比，现代肉用品种的生长速度快，奶牛的产奶量提高，蛋鸡的产蛋量增加；2)由于饲料原料的生长条件不同、收获的时间和加工的方法等差异，饲料原料钾含量变化很大；3)在反刍动物饲料中，广泛使用非蛋白氮和低质量的饲料原料；4)动物特殊生理时期需要补充钾热应激对蛋鸡、奶牛生产性能的不利影响与其矿物质代谢密切相关，如热应激奶牛由于排汗造成的钾损失可以达到11％，加之由于热应激导致的采食量降低，会导致奶牛夏天钾缺乏。研究表明，日粮钾离子浓度高于NRC推荐量可以提高产奶量3％～15％。
常用的补钾饲料添加剂主要是无机盐，如氯化钾。对于水产动物而言，无机盐入水后，很容易溶失并溶解于水中。陈四清等(1995)研究了对虾配合饲料浸于水中各营养成分的流失情况及其对水环境的影响，发现盐分的溶失是非常迅速而彻底的，仅以百分含量下降率来看，在5分钟时下降了16.4～40.8％，在90分钟时下降了69.4～76.7％，120分钟时达84.4～93.9％，若计算失重造成的损失，则盐分在120分钟时已溶失殆尽。另外，鱼类、虾类和贝类的中肠呈碱性，常规无机态微量元素在碱性条件下溶解度较低，从而影响其消化吸收率，未被消化吸收的无机离子亦大量排入水体，对水体造成污染。
控缓释系统对药物、农药、肥料、香料的释放部位、速度和方式具有选择性和可控性，可实现目标物的靶向传输和控缓释，提高其利用率和作用效果，控缓释体系的研究和应用将给相关行业带来新的技术革命。控缓释技术在饲料添加剂的研究开发方面也展现了巨大的应用前景和理论意义，它可推动产品的高性能化与环境友好化，将在新的层次上为畜牧业可持续发展提供物质和技术保证。
控缓释技术的关键是控释载体的选择。沸石是一类天然存在或人工合成的具有规则孔道结构的硅铝酸盐，其化学组成为M2/n·A12O3x·xSiO2·yH2O，其中M代表金属阳离子，n为金属阳离子的价态，x为硅铝比，y为饱和水分子数。天然沸石因成矿条件不同而结构复杂，人工合成的沸石分子筛结构简单、可控。构成分子筛最基本的结构单元TO4(T＝Si、Al或其它元素)四面体经由氧桥不仅可以相互连接成四元、六元等单元环，还可以进一步联成双环，这些单、双环的进一步联结便形成笼状或不同维数孔道体系等形形色色的多孔沸石材料骨架结构。例如八元氧环体系包括毛沸石、菱沸石、α-沸石，这些沸石为介孔材料，孔道体系中包含互相连通的超笼；十元环体系又称中孔沸石，包括天然的浊沸石和大量的人工合成高硅沸石，它们的骨架结构中含有五元氧环，孔道体系大部分是非交叉的单孔道；双孔道体系沸石具有十二元和八元氧环开孔或十元和八元氧元开孔的内部连通孔道，如斜发沸石、丝光沸石、辉沸石等，这类沸石具有介孔和微孔两种孔径。由于沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之十分适合作为控缓释载体。
发明内容
本发明的目的是提供一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂及其制备与使用方法。
控缓释型钾的补钾饲料添加剂是采用钾盐与天然或人工合成沸石经吸附、离子交换反应制备而成的一种含活性钾的沸石，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为0.5～5％。
控缓释型钾的补钾饲料添加剂的制备方法包括以下步骤1)将沸石研磨至大于300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量0.5～5％的钾盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应4～10小时，过滤或离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型补钾饲料添加剂。
本发明所说的沸石可以是天然或人工合成沸石。合成沸石为市售商品或采用已知的制备方法制备，其制备技术是众所周知的。本发明所说的钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、甲酸钾、醋酸钾或葡萄糖酸钾。
制备方法的浆液脱水工艺，可因地制宜，选用离心或过滤等方法进行脱水。脱水后所得的滤饼可使用常规烘干设备干燥。烘干后的控缓释型补钾饲料添加剂为块状，可选用常规粉碎设备粉碎至粒度大于300目。
控缓释型钾的使用方法按以下添加剂量拌入水产动物、牛、羊、畜禽饲料中(以钾计，mg/kg)甲鱼500～2500，虾50～200，鱼40～150，产前奶牛100～1000，泌乳奶牛500～1000，肉牛50～300，绵羊50～300，猪100～500，肉鸡50～200，蛋鸡100～1000。
本发明具有以下优点(1)由于载体沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之对所负载的钾具有控缓释作用，从而大大提高了钾的吸收利用率。
(2)本发明采用钾盐与天然或人工合成沸石的吸附、离子交换反应，经过滤、干燥、粉碎制成含活性钾的沸石，该方法工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。
(3)本发明制得的控缓释型钾可应用于水产动物、牛、羊、畜禽的补钾以发挥动物最大生产性能，适用范围广泛。
(4)本发明的补钾饲料添加剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。
具体实施例方式
本发明结合以下实例作进一步的说明。
实施例11)将市售的ZSM-5型沸石分子筛研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为5％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量0.5％的氯化钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应6小时；过滤脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至300目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为0.5％。
实施例21)将产自浙江缙云的斜发沸石研磨至500目，加水搅拌均匀，制成浓度为10％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量1％的醋酸钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应4小时；过滤脱水；4)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至600目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为1％。
实施例3预备根据“温和条件下介孔分子筛MCM-41的修饰与表征”(郑珊，高濂，郭景坤.无机材料学报，2000，15(5)844-848)的方法制备介孔分子筛MCM-41。
1)将预备步骤中得到的介孔分子筛MCM-41研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％的悬浮浆液；2)将含钾量为MCM-41重量2％的硝酸钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应10小时；离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至400目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在MCM-41中的含量为2％。
实施例41)将市售的4A型沸石分子筛研磨至400目，加水搅拌均匀，制成浓度为8％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量2.5％的甲酸钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应6小时；离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至500目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为2.5％。
实施例51)将产自广西的红辉沸石研磨至600目，加水搅拌均匀，制成浓度为4％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量5％的葡萄糖酸钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应10小时；离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至600目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为5％。
实施例6预备根据“无胺法合成高硅铝比和高结晶度的ZSM-5沸石分子筛”(项寿鹤，刘述全，王敬中，李赫喧等国家发明专利授权公告号1046922C)的方法制备ZSM-5沸石分子筛。
1)将预备步骤中得到的ZSM-5沸石分子筛研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为6％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量4％的硫酸钾于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应4小时；离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至400目，得到控缓释型补钾剂，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为4％。
权利要求
1.一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂，其特征在于它是采用钾盐与天然或人工合成沸石经吸附、离子交换反应制备而成的一种含活性钾的沸石，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为0.5～5％。
2.根据权利要求1所述的一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂，其特征在于，所述的钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、甲酸钾、醋酸钾或葡萄糖酸钾。
3.一种如权利要求1所述的一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂的制备方法，其特征在于方法的步骤如下1)将沸石研磨至大于300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含钾量为沸石重量0.5～5％的钾盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应4～10小时，过滤或离心脱水；3)将步骤2)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型补钾饲料添加剂。
4.根据权利要求3所述的一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂的制备方法，其特征在于，所述的钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、甲酸钾、醋酸钾或葡萄糖酸钾。
5.一种如权利要求1所述的一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂的使用方法，其特征在于，以钾计按以下添加剂量拌入水产动物、牛、羊、畜禽饲料中甲鱼500～2500mg/kg，虾50～200mg/kg，鱼40～150mg/kg，产前奶牛100～1000mg/kg，泌乳奶牛500～1000mg/kg，肉牛50～300mg/kg，绵羊50～300mg/kg，猪100～500mg/kg，肉鸡50～200mg/kg，蛋鸡100～1000mg/kg。
全文摘要
本发明公开了一种控缓释型钾的补钾饲料添加剂及其制备与使用方法。控缓释型钾的补钾饲料添加剂是一种含活性钾的沸石，按重量百分比计，钾在沸石中的含量为0.5～5％。其制备方法是采用钾盐与天然或人工合成沸石的吸附、离子交换反应，经过滤、干燥、粉碎制成含活性钾的沸石。该方法工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。由于载体沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之对所负载的钾具有控缓释作用，从而大大提高了钾的吸收利用率。本发明所制得的控缓释型钾可应用于水产动物、牛、羊、畜禽的补钾以发挥动物最大生产性能，适用范围广泛。
文档编号A23K1/16GK1823612SQ20061005008
公开日2006年8月30日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者夏枚生, 胡彩虹, 潘金敏 申请人:浙江大学