用于促进活生物体中的维生素d产生的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于促进活生物体中的维生素 D产生的装置，其包括至少一个灯组 件。本发明进一步涉及此类装置用于增加动物中的维生素 D产生的用途和用于增加动物中 的维生素 D产生的方法。
【背景技术】
[0002] 本领域内已知自然光促进人体中的维生素 D产生。
[0003] 在EP 1 970 423 Al中，公开了用于刺激人皮肤中的前维生素 D3产生的荧光 灯。该灯是低压汞放电灯，其具有有限的强度并产生单色光，即仅一个主谱线（dominant spectral line)〇
[0004] WO 2009/094100公开了增强的发射UV的荧光灯，该荧光灯提供用于同时将人皮 肤晒黑和促进人体中的维生素 D产生的UV光谱发射。所公开的灯是单色低压灯。低压灯 仅供应单色光（仅一个主谱线）。另外，额定功率不超过数百瓦，如果所述灯要以与奶牛相 距3到4米的距离被安装在例如牛棚中，那么这就是一个缺点。
[0005] W02010/102039公开了通过将蘑菇暴露于发射UVA辐射和UVB辐射、但不发射UVC 辐射的灯来增加蘑菇的维生素 D含量的方法。注意，仅将蘑菇暴露于UVA辐射和UVB辐射， 但未暴露于自然光。另外，注意，维生素 D2的含量增加，而例如其它重要的维生素 D如维生 素 D3没有增加。
[0006] 已知当动物如奶牛在夏季被保持在户外田野时，如果将其暴露于自然日光，则其 维生素 D状态增加且其奶中的维生素 D的含量相应地增加。因为现代牧业涉及将家畜保持 在户内的畜牧场生产设施内，因此损害了维生素 D的自然产生。为了进行补偿，在食物中使 用维生素 D补充剂。然而，已知通过将人或动物暴露于日光可获得的维生素 D水远高于通 过食物补充剂可获得的水平。此外，已发现人或动物的皮肤如果暴露于日光，则在产生维生 素 D方面有效得多，并且在暴露于太阳时，不可能实现毒性剂量的维生素 D。
[0007] W02013/041389公开了用于促进活生物体中的维生素 D产生的装置，所述装置包 括至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射多色光，其中所述多色光至少模仿自然 光和270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括至少一个中压灯和/或 高压灯。当使用中压灯和/或高压灯来生成UV光时，生成大量热并且它使用了大量电力。 另外，难以精确地生成UV光的期望的输出光谱和强度。
[0008] 考虑到上述现有技术，本发明的目标是提供用于以有效的、成本有效的且可靠的 方式促进活生物体中的维生素 D产生的装置和方法。具体地说，目标是增加家畜如牛、猪、 鸡等中维生素 D3的产生。
【发明内容】
[0009] 通过用于促进活生物体中的维生素 D产生的装置来实现所述目标，所述装置包括 至少一个灯组件，所述至少一个灯组件适于发射光，其中所述光至少模仿自然光或IR光和 270nm到315nm的波长的UV光，其中所述至少一个灯组件包括多个LED。
[0010] 通过提供自然光和270nm到315nm的波长的UV光的组合，增强了活生物体中的维 生素 D的产生。对乳畜业，一个具体的优点是在产奶的哺乳动物如奶牛中，奶中的维生素 D 含量增加。已发现，在暴露于包含自然光和270nm到315nm的波长的UV光两者的光时，维 生素 D3含量增加，尤其是来自奶牛的奶中的维生素 D含量增加。
[0011] 通过提供IR光和270nm到315nm的波长的UV光的组合，可增强活生物体中的维 生素 D的产生。
[0012] 通过使用多个发光二极管（LED)，可能得到期望的光分布。LED是发射单色光的半 导体光源。通过使用多个不同的LED，可能构建具有期望的强度和波长的期望光分布。此 外，使用LED具有相比于其它光源如中压灯和/或高压灯使用更少电力的优点。
[0013] LED不生成与常规光源相同量的热并且因此可更靠近活生物体放置，而没有加热 和/或烧伤它的风险。
[0014] 自然光被理解为日光，因为其以在正常变化内的强度和光谱在白天期间出现在地 面上。日光的光谱和强度取决于大气、臭氧层和太阳的位置而变化，并且本文的自然光是指 那些正常变化内的任何日光。
[0015] 虽然一些LED被认为仅具有一个波长，但本领域技术人员已知LED具有围绕中心 波长的窄波长分布。
[0016] 在一个实施方案中，多个LED适于生成270nm到315nm的波长的UV光。优选地， 多个LED提供了 270nm到315nm范围内的多个波长。现有技术灯通常使用用于去除低于 270nm的波长的光的构件。低于270nm的波长是不期望的，因为它涉及将活生物体暴露于它 的健康风险。使用LED生成UV光使得优选实施方案更加简单，因为无需滤光器。所述构件 通常是透过高于270的波长的光且不透过低于270nm的波长的光的滤光器。
[0017] 在一个实施方案中，光表现为连续的，如超过50Hz的频率的光。如果例如放电灯 被用于生成模仿自然光的光，则这可以是一个优点。使用闪光或脉冲光将胁迫活生物体。因 此，一个优点是确保光对于活生物体如动物表现为连续的。这可以通过使频率高于50Hz、 100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz 或 3000Hz 来确保。
[0018] 在一个实施方案中，至少一个灯组件包括至少一个模仿自然光的第一灯并且多个 LED提供270nm到315nm的波长的UV光。在这一实施方案中，第一灯可以是模仿自然光的 任何灯，如硫灯，并且第二灯可以包括多个发射270nm到315nm的波长的光的LED。可存在 任何数量的灯，以保证由所发射的光覆盖的区域尽可能强烈。
[0019] 在一个实施方案中，多个LED中的至少一些被安装在板上。这一实施方案使得能 够仅使用一个具有多个LED的灯，提供所需的完全光谱。
[0020] 优选地，板是导热的和/或具有被结合用于确定安装在所述板上的LED的温度的 温度传感器，优选地，所述装置进一步包括用于控制所述板的温度的构件。LED的性质取决 于温度。例如，在较低温度下波长可以改变并且效率可以较高。因此，优选所有LED以相同 方式运转，这是通过使用与LED的热力学接触的导热板实现的。此外，优选控制温度；例如 借助于与所述板热力学接触的液体冷却回路和/或可去除来自LED的热的散热件。
[0021] 有利地，所述装置进一步包括在多个LED前方的透镜。透镜可以是每个单个LED 的一部分，覆盖许多或所有LED。透镜可用于聚集光，因此使得从灯发射的光被指向特定区 域成为可能。
[0022] 本发明的又一方面是使用如本文所述的装置来增加动物中的维生素 D产生。如上 文所述的装置可用于增强动物活生物体内的维生素 D产生。因此，来自暴露于上述装置的 动物的肉中的维生素 D含量被增加。这可以防止人食用来自罹患维生素 D缺乏的奶牛的肉。 这些动物可以是禽类，如鸡和/或非人哺乳动物，如奶牛、猪、山羊和/或羔羊。
[0023] 本发明还涉及使用所述装置来增加来自非人哺乳动物、优选奶牛的奶中的维生素 D含量。通过使用本发明增加奶中的维生素 D含量具有食用奶的人可防止维生素 D缺乏的 优点。在地球上远离赤道的部分，白昼光在冬季可能有限。例如，北欧在11月到3月就是这 种情况。在那段时间里，对于太阳的暴露不足可使人罹患维生素 D缺乏。在任何情况下，只 有奶牛在户外时，太阳才是重要的。在北欧以及同一炜度的北方或南方的其它工业化国家， 大多数奶牛在牛棚内，因此除非将所述动物暴露于由根据本发明的第一方面的装置产生的 光，否则它们不在它们的奶中产生维生素 D。因此，通过本发明，提供了对自然日光不足的补 偿，因此可能在冬季生产自然增强了维生素 D的奶，因此有助于防止饮用所述奶的人的人 体中的维生素 D不足。这对于其中不允许人工营养食物补充剂的有机畜牧特别有利。通过 本发明，不需要向动物食物加入任何膳食补充剂而将维生素 D含量保持在高水平，因此动 物被有机饲养。
[0024] 本发明的另一方面涉及使用如上文所述装置将至少一个动物暴露于通过根据本 发明的第一方面的装置产生的光达每天预定量的时间，以增加由所述至少一个动物产生的 奶中的维生素 D的含量。因此可优化维生素 D的产生。例如，可将所述动物暴露于来自根 据本发明的装置的光达每天30分钟、每天60分钟、每天90分钟或每天120分钟。
[0025] 本发明的另一方面涉及如上文所述的装置的用途，其中所述光至少模仿IR光并 且所述IR光被用于保持动物温暖。IR光常规用于温暖乳猪、仔猪和鸡。添加 UV光将确保 乳猪、仔猪或鸡不缺少维生素 D和肉中的维生素 D含量。这可以防止人食用来自罹患维生 素 D缺乏的奶牛的肉。当保持乳猪、仔猪或鸡温暖时，应当小心不要加热过多。因此，一个 优点是使用LED来提供UV光，它没有改变灯的加热性质。提供UV光的LED可被放置或结 合到常规的IR光源，因此提供了可在不改变针对乳猪、仔猪或鸡的常规居所的情况下安装 的紧凑单元。
[0026] 本发明的另一方面是包括根据本发明的至少一个装置的畜牧场生产设施。因为所 述装置发射可见光和UV光，因此具有本发明的装置的畜牧场生产设施无需任何额外的照 亮系统。本发明可代替牛棚的常规照明，这节省了安装费用，因为仅需要一个照明系统。
[0027] 根据这一方面，其中饲养用于生产一种或多种农产品的一种或多种家畜的畜牧场 生产设施可在整个建筑内应用照明装置，或者它可以是传统照明设施当中天花板照明中的 一个或多个灯。根据本发明，畜牧场生产设施还可包括被饲养的一头或多头奶牛，目的在于 生产奶，其中对于挤奶站等提供光源。优选地，一头或多头奶牛提供用于生产奶，和/或一 种或多种禽类如鸡或母鸡被提供用于生产蛋，和/或一头或多头猪被提供用于生产肉。
[0028] 通常，认识到增加维生素 D的作用将有益于家畜的健康。动物将由此实现更好的 免疫系统，因此需要更少的抗生素或无需抗生素并且环境影响更少，正因为当在畜牧场生 产中利用本发明时，向人提供了天然维生素 D源。
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