CN102448322A

CN102448322A - 基于沸石的化合物和作为舔食石的使用

Info

Publication number: CN102448322A
Application number: CN2009801595308A
Authority: CN
Inventors: 史福来; 傅格润
Original assignee: TRIPLE-S PTE LTD
Current assignee: TRIPLE-S PTE LTD; TRIPLE S Pte Ltd
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2012-05-09
Also published as: WO2010138080A1; CH701117A2; US20120059068A1; AU2009347166A1; CA2762901A1; EP2434909A1

Abstract

本发明在于环境技术领域并且涉及一种化合物，特别涉及它的使用，特别地是用作反刍动物的代谢惰性气体吸收剂的、基于沸石、盐和结合剂的化合物。此外，本发明涉及具有这样的成分的舔食元件、这样的舔食元件的生产方法及其应用。沸石的使用减少了机体中的有毒物质，比如重金属和毒素。斜发沸石是通过饮食起作用的稳定材料(ballast material)，其稳定了肠内活动而不会使身体失去营养，比如维生素和痕量元素。因此，可能实现消化道的气体排出的减少。所述舔食元件能够在户外设置，因此农场的自由散养动物能够通过简单方式获得。

Description

基于沸石的化合物和作为舔食石的使用

技术领域

本发明属于环境技术的领域，并且涉及一种具有权利要求1所述的特征的特别地用作反刍动物的代谢惰性气体吸收剂的化合物、根据权利要求8所述的包括这样的化合物的舔食元件、根据权利要求11所述的舔食元件的生产方法、和根据权利要求15所述的所述化合物的生产方法。

背景技术

温室气体的产生被看作是气候变化的其中一个主要原因。温室气体的主要来源是工业、汽车和农业。除其他原因之外，由于反刍动物的消化引起的甲烷排放，农业成为CO₂等效物的最大生产者。

用于减少反刍动物的甲烷产生的如下方案已经被提出或者已经被尝试：

以改变动物的DNA的方式使得天性地产生更少的温室气体：该方案以显著的成本可能仅在技术上是可行的并且导致了在种群中的阻力(基因修饰)。

动物的疫苗接种：该方案仅对于圈养动物可能是可行的，但需要巨大的成本和另外的花费(兽医，疫苗)。

使用大蒜提取物作为饲料添加剂：对此，可能会改变奶产品和肉产品的品质(气味，肌理)。

另外还尝试将鱼油混合到饲料：考虑到鱼类资源已经处于相当大的压力下，该方案对于大规模使用可能不太适合。

因此，本发明的任务在于提供有效且便宜的用于减小反刍动物的甲烷产生的工具，该工具能够在大片区域上使用，并且不局限于圈养家畜且不影响农产品的品质。

发明内容

该任务通过一种具有权利要求1所述的特征的能够特别地用作代谢惰性气体吸收剂的化合物、通过根据权利要求8所述的基于所述化合物的舔食元件、并且通过根据权利要求11所述的这样的舔食元件的生产方法来解决。本发明也涉及根据权利要求15所述的这样的化合物的生产方法。在从属权利要求、说明书和图示中示出了有利的进一步的扩展例。

根据本发明的化合物能够特别地用作反刍动物的代谢惰性气体吸收剂，所述化合物包括25％-97％重量的沸石、1％-20％重量的盐特别是陆地盐(saline salt)与海盐的混合物以及1％-15％重量的批准食用的结合剂。另外，该化合物可包括其它成分，例如可吸收的矿物质和/或用于强化免疫系统的痕量元素和用于治疗和预防目的的胃肠道菌群或药物、精油(例如0.5％-5％重量)、用于光学区分目的的天然染料(例如0.1％-5.0％重量)。

根据本发明的用于反刍动物的舔食元件包括采用紧凑型态的具有这样的化合物的模制部分。

根据本发明的用于这样的舔食元件的生产方法包括至少下面的步骤：

使结合剂与水混合；

添加沸石和盐以及其它特定应用(application-specific)的添加剂；

搅拌直到获得均相块体(homogenous mass)；

将所述块体填充到型模内；

压缩；

硬化，以生产出所述模制部分。

附图说明

现在将仅以示例的方式参考附图说明本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了用于舔食元件的支撑件的各部件；和

图2示出了将舔食元件安装于安装位置的步骤。

具体实施方式

本发明是基于下面的理解，即沸石的离子交换和吸附特性能够有针对性的与反刍动物的消化系统中产生的不希望的气体结合，否则该气体将经由呼吸系统或肠道逸出，这样使得：由于(催化)功能，相应的物质现在作为能量来源对于动物是可用的——与沸石的效力成比例，并且不与粪便一起排泄而损失。该化合物由动物吸收并且在吸收过程中自然地调节或改变消化。但是，主要成分沸石是消化无用的，即身体并不吸收沸石。因此，在传统观念中，沸石并不是饲料，相比而言而是催化剂。

沸石在第一胃部开始起作用，并且继续在相继的消化器官中起作用，特别地a)在整个消化道内起作用，其中蛋白质被分解，并且尤其地b)在直肠内起作用，其中通常进一步发生分解和气体形成。尤其地，在本情况中甲烷(CH₄)和氨(NH₄ ⁺)被结合，并且因此通过细菌作用而作为能量被馈送到动物，而不是通过打嗝排出或与粪便一起排出。进一步的效果在于对于有害物质、环境毒素等的选择性结合，由此减轻了整个机体的负担，尤其是减轻了肝和肾的负担。

首先，所述产品意图用作可消耗制品并且不施加到粪便，即使这些产品由于经过消化道而被显著地改变。优选地是以固态紧凑的形态用作动物自发舔食(被舔食元件中含有的盐所吸引)的舔食元件，从而使小量的制品以独立于正常的喂养过程的方式被消耗。作为粉末或颗粒形态的添加剂的应用也是可以想到的，该添加剂与通常的饲料混合并由动物以消耗饲料的方式消耗。

沸石是自然界中以多种变化存在的晶体硅酸铝，但沸石也能够以合成方式生产出。沸石的成分是：M_x/n[(AlO₂)_X(SiO₂)_y]zH₂O(其中n＝M的电荷数，大多数情况下为1、2)。沸石具有中空空间和通道的规则布局，水和低分子量物质能够被吸收在中空空间和通道中并且能够在加热时被再次释放，而该过程不会破坏沸石的晶体结构。迄今，沸石被用作化学过程的催化剂、用作用于分离化学物质的材料或者在洗涤剂中用作软水剂。在动物饲料领域中，它们以非常低的浓度用作饲料整体的一部分，以与有毒物质结合。在食品行业中，沸石被用于防止注入的物质粘结在一起。

沸石的分子结构使得关于CH₄和NH₄ ⁺的最优的离子交换次序是可能的。水分子能够以两种方式被约束在沸石的孔和中空空间中，即结构分子(SiO_4/4和AlO_4/5))中的水以及形成可交换阳离子的水合包封体(hydrate envelope)的水。离子能够通过与水溶液中的沸石接触而被吸附。沸石的特定表面(尺寸，几何形状和能量性质)影响离子吸附。与吸收不同，吸附粒子并不穿入吸附剂的晶体结构，而仅通过静电被捕获在表面上。由于活性和晶体差异，沸石的表面被定义为异极的且异质的。如果吸附剂由于离子交换机制而对被吸附物饱和时，盐通过例如范德瓦耳斯束缚(van-der-Waals binding)被物理地吸附在表面上。这导致了沸石的矿物质特有的离子交换和吸附特性。

沸石的离子交换次序是非常特定的：NH₄ ⁺＜＜K＜＜Na＜Mg＜Ca。CH₄的结合程度与NH₄ ⁺相同。结合的氮通过微生物的大量可用的菌株而实际上被完全分解。

本发明使用的物质具有25％-97％重量的相对高的重量份额的沸石，优选地为50％-90％重量，尤其优选地近似为80％重量。动物自发地获得沸石，从而沸石可在消化道中具有希望的效果。为此，根据本发明的化合物还包含1％-20％重量(优选地3％-15％重量)份额的盐，特别是NaCl(纯陆地盐，纯海盐或者它们的混合物)，所述盐也吸引自由放养的而不是以受控方式喂养的家畜。通过具有近似3％-15％重量份额的结合剂，典型地近似10％重量份额，盐与小颗粒的沸石形成化合物，从而两种成分被一起摄取。

优选地是该化合物的以舔食元件(舔食石，舔食块体)的形态的服用方法。然而，该化合物还可以具有被添加到饲料中的粉末或颗粒的形态。与添加到饲料的基于粉末/颗粒的混合物相比，紧凑的舔食元件的优点在于其能够不受限制地随处放置。以此，如果已知动物的舔食习惯，则能够调节动物的摄入量。这具有若干优点：一方面，如果摄取足够而不过多的量，则其是经济上有利的。还在于舔食元件不会被过早耗光或用尽，这减少了与再次装填它们有关的工作。与粉末相比，固态舔食元件也不是由于受到环境影响比如雨水而不受控制地被膨胀，被压紧或者被变薄和被冲走。并且舔食元件也能够用在圈养或受限的饲养中。在无限制饲养的情况中，舔食元件被放置在动物使用的水孔处。舔食元件由前述的化合物构成，该化合物形成为具有适当形状的模制部分，例如盘、杆或块。其能够固定到被锚固在地中的支撑件或者被置于这样的支撑件的顶部。

原则上，该化合物能够用于所有的反刍动物，例如牛、绵羊、山羊、长颈鹿、野牛、牦牛、水牛、鹿、雌鹿、骆驼、羊驼、美洲驼、角马、羚羊等，重点用于与农业有关的物种(牛、绵羊、山羊、美洲驼)。舔食石的尺寸和形态能够根据生物物种进行调节。

沸石优选地具有在10微米-150微米范围内的粒度。沸石的孔和通道的尺寸分别优选地落入0.3纳米至5纳米(3埃-50埃)的范围内，特别地在1纳米-4纳米的范围内。

化合物的沸石成分优选地包含斜发沸石或者仅由斜发沸石构成，斜发沸石是一种片沸石组的沸石，已证明是特别适合的。

可能的结合剂全部是批准食用的从E400至E466的无甜味剂物质，以及E1404组至E1451组的改性淀粉。基于谷物的产品，比如黑麦糠、小麦糠和米糠具有良好的结合特性。所列出的结合剂的混合物也能够被使用。含有甜味剂的物质，特别是含有糖的物质由于在长期使用中的龋齿的风险而绝对不能使用。

一体的可生物降解的保护层，例如基于淀粉的膜，确保舔食元件在受到环境的影响时不会过早分解。这样的保护层优选地施加到舔食元件的顶部，并被特别地用在具有增大的降水的地点，例如热带地区。优选地，所述层将满足对于生物可降解性的欧洲标准EN13432。

关于舔食元件的形态和尺寸，舔食元件应根据目标动物群进行调节，例如，用于绵羊的比用于牛的小。已经选取了简化动物的服用方法和消耗的形态。例如，舔食元件具有在中央带有孔的盘的形态，支撑件能够插入该孔，更好地被固定免于转动。这样的元件的典型的直径在30cm的范围内；中央的孔具有例如4×6cm的尺寸。所述中央的孔不应过大，以保持在输送过程中对空间的最佳利用。

舔食元件的质量根据应用类型进行调节：对于自由放养的动物，其可具有10Kg-20kg的质量，使得其不需要很频繁地被添补。优选地，所述质量根据消耗进行调节：视乎动物，消耗由于不同的舔食强度而不同，不同的剂量也是必需的，以实现所期望的效果。

优选地，舔食元件的硬度也根据目标动物群进行调节。例如，用于牛的舔食元件比用于绵羊的舔食元件硬。成分也能够根据目标动物群及其对于营养的特定需要来调节。成分能够被调节以通过受控的剂量有针对性的为动物提供其它的物质，例如，痕量元素、矿物质、维生素、药物。

舔食元件被优选地生产如下：

1.具有目标块体的1％-30％重量的结合剂例如米糠与去离子水混合，然后混合物被加热到近似60℃-80℃。搅拌直到糠开始溶解。

2.进一步添加去离子水同时添加其余成分即至少沸石和盐，并且混合它们直到已经形成了均相块体。

3.根据第1项至第2项，使所述块体停放某一时间段，该时间段取决于混合物并且由此取决于目标物种，以允许可能的气泡逸出。加速气泡排出的振动是不可取的，而可以使用真空辅助排出气体。

4.将所述块体倾倒到适当的模具以产生模制部分，所述模具根据目标动物群调整。

5.如果需要，添加保护层，优选地在模制部分的顶部上的中央部分添加保护层。

6.压缩所述块体以实现所需的硬度，所述硬度优选地根据目标物种进行调节。

7.使其干化。为此目的，模具应由适当的材料制成，以允许含有的水蒸发。当产品在压力作用下或者仍正在被压缩时，硬化应优选在略有增加的温度下进行，例如在空气中或者在烘干箱中。

在本应用情况中，舔食元件还能够配有支撑件，所述支撑件能够锚固在地中，但是，舔食元件还可以安装在天然存在于安装位置处的可再使用的支撑体上。

下面基于下面的附图描述了可能的应用，附图以示意图的形式示出：

图1用于舔食元件的支撑件的各部件，

图2用于在安装位置处安装舔食元件的步骤。

整体配置包括具有中央开口6的柱状盘形态的舔食元件5、支撑件1(例如，具有尖锐端的金属管)、锁定元件3(例如，销)、支撑盘4和整合在舔食元件5中且这里未示出的保护帽。如图2中所示，支撑件1在安装位置处被插置在地7中。支撑件1沿其轴线优选地具有孔2，锁定元件3能够插入孔2中。以此方式，能够调节舔食元件5在地上方的高度。支撑盘4安装于支撑件1并且由锁定元件3保持在预定的高度处。支撑盘4的宽度大于锁定元件3的长度，从而动物在最后的舔食中将不会伤害到自己。支撑盘4应具有比舔食元件5小的直径并且不应具有可能伤及动物的任何尖缘。然后，舔食元件5被置于支撑盘4上，其保护膜所在侧位于顶部。舔食元件5的中央开口6优选地根据支撑件1的形态进行调节，以这样的方式使得舔食元件5在使用中不能转动。如果需要，将若干个舔食元件5布置在一个支撑件1上也是可以的，例如用以避免频繁地更换它们。

用于生产舔食元件的步骤可适于以其它形式通过下面用于生产舔食元件的步骤1和步骤2生产化合物。在广泛的意义上，用于生产化合物的过程可包括：使结合剂与水混合以形成第一混合物；将所述沸石和所述盐添加到所述第一混合物并且搅拌以形成所述化合物。具体地，具有目标块体的1％-30％重量的结合剂例如米糠与去离子水混合，然后混合物被加热到近似60℃-80℃。混合物被搅拌直到糠开始溶解。另外，应进一步添加去离子水同时添加其余成分即至少沸石和盐，并且混合它们直到形成化合物。

下面描述了示出所要求的化合物的效果的测试：

测试系列1

两个瘤胃的新鲜内容物被混合并均等地分配到两个测试容器中(A，B)。进行该混合用以补偿两头被宰杀动物的消化差异。两个容器都含有48kg的瘤胃内容物。在水盆中，容器A+B被保持在38℃的温度，该温度模拟活体动物的体温。60克的斜发沸石类型的沸石，对应于近似0.13％的测试物，被添加到容器B。然后，使用GWF型的气流测量装置测量10小时时间段内从容器逸出的气体量，该测量装置是一种单管正排量气量表。

测试覆盖了4个测试系列，结果显示CH₄减少了53％至81％，而NH₄ ⁺减少了63％至88％。

测试系列2

一个新鲜瘤胃的新鲜内容物被均等地分配到两个测试容器中(A，B)。两个容器都含有24kg的瘤胃内容物。减少的量允许测试容器在测试时的连续运动。在水浴中，容器A+B被保持在38℃的温度，该温度模拟活体动物的体温。30克的沸石，对应于近似0.13％的测试物，被添加到容器B。然后，使用GWF型的气流测量装置测量10小时时间段内从容器逸出的气体量，该测量装置是一种单管正排量气量表。

测试覆盖了4个测试系列，结果显示CH₄减少了52％至83％，而NH₄ ⁺减少了63％至88％。

Claims

1.一种化合物，特别地用作反刍动物的代谢惰性气体吸收剂，所述化合物包括25％-97％重量的沸石、1％-20％重量的盐及1％-15％重量的批准食用的结合剂。

2.根据权利要求1所述的化合物，所述化合物包括75％-85％重量的沸石、5％-15％重量的盐及1％-15％重量的批准食用的结合剂。

3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，所述沸石具有10微米-150微米范围内的粒度。

4.根据前述权利要求中一项所述的化合物，其特征在于，所述沸石具有0.3纳米-5纳米的孔或通道尺寸。

5.根据前述权利要求中一项所述的化合物，其特征在于，所述沸石包括斜发沸石。

6.根据前述权利要求中一项所述的化合物，其特征在于，所述结合剂包括下面物质中的至少一种：黑麦糠、小麦糠、米糠或其它谷糠，E400至E466，改性淀粉，特别是E1404组-E1451组的改性淀粉，所述结合剂优选地是无甜味剂的。

7.根据前述权利要求中一项所述的化合物，所述化合物另外包括下面物质中的至少一种：矿物质，药物，蒸馏油，色素。

8.一种具有至少一个模制部分的用于反刍动物的舔食元件，所述舔食元件具有根据前述权利要求中的一项所述的成分。

9.根据权利要求8所述的舔食元件，其特征在于可生物降解的保护层，所述保护层布置于所述舔食元件的顶部，特别地是基于淀粉的箔片。

10.根据权利要求8或9所述的舔食元件，其特征在于，所述模制部分具有盘、块或杆的形状。

11.一种舔食元件的生产方法，所述舔食元件为根据权利要求8-10中一项所述的舔食元件，其特征在于下面的步骤：

使结合剂与水混合；

添加沸石和盐；

搅拌直到获得均相块体；

将所述块体填充到模具内；

压缩；

硬化，以生产出所述模制部分。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述压缩步骤之前的保护层的添加。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将所述硬化的模制部分固定在支撑件上。

14.根据权利要求11-13中一项所述的方法，其特征在于，所述沸石以具有10微米-150微米的粒度的粉末的形态被添加。

15.一种用于生产根据权利要求1-7中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括：

使结合剂与水混合以形成第一混合物；

将所述沸石和所述盐添加到所述第一混合物并且搅拌以形成所述化合物。