CN102753033B - 含有耐磨性和润滑性添加剂的粒状磷酸二氢钙产品 - Google Patents

Abstract

粒状磷酸二氢钙组合物，其与其他粒状磷酸盐饲料产品相比，提供了足够的营养价值以及增加的制粒益处，如研磨性和润滑性。粒状磷酸二氢钙组合物包括一种或多种添加剂，如润滑性和耐磨性添加剂。润滑性添加剂可以包括在饲料研磨或制粒过程中润滑模具的钠添加剂。耐磨性添加剂可以包括在制粒过程中冲刷模具的二氧化硅或沙。所述组合物的增加的润滑性和耐磨性有利于制粒过程中的生产量和效率，而不损失最终饲料产品的营养价值。

Description

含有耐磨性和润滑性添加剂的粒状磷酸二氢钙产品

相关申请

本申请要求2010年1月15日提交的题目为“含有耐磨性和润滑性添加剂的粒状磷酸二氢钙产品”的第61/295,463号美国临时申请的权益，该申请通过援引全文而并入本文。

技术领域

本发明通常涉及动物饲料添加剂，具体而言，涉及表现出增加的饲料研磨性能而不损失营养价值的磷酸二氢钙组合物。

发明背景

动物和家禽饲料，通常被称为复合饲料，是由各种原料和添加剂混合而成的饲料。可以将复合饲料制备为提供所有每日所需营养物的完全饲料，制备为提供一部分配给物(蛋白、能量)的浓缩物，或制备为提供另外的诸如矿物和维生素的微量营养物的补充剂。商业上制备的饲料所用的主要组分是饲料谷物，例如玉米、大豆、高粱、燕麦、大麦及其组合。

动物饲料工业中的重要工业还包括预混合料的销售和制造。预混合料可以由用于混入商业或单独生产的配给物的微量组分组成以制备动物饲料。微量组分可以包括营养物、维生素、矿物、化学防腐剂、抗生素、发酵产品及其他必要组分。

通常将磷和钙源添加于动物饲料以作为微量组分。可用于动物饲料中的这类组分的一个实例是是饲料级磷酸二氢钙，其是通过使碳酸钙与湿法脱氟的磷酸反应而产生。是高度可用的磷(P)和钙(Ca)源，其具有窄的钙与磷酸盐的比例，从而使其有助于满足动物和家禽对这些必要营养物的需求。例如，保证最低21%的磷含量，这允许配制中的适应性和经济性。还提供了操作便利性以及在混合饲料和矿物中的分散均匀性。

用作动物饲料中磷和钙源的另一示例性微量组分是 是饲料级磷酸三钙/脱氟的磷酸盐，其源自精细控制的热化学过程中的磷酸盐岩，所述过程增加生物有效性、脱去氟并物理调节用于饲料混合的产品。类似于是高度可用的磷(P)和钙(Ca)以及钠(Na)的来源，钠将有助于提供动物和家禽对这些营养物的需求。例如，保证最低18%的磷含量，这再次允许饲料配制中的适用性。

饲料混合物的配制依照目标动物的具体需要。饲料制造商或配料员根据例如营养学家提供的说明书，通过购买商品并在饲料研磨机中将它们混合来制备混合物。饲料配料员可以将混合物制造为粗磨粉类型(mealtype)、颗粒或碎屑。

生产饲料混合物的工业中所发现的一种饲料研磨机是制粒机，其混合诸如面粉或草的干粉原料、诸如蒸汽或糖浆的湿组分和诸如微量组分的任何其他组分的混合物。将干原料、湿组分以及任何其他组分组合以形成糊状物或粗磨粉。然后将糊状物或粗磨粉压入含有许多小孔的圆形模具的内部。将糊状物或粗磨粉在圆形模具中压缩，从而促使其以颗粒的形式离开孔。

饲料研磨机或制粒机的性能，如生产量和效率，对于饲料制造商而言特别重要，并且可以受到许多变量的影响，所述变量包括饲料组分的特性。良好的模具性能对于提高生产量、降低能量消耗以及提高效率非常重要。然而，产品的积聚(buildup)可以降低模具的性能，并可能经常需要单独的模具清洗步骤。该清洗步骤花费时间，除了清洗模具外还需要模具的拆卸和再组装。此外，可能需要频繁地更换模具，这可增加制粒过程的制造费用。

某些商购可获得的组分显示出提供增加的制粒益处的特性，例如减少的产品积聚，从而改善生产量和效率。例如，相对于和其他竞争的矿物补充剂，提供了增加的非P益处，例如生产量提高、模具磨损减少、节能以及颗粒质量，其导致购买、储藏和处理的成本降低。

然而，即使具有制粒益处，但是由于制造磷酸三钙的成本，使用诸如的磷酸三钙而不是磷酸二氢钙或磷酸氢钙通常是更昂贵的。以及其他的磷酸三钙目前利用旋转窑过程来制备，而不是利用用于制备的花费较小的制粒过程。典型的旋转窑过程由于更高的能量消耗而趋向于具有比制粒过程更高的操作成本。另外，制造过程中所用的磷酸盐岩易受显著的价格波动的影响，并且比用于制备的原材料更昂贵。

对于一些制粒机操作者而言，这种增加的费用超过研磨操作过程中增加的益处。因此，仍然需要研磨益处增加而并未显著增加制造成本或损失营养益处的用于动物饲料的磷酸二氢钙组分。

发明概述

本公开的实施方案涉及用于掺入动物和家禽饲料中的粒状磷酸二氢钙组合物，与目前市场上可获得的粒状磷酸盐组合物相比，所述粒状磷酸二氢钙组合物提供了包括磷、钙以及钠有效性在内的足够的营养价值，以及诸如研磨性和润滑性的增加的制粒益处。更具体地，本发明实施方案的组合物提供了与诸如或产品的其他饲料级微量组分相似或比其更好的营养价值，并具有与诸如产品的磷酸三钙通常所表现出来的相似或更好的研磨益处。此外，所述实施方案的组合物是利用与更昂贵的旋转窑过程相反的制粒过程而制造的。

特别地，所述实施方案的组合物提供了一定水平的研磨性和润滑性，所述研磨性和润滑性转而提供了与诸如的现有磷酸三钙产品所表现出来的这些益处相当或更好的制粒机效率，同时不损失在利用诸如和的现有饲料级微量组分而成的最终饲料制剂中所存在的营养益处。

在某些方面，本发明实施方案的组合物可以包括粒状磷酸盐饲料组分组合物，其包含磷酸二氢钙；和钠添加剂，其存在量所提供的钠含量按组合物的重量计为约1%至约10%。钠添加剂可以包括例如碳酸钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠、草碱或其组合。

在其他方面，本发明实施方案的组合物可以包括粒状磷酸盐饲料组分组合物，其包含磷酸二氢钙以及研磨或耐磨性添加剂，所述添加剂的量按组合物的重量计为约1%至约10%。研磨添加剂可以包括例如二氧化硅，如石英砂。

还在其他方面，本发明实施方案的组合物可以包括用作动物饲料中饲料组分的粒状磷酸盐组合物，其中所述动物饲料通过制粒机而粒化，粒状磷酸盐组合物包含磷酸二氢钙、在制粒过程中冲刷制粒机模具的研磨添加剂，以及产生磷酸钠以在制粒过程中润滑模具的润滑性添加剂。

本发明的上述概述并非意图描述本发明的每个示例性实施方案或每个执行方案。下列的详细描述更具体地例示了这些实施方案。

详细描述

在本发明的一个实施方案中，粒状磷酸二氢钙(MCP)产品或组合物包括磷酸二氢钙和一种或多种添加剂。一种或多种添加剂可以提供与诸如的现有磷酸三钙产品所表现出的现有特性相似或比其更好的产品特性，例如在随后的制粒过程中的润滑性和耐磨性。另外或可选地，一种或多种添加剂可以在最终的饲料制剂中提供与目前通过向最终的饲料制剂中添加诸如和的现有饲料级微量组分而表现出的营养特性相似或比其更高的营养特性，例如充足的磷、钙和/或钠的有效性。

如背景部分所讨论的，制粒机利用具有许多孔的模具，并且有利于使模具的孔和其内表面在压缩的过程中免于或基本上免于产品积聚，从而增加生产量和效率。产品积聚可通过增加粗磨粉或糊状物的润滑性和/或通过增加粗磨粉或糊状物的耐磨性而降低，从而使模具在使用过程中得到清洗或冲刷，由此减少或消除对单独的模型清洗步骤的需求。另外，这些添加剂对于添加到最终饲料产品中以及对于目标动物的消耗必须是安全的。

在本发明的一个实施方案中，MCP组合物包括具有润滑特性的一种或多种添加剂(下文称为“润滑性添加剂”)。润滑性是有助于润滑制粒机的模具从而防止或减少产品积聚、由此增加生产量和效率的产品特性。润滑性添加剂可以包括例如：钠添加剂，诸如碳酸钠或苏打粉、氢氧化钠或苛性钠、磷酸二氢钠、草碱或其组合。钠添加剂，诸如碳酸钠或氢氧化钠在MCP组合物中产生磷酸钠，其在制粒过程中润滑模具，从而增加模具效率和生产量。润滑性添加剂和具体的钠添加剂可以以充足的量存在于MCP中，从而使得总的MCP组合物按重量计包含约1%至约10%的Na，并且更特别是按MCP组合物的重量计包含约3%至约5%的Na。

在本发明的另一实施方案中，MCP单独包含或除了润滑性添加剂之外还包含一种或多种具有耐磨特性的添加剂(下文称为“耐磨性添加剂”或“研磨添加剂”)，耐磨特性可以提供用于制粒模具清洗的冲刷作用。耐磨性是在研磨过程中有助于冲刷或保持模具清洁的产品特性。耐磨性添加剂可以包括石英砂、硅藻土(硅藻土(diatomaceousearth))或其组合。耐磨性添加剂可以以一定的量存在于MCP组合物中，从而使得总产品在制粒之前，按MCP组合物的重量计包含约1%至约10%的Si、更特别地包含约2%至约4%的Si。

MCP组合物还应当向用于目标动物消耗的最终饲料产品提供足够的营养物。在本发明的一个实施方案中，MCP组合物包括的磷含量最低为约21%的P并且钠含量最低为4%的Na。此外，MCP组合物还可以与目前可用的产品非常相似，因为MCP组合物所包含的钙含量为约15%至约18%，最大氟含量为约0.21%，体积密度为约56lbs/ft³至59lbs/ft³，水分含量为约1％，以及pH为约3.6。利用Tyler网格尺度(Tylermeshscale)进行的筛分分析也可以与产品相似，其中网格尺度为每英寸(线性)筛网中开口的数量，其中99.7%的颗粒通过12目网筛，88%的颗粒通过16目网筛，73.4%的颗粒通过20目网筛，以及1.0%的颗粒通过100目网筛。

在本发明的另一实施方案中，MCP组合物包括的磷含量最低为约18%的P，并且钠含量最低为约4%的Na。此外，MCP组合物可以与目前可用的产品非常相似，因为MCP组合物所包含的钙含量为约30%至约34%，最大氟含量为约0.18%，体积密度为约82lbs/ft³至85lbs/ft³，水分含量为约0.6%，以及pH为约6.0。利用Tyler网格尺度进行的筛分分析也可以与产品相似，其中网格尺度为每英寸(线性)筛网中开口的数量，其中98.1%的颗粒通过12目网筛，4.9%的颗粒通过100目网筛，以及1.2%的颗粒通过200目网筛。

本发明实施方案的MCP组合物可以通过使碳酸钙与湿法脱氟的磷酸反应而制备，这类似于通过在制粒之前或制粒过程中向产品流添加一种或多种添加剂而制备的产品。利用传统的制粒过程，如湿法制粒或干法制粒，同时略微修饰向产品流添加的一种或多种添加剂，从而使组合物粒化。

饲料研磨性能研究

进行2项研究，即研究1和研究2来评价以及2种实验饲料磷酸盐对各种饲料研磨参数的影响。这两项研究都使用BroilerGrower饮食(BroilerGrowerdiet)的实验方案和营养组成，并且进行相似的设计，包括将二氧化硅用作MCP组合物的耐磨性添加剂。研究1和研究2的唯一差异在于组分组成：研究1包括无机磷酸盐、肉和骨粉，以及为可用磷的主要贡献者的DDGS(具有可溶物的干酒糟颗粒(Distiller'sDriedGrainswithSolubles))；研究2包括贡献约25%的所需的磷的植酸酶。

产品A包括商购可获得的作为饲料磷酸盐，而产品B包括商购可获得的作为饲料磷酸盐。产品A和B都不含润滑性或耐磨性添加剂。

产品C包括MCP组合物作为饲料磷酸盐，其包含苏打粉作为润滑性添加剂，苏打粉存在的量按MCP组合物的重量计为约3.8%的Na。石英砂作为耐磨性添加剂而存在，其的量按MCP组合物的重量计为约2.86%的Si。

产品D包括MCP组合物作为饲料磷酸盐，其包含苛性钠作为润滑性添加剂，苛性钠存在的量按MCP组合物的重量计为约3.76%的Na。石英砂作为耐磨性添加剂而存在，其的量按MCP组合物的重量计为约2.63%的Si。

所测量的研磨参数包括饲料产量、马力、饲料产量/马力小时、颗粒温度以及颗粒耐久性指数(PDI)。

表1示出研究1测量的参数，而表2表示与产品和产品相比，实验产品在某些参数方面的百分比变化。表3示出研究2测量的参数，而表4表示与产品和产品相比，实验产品在某些参数方面的百分比变化。

表1：研究1--对参数的影响

表2：研究1--%变化

A的%变化	饲料产量/Hr	Lbs./HP*Hr
			B	12	10
C	24	21
			D	1	1
B%的%变化	饲料产量/Hr	Lbs./HP*Hr
			C	11	10
D	-9.8	-8

表3：研究2--对参数的影响

表4：研究2--%变化

A的%变化	饲料产量/Hr	Lbs./HP*Hr
			B	22	21
C	32.7	29.7
			D	39.4	34.8
B的%变化	饲料产量/Hr	Lbs./HP*Hr
			C	8.5	7
D	14	11
			C的%变化	饲料产量/Hr	Lbs./HP*Hr
D	5	4

如通过Lbs/Hp*hr所测量的，发现苏打粉产品(产品C)在研究1中提供了最佳的总体结果，并且在研究1和2中提供了比和更好的结果。苏打粉产品(产品C)和苛性钠产品(产品D)在研究2中胜过和苛性钠(产品D)产品表现最好。最后，两项研究的结果表明，苏打粉和苛性钠产品提供了比更好的饲料研磨性能，并与相似的改善的性能。

生物有效性研究

进行21天的生物测定以测定和评估生物值，即与参比标准磷酸盐源相比，包括MCP苏打粉制剂以及MCP苛性钠制剂的不同饲料磷酸盐的相对生物有效性。

已知将家禽生物测定用于向饲料P源赋予生物值(BV)，而不是根据基于可利用或可保留的P百分比来进行表示。向仔鸡或幼禽喂食在P-缺乏生物测定饮食中的不同量的受试磷酸盐，持续2至3周之后，通过测量重量增加、饲料转化率以及胫骨灰分百分比来测定饲料或标准磷酸盐的BV。通常，通过将受试P源的BV与参比标准食品级P源相比来将饲料磷酸盐的BV表示为相对BV(RBV)。一个特定接受的测量包括三重反应法(Sullivan,1966)，当利用骨灰重量、体重增加以及饲料效率的数据测定RBV时，三重反应法被本研究用来评估受试P。受试P源的RBV数据还以与参比标准相比的相对数值项形式来报告。

在本研究中，受试动物包括CobbXCobb品种的雄性肉仔鸡。所述研究的持续时间为21天，预检验期由0-4天组成，并且检验期由5-21天组成。P缺乏基础饮食中的磷浓度为0.12%的可用P，每一产品的补充磷处理为0.28%、0.33%和0.38%的可用P，从而提供0.40%、0.45%以及0.50%的总可用P水平。通常应当认识到，肉仔鸡的可用P需求为0.40%至0.50%的P范围。每一处理的肉仔鸡数量为4笼，每笼10只，每一处理总计40只。在第21天，每一笼测量2只的胫骨灰分。在孵化场，给受试仔鸡进行Marek接种，并且在到达研究设施后给予新城疫和感染性支气管炎(NewcastleandInfectiousBronchitis)接种。

参比标准磷酸盐产品是脱水磷酸氢钙(CaHPO₄·2H₂O；分子量=172.09)。受试饲料磷酸盐产品包括具有苏打粉和2.86%的补充Si的MCP、以及具有苛性钠和2.63%的补充Si的MCP。表5示出每一评估产品以及参比标准的营养组成：

表5：营养组成

利用下述公式计算生物值或磷生物有效性(Pbv)：

Pbv={(G/10)+%灰分+(10×G/F)}；其中

G=平均体重；F=饲料消耗量；以及G/F=饲料转化率。随后通过Pbv(检验的源)/Pbv(标准)×100来计算相对生物有效性。下述表6示出每一受试饲料磷酸盐的相对生物有效性：

表6：相对生物有效性

所有检测的饲料磷酸盐表现出与参比标准相似或比其更好的性能，这表明所有制剂，包括新的MCP/苏打粉和MCP/苛性钠制剂，都是高度生物有效性的，与现有和产品相似。

本发明可以以其他具体形式体现，而不偏离本发明的基本特性；因此，示例性实施方案应当在各方面视为说明性的而非限制性的。

Claims (14)

1.粒状磷酸盐饲料组分，所述饲料组分包括通过制粒磷酸盐组合物而形成的多个颗粒，所述组合物包含：

磷酸二氢钙；

钠添加剂，其存在量提供所述粒状组合物1％重量比至10％重量比的钠含量，其中所述钠添加剂选自碳酸钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠及其组合；和

包含石英砂的研磨添加剂，其存在量为所述粒状组合物的1％重量比至10％重量比。

2.如权利要求1所述的粒状磷酸盐饲料组分，其中所述粒状磷酸盐饲料组分提供了至少18％的磷含量。

3.如权利要求1所述的粒状磷酸盐饲料组分，其中所述钠含量为所述组合物的3％重量比至5％重量比。

4.粒状磷酸盐饲料组分，所述饲料组分包括通过制粒磷酸盐组合物而形成的多个颗粒，所述组合物包含：

磷酸二氢钙；和

石英砂，其量为所述组合物的1％重量比至10％重量比。

5.如权利要求4所述的粒状磷酸盐饲料组分，其中所述组合物还包含钠添加剂，所述钠添加剂的存在量提供所述组合物1％重量比至10％重量比的钠含量。

6.如权利要求5所述的粒状磷酸盐饲料组分，其中所述钠添加剂选自碳酸钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠及其组合。

7.如权利要求4所述的粒状磷酸盐饲料组分，其中所述粒状磷酸盐饲料组分提供至少18％的磷含量。

8.用作动物饲料中饲料组分的粒状磷酸盐组合物，其中通过制粒机使所述动物饲料粒化，所述粒状磷酸盐组合物为多个颗粒形式，所述组合物包含：

磷酸二氢钙；

研磨添加剂，所述研磨添加剂包含石英砂，所述研磨添加剂的存在量为所述粒状组合物的1％重量比至10％重量比，所述研磨添加剂适于在制粒期间冲刷所述制粒机的模具；以及

润滑性添加剂，其中所述磷酸二氢钙和所述润滑性添加剂反应生成磷酸钠以在制粒期间润滑所述模具。

9.如权利要求8所述的粒状磷酸盐组合物，其中所述润滑性添加剂包含钠添加剂。

10.如权利要求9所述的粒状磷酸盐组合物，其中所述钠添加剂选自碳酸钠、氢氧化钠、磷酸二氢钠及其组合。

11.如权利要求9所述的粒状磷酸盐组合物，其中所述钠添加剂的存在量提供所述组合物1％重量比至10％重量比的钠含量。

12.如权利要求8所述的粒状磷酸盐组合物，其中所述研磨添加剂的存在量为所述组合物的1％重量比至10％重量比。

13.如权利要求8所述的粒状磷酸盐组合物，其中所述制粒机的效率为所述制粒机研磨不含所述粒状磷酸盐组合物的动物饲料时的效率的至少100％。

14.如权利要求8所述的粒状磷酸盐组合物，其中包含所述粒状磷酸盐组合物的动物饲料中的磷的相对生物有效性当与包含参比标准磷酸盐源的动物饲料相比时为至少100％，所述参比标准磷酸盐源包含脱水磷酸氢钙。