CN108128857B - 一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂及其制备方法和应用。本发明复合有机酸化剂是一种以有机酸、助洗剂、酸度调节剂，以及抗结剂为原料的固体制剂，不仅运输和使用便捷，而且具有良好的溶解性，能够饮水使用，并可有效清除饮水系统中的生物膜，使生物膜从管壁剥离，将沉积物和生物膜随水流从管道末端排出，不易堵塞乳头饮水器，防止水线堵塞，解决水线乳头漏水等问题；同时能够延缓生物膜的二次形成，确保饮水系统畅通，对机体无毒无害，生态环保，同时还能够起到调节禽畜肠道健康的作用。

Description

一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂及其应用

技术领域

本发明涉及饮水系统清洁剂领域，具体而言，涉及一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂及其制备方法和应用。

背景技术

畜禽生产中，饮水系统中会产生碳酸钙和矿物质水垢以及生物膜的沉积和污染。饮用水的卫生和品质直接影响着畜禽的饮水量、健康以及生产水平。当大量使用水溶性添加剂时(如：维生素、矿物质、电解质、酶、抗生素等)，水线内壁上就会生成一层厚厚的生物膜。对于有害微生物来说，这种生物膜是一个非常好的培养基，可以利用它进行快速的生长繁殖。而致病微生物进一步通过开放式的储水罐或者受污染的乳头饮水器，很容易的进入到水线内，进而附着到生物膜上，并快速移动扩散，最后污染整个饮水系统。

生物膜是传染病原体的避难所，其中微生物的数量是水体中微生物数量十倍到数百倍，当消毒剂等外界作用停止后，溶液中的微生物就能够快速恢复到先前水平。

保证乳头饮水系统的清洁是一项非常重要的维护工作，大多数养殖场中仅采取水泵压力冲洗以进行饮水系统的维护，但压力冲洗仅能除去一些管壁表面沉积物，对于滋生在生物膜内的细菌则很难达到清洁的效果。

有害微生物适宜生存的pH大多在6.5-8.0之间(如大肠杆菌、链球菌、葡萄球菌、梭状芽抱杆菌等)中性偏碱；而有益菌(如乳酸菌、双歧杆菌等)适宜生存pH偏酸，酸性条件有利于有益菌的繁殖生长，同时对大肠杆菌、沙门氏菌等有害微生物有抑制作用。

因而，采用酸性清洗剂也成为了饮水系统清洁的有效手段，现有技术中也公开了多种包含酸性试剂的清洗剂，例如现有技术CN102080025A中公开了一种主要成分为癸甲溴铵饮水器滴嘴的清洁剂；而现有技术 CN106800984A公开了一种酸性管道清洗剂，其主要成分为过氧化氢、渗透剂、有机酸、杀菌剂和螯合剂；同时，现有技术CN107259105A也公开了一种清洁禽畜生殖场水线系统的酸度调节剂，其原料包括乳酸、甲酸、柠檬酸、甲酸铵以及水。

虽然上述制剂能够在一定程度上解决生物膜清理的作用，然而，这些清洗剂多为液体制剂，其运输并不方便；而且现有制剂功能组分较为单一，无法起到良好的综合性清洁的效果，对于禽畜生产性能的提高和改善作用也较为有限。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂，所述的复合有机酸化剂为固体剂，不仅能够有效去除饮水系统中的生物膜，并起到灭菌效果，同时还能够有效促进禽畜的生长并提高生产性能。

本发明的第二目的在于提供一种所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂，所述维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂主要由以下原料制成：有机酸、助洗剂、酸度调节剂，以及抗结剂；

其中，所述有机酸包括柠檬酸、苹果酸、酒石酸、甲酸、乙酸，或者丁酸中的一种或几种的混合物。

优选的，本发明所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂中，所述助洗剂包括：直链十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠、 N-油酰基-N甲基牛磺酸钠，或者琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的一种或几种的混合物。

优选的，本发明所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂中，所述酸度调节剂包括：六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠、羧甲基琥珀酸钠，或者乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种的混合物。

优选的，本发明所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂中，所述抗结剂包括：磷酸镁、无水硫酸钠、磷酸三钙，以及碳酸氢钠中的一种或几种的混合物。

优选的，本发明所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂中，按照重量百分数计，各原料用量如下：有机酸10～70％，助洗剂3～30％，酸度调节剂1～20％，以及抗结剂0.05～15％。

优选的，本发明所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂中，按照重量百分数计，各原料用量如下：有机酸20～60％，助洗剂5～20％，酸度调节剂2～15％，以及抗结剂0.05～10％。

优选的，本发明的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的粒径为20～ 235μm。

同时，本发明还提供了所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

向有机酸中加入助洗剂、酸度调节剂，以及抗结剂，然后混合制粒，得到所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂。

同样的，本发明也提供了所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂在清洁禽畜饮水系统中的应用；

优选的，所述禽畜饮水系统为乳头饮水系统。

进一步的，本发明还提供了包含本发所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的禽畜饮水系统清洁组合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明复合有机酸化剂为固体制剂，因而运输和使用更加便利；同时，通过拮抗剂和酸度调节剂等辅料作用，也使得本发明复合有机酸化剂具有良好的溶解性，能够饮水使用，而且能够克服可溶性粉所存在的易结块等缺点。

(2)本发明的复合有机酸化剂可有效清除饮水系统中的生物膜，使生物膜从管壁剥离，将沉积物和生物膜随水流从管道末端排出，不易堵塞乳头饮水器，防止水线堵塞，解决水线乳头漏水等问题；同时能够延缓生物膜的二次形成，确保饮水系统畅通，对机体无毒无害，生态环保；

同时，本发明中所用助洗剂为一类具有两亲结构的有机化合物，能够在表界面上发生定向吸附，润湿生物膜和水垢，减小与固体表面的粘附力，再借助机械力和水的冲力，将生物膜和水垢祛除。同时还具有分散和悬浮的能力，阻止生物膜等污垢再沉积到物体表面。

(3)本发明合有机酸化剂各成分相互间可以起到很好的协同增效作用，能够极大地提高产品的作用功能，不仅具有良好的抑菌杀菌效果，同时还能够起到调节禽畜肠道健康的作用。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

有鉴于现有清洁剂所存在着的运输不便、功能效果单一等问题，本发明特提供了一种新型复合有机酸化剂，从而实现对于禽畜饮水系统，特别是乳头饮水系统的有效清洁。

具体的，本发明所提供的复合有机酸化剂原料如下：有机酸、助洗剂、酸度调节剂，以及抗结剂；

其中，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、甲酸、乙酸，或者丁酸中的一种或几种的混合物；

所述助洗剂为直链十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠、N-油酰基-N甲基牛磺酸钠，或者琥珀酸二异辛酯磺酸钠中的一种或几种的混合物；

所述酸度调节剂为六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠、无水硫酸钠、羧甲基琥珀酸钠，或者乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种的混合物；

所述抗结剂为二氧化硅、硬脂酸镁、微晶纤维素、磷酸三钙，以及硅酸钙中的一种或几种的混合物。

有机酸能够增加水质的酸度，从而起到抑菌的作用，同时，通过采用饮水消毒的方式，也能够使得有机酸随着饮水进入禽畜体内，从而起到改善禽畜消化系统的功效；助洗剂不仅能够起到有机酸化剂颗粒分散和润湿的作用，同时也能够吸附水中悬浮的固体离子，起到水体清洁和澄清的作用；酸度调节剂可以起到缓冲作用，从而使得水体能够保持偏酸性环境，抑制有害细菌生长，同时促进有益细菌的增殖；而抗结剂则能够避免复合有机酸化剂粘结成块，使其易于长时间保存，使用更为便捷。

同时，优选的，本发明复合有机酸化剂的粒径控制在20～235μm，而在该粒径条件下，既可以避免复合有机酸化剂的结块，同时也能够使得复合有机酸化剂具有较高的粒径均匀度；

同样的，优选的，本发明复合有机酸化剂的pH控制在1-6，更优选的，本发明复合有机酸化剂的pH控制在1-3；

优选的，如上各原料的用量为：有机酸10～70％，例如可以为，但不限于15、20、25、30、35、40、45、50、55、60，或者65％等；助洗剂3～30％，例如可以为，但不限于5、10、15、20，或者25％等；酸度调节剂1～20％，例如可以为，但不限于3、5、10、12、15，18％等；以及抗结剂0.05～15％，例如可以为，但不限于1、2、3、5、8、10，或者12％等；

条件是，各原料的用量之和为100％。

更优选的，如上各原料的用量为：有机酸20～60％，助洗剂5～20％，酸度调节剂2～15％，以及抗结剂0.05～10％；

条件是，各原料的用量之和为100％。

而本发明复合有机酸化剂的制备工艺较为便捷，在向有机酸中加入助洗剂、酸度调节剂，以及抗结剂后，进行混合制粒，即得到所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂。

在进一步的实际使用中，可以将本发明复合有机酸化剂按照 1:50-1:200的稀释倍数进行稀释，然后充满饮水系统，浸泡8～12h，使得饮水系统中的生物膜从管壁剥离；

然后，开阀反冲，并将沉积物和生物膜随水流从管道末端排出，即可以完成对饮水系统的清洁。

同时，还可以将本发明复合有机酸化剂通过日常添加的方式添加于饮水系统中，从而使得饮水系统保持偏酸性环境，进而抑制有害细菌增殖以及控制生物膜的形成。同时，摄入禽畜体内的有机酸以及水体中的有益细菌，也能够提高禽畜的生产性能。

进一步的，还可以将本发明复合有机酸化剂与其他营养/功能或者清洗试剂共同使用，从而达到综合性的清洁和营养保健效果。

实施例1

按照质量百分数：柠檬酸35％，甲酸15％，酒石酸10％，α-烯烃磺酸钠 10％，十二烷基硫酸钠5％，琥珀酸二异辛酯磺酸钠5％，乙二胺四乙酸二钠 10％，无水硫酸钠5％，以及磷酸三钙5％，分别称取适量各原料；

然后将柠檬酸、甲酸以及酒石酸混合后，依次加入α-烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、无水硫酸钠以及磷酸三钙混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为100μm左右，即为实施例1的复合有机酸化剂。

实施例2

按照质量百分数：苹果酸15％，乙酸15％，丁酸30％，直链十二烷基苯磺酸钠10％，N-油酰基-N甲基牛磺酸钠10％，柠檬酸钠5％，羧甲基琥珀酸钠5％，磷酸镁5％，以及碳酸氢钠5％，分别称取适量各原料；

然后，将苹果酸、乙酸和丁酸混合后，依次加入直链十二烷基苯磺酸钠、N-油酰基-N甲基牛磺酸钠、柠檬酸钠、羧甲基琥珀酸钠、磷酸镁，以及碳酸氢钠，混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为200μm左右，即为实施例2的复合有机酸化剂。

实施例3

按照质量百分数柠檬酸35％，甲酸35％，α-烯烃磺酸钠5％，琥珀酸二异辛酯磺酸钠5％，乙二胺四乙酸二钠10％，无水硫酸钠5％，以及磷酸三钙 5％，分别称取适量各原料；

将柠檬酸和甲酸混合后，依次加入，α-烯烃磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、无水硫酸钠，以及磷酸三钙混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为100μm左右，即为实施例3的复合有机酸化剂。

实施例4

按照质量百分数，苹果酸25％，甲酸10％，酒石酸15％，十二烷基硫酸钠10％，N-油酰基-N甲基牛磺酸钠10％，琥珀酸二异辛酯磺酸钠10％，乙二胺四乙酸二钠10％，磷酸镁5％，以及碳酸氢钠5％，分别称取适量各原料；

将苹果酸、甲酸、酒石酸混合后，依次加入十二烷基硫酸钠、N-油酰基-N甲基牛磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、磷酸镁，以及碳酸氢钠混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为150μm左右，即为实施例4的复合有机酸化剂。

对比例1

按照质量百分数：柠檬酸40％，甲酸20％，酒石酸20％，乙二胺四乙酸二钠10％，磷酸镁5％，以及磷酸三钙5％，分别称取适量各原料；

然后将柠檬酸、苹果酸以及酒石酸混合后，依次加入乙二胺四乙酸二钠、磷酸镁，以及磷酸三钙混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为100μm 左右，即为对比例1的复合有机酸化剂。

对比例2

按照质量百分数：柠檬酸40％，甲酸15％，酒石酸10％，α-烯烃磺酸钠 10％，十二烷基硫酸钠5％，琥珀酸二异辛酯磺酸钠10％，磷酸镁5％，以及磷酸三钙5％，分别称取适量各原料；

然后将柠檬酸、苹果酸以及酒石酸混合后，依次加入α-烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、磷酸镁，以及磷酸三钙混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为100μm左右，即为对比例1的复合有机酸化剂。

实验例1

(1)溶解性实验：

(i)分别取实施例1-4以及对比例1-2的复合有机酸化剂5g，置纳氏比色管中，加水制成50ml的溶液，在25℃±2℃上下翻转10次，观察样品是否溶解；然后静置30min，观察样品是否有浑浊或沉淀产生，结果如下表所示：

(ii)将各组复合有机酸化剂的用量提高到10g，并参照如上实验(i) 进行实验，观察结果如下表2所示：

实验组	翻转10次后溶解情况	静置30min后溶液情况
			实施例1	样品完全溶解	无浑浊或沉淀
实施例2	样品完全溶解	无浑浊或沉淀
			实施例3	样品完全溶解	无浑浊或沉淀
实施例4	样品完全溶解	无浑浊或沉淀
			对比例1	部分样品未溶解	明显有沉淀产生
对比例2	少量样品完全溶解	溶液变浑浊，并有少量沉淀产生

由如上溶解性实验结果可知，本发明复合有机酸化剂具有良好的水溶性，即使在高浓度条件下，也能够保持良好的稳定性；

同时，由本发明实施例和对比例复合有机酸化剂溶解性效果对比可知，助洗剂和酸度调节剂对于复合有机酸化剂的溶解性有着较大的影响，二者的添加能够明显提高样品的溶解性。

(2)清洁性能试验

南方某地养鸡场，饮水线清洁频率较低，导致管壁内生物膜和矿物质沉积较为严重；

分别以实施例1-4以及对比例1-2的复合有机酸化剂为清洗试剂，并按照如下方法对随机选取的饮水线(管壁内生物膜等污浊物附着程度相当) 进行洗涤，具体方法如下：

向充满水的饮水线中添加各组复合有机酸化剂，按照1:100倍稀释，然后浸泡12h；然后，开阀反冲，将清洗下的沉积物和生物膜随水流从管道末端排出。

分别对各组清洗剂的清洁效果进行检测，结果如下表所示：

实验组	清洁效果
		实施例1	饮水线内管壁无生物膜或矿物质沉积
实施例2	饮水线内管壁无生物膜或矿物质沉积
		实施例3	饮水线内管壁无生物膜或矿物质沉积
实施例4	饮水线内管壁无生物膜或矿物质沉积
		对比例1	饮水线内管壁有明显生物膜附着和矿物质沉淀
对比例2	饮水线内管壁有部分生物膜附着和矿物质沉积

由如上实验检测结果可知，本发明复合有机酸化剂能够有效去除饮水系统内附着的生物膜和矿物质，从而实现对于饮水系统的有效清洁。

同时，由实验例和对比例效果对比可知，助洗剂和酸度调节剂不仅对于复合有机酸化剂的溶解性有着较大的影响，同时对于清洗效果也是有着明显的影响的。

(3)杀菌性能试验

实验在南方某地大型养鸡场进行，随机选取7列鸡笼水线，其中，第 1-6组为实验组，第7组为空白对照组；

按照1:100的比例，向第1-6组鸡笼水线中添加复合维生素溶液，并使得水中复合维生素的浓度达到0.1mg/L；第7组鸡笼水线不做处理；

然后，分别向第1-6组鸡笼水线中添加实施例1-4以及对比例1-2的复合有机酸化剂，并使得水中复合有机酸化剂的浓度在0.1g/L；

然后，关闭各组鸡笼水线水阀静置，并分别对各组鸡笼水线中的水体进行取样，并检测水线内细菌浓度，结果如下表所示：

由如上实验结果可知，本发明实施例复合有机酸化剂能够有效抑制富营环境条件下细菌的增殖，并使得添加复合有机酸化剂后的水体经处理后能够达到国家饮水质量卫生标准。

同时，由本发明实施例和对比例效果对比可知，助洗剂和酸度调节剂对于复合有机酸化剂的抑菌功效也有着较大的影响，而将二者作为组分添加，也是能够有效提高抑菌性能的。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (4)

1.一种维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂，其特征在于，按照重量百分数计，各原料用量如下：柠檬酸35％，甲酸15％，酒石酸10％，α-烯烃磺酸钠10％，十二烷基硫酸钠5％，琥珀酸二异辛酯磺酸钠5％，乙二胺四乙酸二钠10％，无水硫酸钠5％，以及磷酸三钙5％；复合有机酸化剂的制备方法如下：将柠檬酸、甲酸以及酒石酸混合后，依次加入α-烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、无水硫酸钠以及磷酸三钙混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为100μm左右，得到复合有机酸化剂；

或者，

按照重量百分数计，各原料用量如下：苹果酸15％，乙酸15％，丁酸30％，直链十二烷基苯磺酸钠10％，N-油酰基-N甲基牛磺酸钠10％，柠檬酸钠5％，羧甲基琥珀酸钠5％，磷酸镁5％，以及碳酸氢钠5％；复合有机酸化剂的制备方法如下：将苹果酸、乙酸和丁酸混合后，依次加入直链十二烷基苯磺酸钠、N-油酰基-N甲基牛磺酸钠、柠檬酸钠、羧甲基琥珀酸钠、磷酸镁，以及碳酸氢钠，混合均匀后制粒，并使得颗粒的粒径为200μm左右，得到复合有机酸化剂。

2.权利要求1所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂在清洁禽畜饮水系统中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述禽畜饮水系统为乳头饮水系统。

4.包含权利要求1所述的维持禽畜饮水清洁的复合有机酸化剂的禽畜饮水系统清洁组合物。