ES2595232T3 - Suplemento de micronutrientes - Google Patents

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ES2595232T3 ES12829860.1T ES12829860T ES2595232T3 ES 2595232 T3 ES2595232 T3 ES 2595232T3 ES 12829860 T ES12829860 T ES 12829860T ES 2595232 T3 ES2595232 T3 ES 2595232T3
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Carla C. JACKSON
Mingsheng Huang
Theodore B. MOORE
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Abstract

Un suplemento de micronutrientes que comprende cristales de una sal básica de al menos un mineral esencial cuyos cristales se aglomeran con un aglutinante digerible para formar partículas aglomeradas digeribles, en donde el tamaño de los cristales es de 0,1 μm a 20 μm y el tamaño de las partículas aglomeradas digeribles es de 50 μm a 300 μm.

Description

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DESCRIPCION
Suplemento de micronutrientes Antecedentes
La presente invencion se refiere generalmente a suplementos de micronutrientes para alimentos o piensos para animales que mejora la capacidad de supervivencia, crecimiento, salud y/o capacidad de reproduccion de los seres humanos y otros animales. Mas espedficamente, esta invencion esta dirigida a una mejora significativa de suplementos de micronutrientes que incluyen una sal basica de al menos un metal esencial, que proporciona alta biodisponibilidad del metal esencial a seres humanos y otros animales, y a un metodo para producir los suplementos de micronutrientes sobre un intervalo de tamanos de partfcula que mejoran la incorporacion de suplementos de micronutrientes en varios alimentos, mezclas de alimentos y suplementos.
Los micronutrientes incluyen vitaminas y algunos elementos normalmente en forma de minerales o sales metalicas; lo mas notablemente los elementos incluyen calcio, fosforo, potasio, hierro, zinc, cobre, magnesio, manganeso y yodo. Los micronutrientes se consumen generalmente en pequenas cantidades, es decir, menos de 1 gm/dfa, normalmente se absorben sin cambios, y muchos elementos esenciales tienen funciones catalfticas. Aunque los micronutrientes estan presentes a menudo en cantidades mfimas, su biodisponibilidad es esencial para la supervivencia, crecimiento, salud y reproduccion. Los micronutrientes son importantes para los ninos y otros animales jovenes, particularmente durante sus primeros anos de desarrollo cuando estan creciendo rapidamente. Ademas, las crianzas de muchos animales nuevos necesitan cantidades adicionales de micronutrientes ya que sus capacidades para crecer a una velocidad mas rapida mientras consumen menos alimento han mejorado. Este crecimiento intensivo impone mayores tensiones metabolicas, provocando susceptibilidad aumentada a las deficiencias de vitaminas. Se reconoce bien que los micronutrientes necesarios a menudo no se encuentran o no se encuentran en cantidades suficientes en su comida o fuentes de alimentacion, se den estas fuentes de forma natural o esten preparadas comercialmente. Por consiguiente, virtualmente todas las formulaciones de comida y pienso industriales estan fortificadas con vitaminas y minerales. El coste para los productores de ganado comercial para suministrar micronutrientes a sus rebanos de ganado puede ser asombroso.
Mientras las necesidades de los seres humanos y los animales de nutrientes adicionales se han documentado bien, la disponibilidad de los micronutrientes no ha cubierto siempre sus necesidades. No es suficiente aumentar simplemente las cantidades de los micronutrientes en las fuentes de comida o pienso. Este metodo es ineficaz, derrochador y peligroso. Muchos de los micronutrientes no se absorben facilmente; las cantidades anadidas de vitaminas y minerales se excretan simplemente sin absorberse. La carga en exceso de vitaminas y minerales es peligrosa, y en ciertas circunstancias, la carga en exceso puede ser toxica, provocando dano severo, agudo y cronico y puede incluso ser fatal. Asf, hay una necesidad de proporcionar un micronutriente barato, que se absorba facilmente para disminuir costes, reducir los desechos y ayudar a establecer un control mas preciso de la necesidad nutricional para seres humanos y animales.
Hay una necesidad de proporcionar un suplemento de micronutrientes que este facilmente biodisponible, sea estable en el almacenaje y compatible con una amplia variedad de diferentes vitaminas. El suplemento de micronutrientes debe tambien ser eficiente en costes para producir y proporcionar una fuente de alimentos para seres humanos y animales que aumentaran su capacidad de supervivencia, crecimiento, salud y/o capacidad de reproduccion.
Los micronutrientes se producen y estan disponibles normalmente en forma de sales, oxidos y quelatos. Los oxidos son relativamente baratos; sin embargo, no se absorben de forma tan efectiva como las sales y las formas quelatadas de micronutrientes.
Los micronutrientes quelatados son relativamente caros; sin embargo, se absorben mas facilmente y tienen buena biodisponibilidad.
Ejemplos de varios micronutrientes pueden encontrarse en las Patentes de EE.UU. nums. 4.021.569, 3.941.818, 5.583.243 todas de Abdel-Monem, la Patente de EE.UU. num. 4.103.003 de Ashmead, el documento 4.546.195 de Helbig et al., las Patentes de EE.UU. nums. 4.900.561, 4.948.594 ambas de Abdel-Monem et al., la Patente de EE.UU. num. 5.061.815 de Leu, la Patente de EE.UU. num. 5.278.329 de Anderson, la Patente de EE.UU. num. 5.698.724 de Anderson et al., el documento 6.114.379 de Wheelwright et al., la Patente de EE.UU. num. 7.523.563 de Hopf y la Publicacion de Solicitud de Patente de EE.UU. num. 2010/0222219 de Lohmann et al.
Uno de los actuales inventores es un co-inventor de las Patentes de EE.UU. nums. 5.534.043, 5.451.414 y 6.265.438. Estas patentes describen micronutrientes que son sales metalicas basicas de la formula M(OH)yX(2-y)/i, y sus formas de hidrato, donde M es cation metalico, X es un anion o complejo anionico, e i es 1-3 dependiendo de la valencia de X.
Los micronutrientes descritos en las Patentes de EE.UU. nums. 5.534.043, 5.451.414 y 6.265.438 se desarrollaron originalmente a partir de un procedimiento que uso disoluciones de gasto de grabado como una fuente de los
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cationes metalicos y un procedimiento de cristalizacion para producir una sal metalica basica que tiene un tamano de partfcula de aproximadamente 30 a 300 micras.
La presente invencion proporciona micronutrientes en forma de sales metalicas basicas que tienen mas versatilidad que micronutrientes similares y que tienen un alto grado de biodisponibilidad.
Breve compendio
Segun diversos rasgos, caractensticas y realizaciones de la presente invencion que seran evidentes mientras continua la descripcion de la misma, la presente invencion proporciona un suplemento de micronutrientes que comprende cristales de una sal basica de al menos un mineral esencial cuyos cristales se aglomeran con un aglutinante digerible para formar partfculas aglomeradas digeribles,
en donde el tamano de los cristales es de 0,1 pm a 20 pm y el tamano de las partfculas aglomeradas digeribles es de 50 pm a 300 pm.
La presente invencion proporciona ademas un metodo para fabricar un suplemento de micronutrientes que comprende las etapas de:
a) hacer reaccionar un oxido metalico, o hidroxido metalico, o carbonato metalico de un mineral esencial y un acido y/o una sal metalica de un mineral esencial que contiene un aglutinante digerible, y
b) aglomerar las partfculas pequenas resultantes en producto aglomerado (es decir, secando por pulverizado). Descripcion detallada de los dibujos y las realizaciones actualmente preferidas
La presente invencion se dirige a suplementos de micronutrientes y metodos de preparacion de suplementos de micronutrientes. Los suplementos de micronutrientes de la presente invencion pueden administrarse directamente a seres humanos o animales como un solido, una suspension o una mezcla que contiene otros nutrientes tales como vitaminas, minerales y comida o piensos para animales para mejorar la capacidad de supervivencia, crecimiento, salud y/o capacidad reproductora de seres humanos y animales. La sal basica en el suplemento de micronutrientes incluye un cation divalente o trivalente de uno o mas metales esenciales, un anion farmaceuticamente aceptable y un resto hidroxilo. El suplemento de micronutrientes de la presente invencion proporciona buena biodisponibilidad de los metales esenciales que se absorben o constituyen facilmente en una cantidad biologicamente efectiva. El micronutriente puede combinarse con otros nutrientes, particularmente vitaminas, para proporcionar un suplemento premezclado. El suplemento premezclado que incluye las sales basicas segun la presente invencion puede almacenarse durante un periodo extenso de tiempo sin disminuir significativamente en la bioactividad de la(s) vitamina(s) incluida(s).
Un metal esencial se define para los propositos de esta invencion como un metal farmaceuticamente aceptable cuya absorcion por seres humanos u otros animales en una cantidad biologicamente efectiva aumenta su capacidad de supervivencia, crecimiento, salud y/o capacidad de reproduccion. El modo de accion del metal esencial no es cntico para la presente invencion. Por ejemplo, el metal esencial puede actuar como un co-factor o un catalizador en una metaloenzima o metaloprotema; puede absorberse por una variedad de tejidos. De forma alternativa, el metal esencial o un metabolito del mismo puede inhibir el crecimiento de bacterias u otros patogenos perjudiciales para la capacidad de supervivencia, crecimiento, salud y/o capacidad de reproduccion del animal.
En una realizacion de la presente invencion, la sal metalica basica incluye un cation metalico divalente, M, un resto hidroxilo y un anion o complejo anionico X. Cuando la sal metalica basica de esta realizacion de la invencion incluye un anion monovalente, la sal basica incluye un compuesto de la formula M(OH)yX(2-y). Cuando la sal basica incluye un anion divalente, la sal metalica basica incluye un compuesto de la formula M(OH)yX(2-y)/2. Y cuando la sal basica incluye un anion trivalente, la sal metalica basica incluye un compuesto de la formula M(OH)yX(2-y)/3. En las formulas enumeradas anteriormente, preferiblemente M se selecciona del grupo de dicationes metalicos que incluyen magnesio, calcio, hierro, manganeso, zinc, cobre y cobalto, X es un anion o complejo anionico farmaceuticamente aceptable e y se selecciona para ser un numero real mayor que 0 pero menor que 2. En ciertas realizaciones, y puede seleccionarse como un numero no entero.
En una realizacion alternativa de la presente invencion, la sal metalica basica incluye un cation metalico trivalente, M', un resto hidroxilo y un anion o complejo anionico X. Cuando la sal metalica basica de esta realizacion de la invencion incluye un anion monovalente, la sal metalica basica incluye un compuesto de la formula M'(OH)uXp-u). Cuando la sal basica incluye un anion divalente, la sal metalica basica incluye un compuesto de la formula M'(OH)uX(3-u)/2. Y cuando la sal basica incluye un anion trivalente, la sal metalica basica incluye un compuesto de la formula M'(OH)uX(3-u)/3. En las formulas enumeradas anteriormente, preferiblemente M' se selecciona del grupo de tricationes metalicos que incluye cobalto, hierro y cromo, X es un anion o complejo anionico farmaceuticamente aceptable y u se selecciona para ser un numero real mayor que 0 pero menor que 3. En ciertas realizaciones, u puede seleccionarse como un numero no entero. En realizaciones adicionales de la presente invencion mas de un cation metalico puede incluirse en la sal metalica basica.
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En la microestructura que constituye la sal basica, el cation metalico incluye un resto hidroxilo en su esfera de coordinacion. As^ en una serie homologa de compuestos en donde la identidad de M (o M') y X permanece constante, el resto hidroxilo no tiene que estar incluido en unidades estequiometricas precisas. En estas series, y es mayor que aproximadamente 0 pero menor que 2 (o para M', u es mayor que 0 pero menor que 3). En realizaciones espedficas para un cation divalente de un metal esencial, M, es mas preferible que y sea mayor que aproximadamente 1,0 pero menor que o igual que aproximadamente 1,5. Los valores de u e y pueden ser dependientes de las condiciones experimentales usadas para preparar la sal basica. Por ejemplo, u o y pueden ser dependientes del pH al que se prepara la sal; alternativamente, u o y pueden ser dependientes de la concentracion del anion farmaceuticamente aceptable, X, presente en el medio de reaccion. Se entiende que la variacion del valor de y de mayor que 0 a menor que aproximadamente 2 (para M', u de mayor que 0 a menor que 3) influye en la solubilidad, biodisponibilidad, valor nutricional y estabilidad de vitamina mejorada del suplemento de micronutrientes.
El anion, X, para la sal metalica basica es un anion farmaceuticamente aceptable. Los aniones farmaceuticamente aceptables se conocen bien en la tecnica. Vease, por ejemplo, S. M. Berge et al. J. Pharmaceutical Sciences, 66:119, 1977 para un listado de aniones farmaceuticamente aceptables, que se incorpora en esta memoria por referencia. Ejemplos de aniones farmaceuticamente aceptables incluyen, aunque no estan limitados a: haluro, carbonato, bicarbonato, sulfato, sulfito, bisulfato, bisulfito, fosfato, monohidrogenofosfato, dihidrogenofosfato, metafosfato, pirofosfato, nitrato y nitrito. Los aniones pueden derivarse de acidos inorganicos parcialmente neutralizados. Ejemplos de acidos inorganicos utiles para la presente invencion incluyen HCl, HBr, HI, H2SO4, H3PO4, H4P2O7, HNO2 y HNO3. Los acidos organicos que se consideran utiles para la presente invencion incluyen acido formico, acido acetico, acido dtrico y acido oxalico. Las sales metalicas basicas generalmente tienen pH en agua entre aproximadamente pH 1,9 y aproximadamente pH 8,0. Generalmente, hay una correlacion entre el pH y las especies de sal metalica basica formadas, aunque esto puede variar algo dependiendo de la matriz ionica a partir de la que se formaron los compuestos. Un exceso de sales basicas puede prepararse para una serie homologa de compuestos que tienen el mismo metal esencial cationico y anion farmaceuticamente aceptable. Estas sales metalicas basicas pueden distinguirse unas de otras por la relacion del resto hidroxilo al anion farmaceuticamente aceptable, X, en la sal basica.
Ciertos de los aniones que son utiles para la presente invencion dan efectos biologicos significativos por derecho propio. Ejemplos espedficos de aniones biologicamente significativos incluyen, aunque no estan restringidos a: yoduro, cloruro y fosfato (fosforo). Estos aniones biologicamente significativos pueden considerarse tambien como micronutrientes para usar en la sal basica de la presente invencion. Asf, esta dentro del alcance de la presente invencion proporcionar sales basicas de elementos esenciales que pueden considerarse no necesariamente metales tales como yodo y cloruro. Estos elementos esenciales tambien se proporcionan en la sal basica de acuerdo con esta invencion.
Las sales metalicas basicas son generalmente insolubles en agua, pero su solubilidad puede depender del pH. Tfpicamente, las sales metalicas basicas tienen alguna solubilidad a un bajo pH, es decir, pH menor que aproximadamente 2,0 a aproximadamente 0,1. Ademas, ciertas sales metalicas basicas se disuelven en agua a un alto pH, tfpicamente a un pH mayor que aproximadamente 7,5 u 8 a aproximadamente 11.
La reaccion basica para producir los micronutrientes segun la presente invencion implica hacer reaccionar un oxido metalico y un acido y/o una sal metalica. Como se anota anteriormente los acidos usados en la reaccion pueden incluir acidos inorganicos tales como, aunque no limitados a, HCl, HBr, HI, H2SO4, H3PO4, H4P2O7, HNO2 y HNO3 o acidos organicos tales como, aunque no limitados a, acido formico, acido acetico, acido dtrico y acido oxalico. Las sales metalicas se ejemplifican, aunque no estan limitadas a ZnCl2, ZnSO4, CuCh, MnCh, Fe(NO3)2, FeCh, FeSO4, Co(NO3)2 y Col2.
Las reacciones ejemplares que pueden usarse para producir cloruro de zinc basico segun la presente invencion incluyen:
5ZnO + 2HCl + 4H2O ^ Zn^OH^C^^O) y 4ZnO + ZnCl2 + 5H2O ^ Zn5(OH)aCHH2O).
Ademas de estas reacciones es posible hacer reaccionar los oxidos metalicos de un metal con sales metalicas de otros metales o hacer reaccionar oxidos de diferentes metales con una sal metalica comun y/o acido para producir cristales “hforidos” o combinaciones de formas cristalinas. Comprensiblemente, hay un amplio intervalo de reacciones potenciales y productos finales cuando se usan estas combinaciones. Por ejemplo ZnO puede hacerse reaccionar con cloruro cuprico o cloruro manganoso.
Segun la presente invencion las sales metalicas basicas se forman mediante una reaccion o reacciones que tienen lugar en un medio acuoso que contiene de 0,5% en peso a 10% en peso, y forman preferiblemente 1 a 5% en peso de un aglutinante digerible, en base al peso del producto seco acabado. Los aglutinantes digeribles que pueden usarse segun la presente invencion incluyen almidon de mafz, almidon de patata, almidon de arroz, o derivados modificados, ademas de otros aglutinantes farmaceuticos aceptables. La(s) reaccion(ones) produce(n) una lechada
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acuosa en que los cristales de las sales metalicas basicas se dispersan. Los cristales tienen generalmente un tamano que oscila de 0,1 pm a 20 pm.
Para producir un micronutriente que tiene un tamano deseado, la lechada de reaccion se aglomera por secado por pulverizado u otros medios de aglomeracion para formar aglomerados de los cristales de micronutrientes. Los parametros del procedimiento de secado por pulverizado puede controlarse para formar aglomerados que tienen tamanos de partfcula promedio de 50 pm a 300 pm. Una descripcion mas detallada del procedimiento total sigue.
La primera etapa en el procedimiento es anadir una cantidad calculada de agua a un reactor que dara por resultado una concentracion en solidos total final de 30 a 75% en peso. El objetivo es producir la lechada de mayor concentracion de solidos que sea capaz aun de mezclarse, bombearse y secarse por pulverizado. Minimizando la cantidad de agua el coste de energfa necesario para evaporar el agua en el secador por pulverizado puede minimizarse. Por supuesto una menor concentracion de solidos puede usarse a expensas de costes de energfa aumentados proporcionalmente para evaporar el agua antes de o durante el secado por pulverizado.
Se anade almidon al agua en el reactor. La cantidad de almidon anadido se calcula para dar por resultado de 0,5 a 10% en peso, o preferiblemente de 1 a 5% en peso en base al peso seco de producto acabado en la carga. El almidon realiza tres funciones. Primero, el almidon reduce enormemente la viscosidad de la lechada una vez que el oxido metalico o sal metalica se anade al reactor. Si el almidon no se uso el contenido en solidos de la lechada puede limitarse a solo aproximadamente 45% en peso. Anadiendo el almidon la viscosidad puede reducirse y la concentracion de solidos puede aumentarse hasta aproximadamente 60% en peso o mas. Asf el almidon aumenta enormemente la velocidad de produccion ademas de reducir el coste de energfa a traves del secador por pulverizado. Otra funcion del almidon es actuar como un aglutinante durante el procedimiento de secado que mantiene juntos los cristales pequenos para formar aglomerados estables finos en un intervalo de tamano de partfcula deseable. Una funcion adicional del aglutinante es aumentar la estabilidad del producto en el pienso.
Despues de haberse anadido el almidon y haberse mezclado en el reactor se anaden los reactivos. Por propositos ilustrativos, el procedimiento se describira con referencia a la produccion de cloruro de zinc basico, entendiendose que, como se trata en esta memoria, la presente invencion no esta limitada a producir cloruro de zinc basico.
O bien HCl (32%) o disolucion de ZnCl2 se anade entonces en el reactor en una cantidad para reaccionar de forma estequiometrica con el oxido de zinc segun las ecuaciones anteriores.
El oxido de zinc es el ultimo reactivo anadido al reactor.
Una vez que todos los ingredientes se anaden en el reactor, el reactor se calienta a aproximadamente 82°C (180°F) bajo condiciones de mezcla durante una cantidad suficiente de tiempo para obtener una conversion maxima a la forma cristalina final (simonkolita). Tfpicamente una conversion de mas del 90% puede conseguirse en aproximadamente 4 horas. El grado al que se alcanza la conversion puede determinarse realizando un analisis de difraccion por rayos X en la lechada. Se nota que aunque el calentamiento del reactor a 82°C (180°F) reduce enormemente el tiempo de reaccion, la reaccion se dara sin anadir calor; sin embargo, a una velocidad mucho menor. Una vez que la reaccion esta completa la lechada esta lista para secarse por pulverizado.
Durante el curso de la presente invencion se ensayo el secado por pulverizado usando un secador por pulverizado de forma alta denominado una Nozzle Tower producido por GEA Niro, entendiendose que otros tipos de secadores por pulverizado podnan usarse. La lechada de reaccion se introduce en la parte superior de la torre de pulverizado por medio de una boquilla de alta presion. La boquilla de alta presion produce gotitas de lechada que caen a traves del aire caliente en la torre de boquilla (aproximadamente una cafda de 15,24 m (50 pies)). En el momento en que las gotitas alcanzan el fondo del secador son partfculas secas o aglomerados que tienen un tamano de partfcula (tamano medio de partfcula) en el intervalo de 50 pm a 300 pm y preferiblemente aproximadamente 250 pm. Como se sabe por los expertos en la tecnica hay varios parametros que determinan cual sera el tamano de partfcula final que incluyen diseno de la boquilla/tamano del orificio, altura del secador por pulverizado, presion de la bomba, contenido en solidos de la lechada, temperatura y aglutinante/concentracion apropiada. Estos parametros se determinan tfpicamente por ensayos simples que pueden ayudar a determinar el tamano/tipo correcto del equipo junto con las caractensticas apropiadas de la lechada para producir de forma consecuente el producto que tiene un tamano de partfcula deseado en una distribucion de tamano de partfculas muy estrecha. Hay varias formas de atomizar o pulverizar lechadas en secadores de pulverizado. Durante el curso de la presente invencion se determino que una boquilla de alta presion era particularmente adecuada para producir el mayor tamano de partfcula y la distribucion mas estrecha de tamano de partfcula.
El procedimiento de la presente invencion produce cristales que se forman en partfculas aglomeradas mas grandes usando el aglutinante digerible proporcionando un producto de micronutrientes de flujo libre, que no crea polvo, que pueden formarse con una combinacion optimizada de densidad y tamano de partfcula para mezclarse facilmente y rapidamente en una mezcla de pienso animal compleja tfpica. Ademas la menor area superficial de las partfculas aglomeradas mas grandes (en comparacion con las areas superficiales combinadas de cada uno de los cristales individuales que se aglomeran juntos) reduce la oportunidad de interacciones con otros ingredientes que pueden estar presentes en mezclas de pienso complejas tales como vitaminas, enzimas, grasas, aceites, etc. Como el
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aglutinante es digerible, una vez que el pienso entra en el tracto digestivo de un animal los cristales individuals de minerales traza esenciales se liberan lentamente para digerirse, absorberse y metabolizarse. Esta velocidad de liberacion puede regularse por la seleccion de aglutinante usado.
La naturaleza no formadora de polvo y de flujo libre de los productos de micronutrientes de la presente invencion proporciona un numero de beneficios sobre los productos de micronutrientes comerciales habituales. A este respecto, los productos de micronutrientes de la presente invencion pueden medirse, alimentarse, transferirse y manejarse de otra forma mediante equipo de procesado convencional sin provocar problemas de manejo tal como formacion de torta y obstruccion del equipo que pueden provocar problemas de procesado y pueden llevar a variaciones indeseables para proporcionar los productos de micronutrientes en piensos. Ademas la naturaleza de flujo libre de los productos de micronutrientes permite la mezcla uniforme u homogenea de los productos de micronutrientes en piensos. Dicha mezcla uniforme u homogenea puede suponer un desaffo diferente para otros productos de micronutrientes comerciales habituales, considerando que las proporciones del orden de gramos de productos de micronutrientes pueden mezclarse con mas de una tonelada de pienso. Esta capacidad de formar facilmente mezclas uniformes u homogeneas se mejora por la capacidad de controlar el tamano de partfcula aglomerada y la densidad durante la aglomeracion de partfculas, incluyendo la seleccion y cantidad de aglutinante y tamano de partfcula. Ser capaz de controlar el tamano de partfcula aglomerada y la densidad segun la presente invencion permite la personalizacion de los productos de micronutrientes que son particularmente compatibles para una mezcla de pienso predeterminada, incluyendo la conveniente medida de unidad y mezcla facil y uniforme u homogenea.
Ademas de mejorar las caractensticas de manejo la naturaleza no formadora de polvo de los productos de micronutrientes de la presente invencion evita los riesgos de salud por los manejos de los productos de micronutrientes, que incluyen los que producen los productos de micronutrientes y los que mezclan los productos de micronutrientes en piensos.
Muchas de las sales basicas preparadas segun la presente invencion son altamente insolubles en agua. A pesar de esta insolubilidad, los suplementos de micronutrientes se absorben facilmente y se incorporan en los tejidos animales. Por ejemplo, los suplementos de micronutrientes que contienen Zn5(OH)8C^(H2O), se absorben facilmente por los polluelos cuando el suplemento se incluye en su pienso. Los polluelos absorben el zinc en las sales de zinc basicas tan facilmente como, o mejor que otras fuentes de zinc, que incluyen las especies de zinc solubles en agua.
Los suplementos de micronutrientes de la presente invencion pueden mezclarse con otros nutrientes. Los nutrientes incluyen tanto micro- como macronutrientes. Ejemplos de micronutrientes incluyen vitaminas y minerales. Ejemplos de vitaminas utiles para la presente invencion incluyen: vitamina A, vitamina D3, vitamina E (tocoferol), vitamina K (menadiona), vitamina B12 (cianocobalamina), vitamina Be, vitamina Bi, vitamina C (acido ascorbico), niacina, riboflavina, mononitrato de tiamina, acido folico, pentotenato de calcio, piridoxina, cloruro de colina, biotina, derivados farmaceuticamente aceptables conocidos de estas vitaminas y mezclas de los mismos. Ejemplos de minerales o sales metalicas utiles para la presente invencion incluyen sulfato de cobre, sulfato de hierro, oxido de zinc, manganeso, hierro, yodo, selenio, complejos de aminoacidos de los metales traza y mezclas de los mismos. Los macronutrientes que pueden usarse en la presente invencion incluyen cualquiera de los ingredientes de piensos comunes tales como, por ejemplo, grano, semillas, hierbas, comida de carne, comida de pescado, grasas y aceites.
Los suplementos de micronutrientes de la presente invencion se proporcionan como partfculas aglomeradas que no generan polvo y de flujo libre que pueden producirse para tener una partfcula en el intervalo de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm, y una distribucion de tamano relativamente estrecha alrededor de un tamano de partfcula deseado. La estrechez de la distribucion del tamano de partfcula se define en esta memoria como “margen” que se calcula como:
Margen = [d(,9)-d(,1)]/d,5
donde:
d(,9) - es el tamano de partfcula por debajo del cual esta el 90% de la muestra
d(,1) - es el tamano de partfcula por debajo del cual esta el 10% de la muestra
d(,5) - es el tamano de partfcula por debajo del cual esta el 50% de la muestra
Durante el curso de la presente invencion las partfculas aglomeradas se produjeron por secado por pulverizado que
teman un margen que oscilaba de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,25.
La capacidad de controlar el tamano de partfcula de los productos de micronutrientes finales permite a los productos de micronutrientes personalizarse para el uso para un pienso o mezcla de suplementos particular. Por ejemplo, puede desearse proporcionar un cierto tamano de partfcula para mezclar con granos o semillas y un tamano de partfcula diferente para mezclar con hierbas, comida de carne, comida de pescado, grasas o aceites. Ademas el
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tamano de partfcula de los productos de micronutrientes finales puede ajustarse de manera que ayude a medir una cantidad deseada de micronutrientes mas facilmente.
La eleccion del aglutinante puede influir en la liberacion de los minerales esenciales en una mezcla de pienso complejo. En una mezcla de pienso los metales como hierro, cobre, zinc y manganeso pueden participar en reacciones qmmicas destructivas con ingredientes valiosos como vitaminas, enzimas, antibioticos, etc. Por tanto lo mejor es tener el(los) metal(es) unido(s) firmemente, o protegidos de otra forma para minimizar las perdidas daninas en el tiempo entre cuando se prepara una mezcla de pienso complejo y cuando se consume y cuando los nutrientes se han absorbido en el sistema digestivo de un animal. Por otro lado si el metal esta unido o protegido demasiado firmemente, la capacidad del nutriente para absorberse en el sistema digestivo de un animal puede inhibirse.
Segun la presente invencion la eleccion del aglutinante y las condiciones de operacion del secado por pulverizado pueden producir partfculas aglomeradas de micronutrientes que pueden proteger suficientemente los nutrientes durante el tiempo entre cuando se prepara una mezcla de pienso complejo y cuando se consume y cuando los nutrientes se han absorbido en el sistema digestivo de un animal sin unir los nutrientes demasiado firmemente para inhibir la absorcion de los nutrientes en el sistema digestivo de un animal. Los aglutinantes farmaceuticos aceptables tales como almidon de mafz, almidon de patata o derivados modificados, son particularmente adecuados para propositos de la presente invencion.
Como se menciona anteriormente segun realizaciones adicionales de la presente invencion los micronutrientes pueden incluir mas de un nutriente esencial. A este respecto los reactivos alimentados en el recipiente de reaccion (como se trata anteriormente) pueden incluir oxidos y/o sales de uno o mas minerales esenciales tales como hierro, zinc, cobre, magnesio y manganeso. En dicha realizacion la reaccion puede producir cristales que incluyen uno o mas de los minerales esenciales.
En realizaciones adicionales los productos de reaccion, o lechadas, de diferentes cargas de reaccion pueden combinarse juntas antes del procedimiento de secado por pulverizado para aglomerar asf juntos los cristales de nutrientes de una o mas cargas en partfculas aglomeradas comunes.
Como puede apreciarse usando una combinacion de reactivos que contienen mas de un nutriente esencial y/o combinando las lechadas de diferentes cargas de reaccion antes del secado por pulverizado la combinacion segun la presente invencion permitira la produccion de una amplia variedad de combinaciones de micronutrientes. Esto proporciona mayor control para los usuarios finales con respecto a la mezcla y homogeneidad de premezclas o piensos completos.
Los rasgos y caractensticas de la presente invencion se ejemplificara mediante los siguientes ejemplos que se proporcionan como un ejemplo no limitante solo para propositos ilustrativos.
Ejemplo 1
En este Ejemplo se produjo cloruro de cobre basico haciendo reaccionar oxido cuprico con acido clorhfdrico segun la siguiente reaccion:
2 CuO + HCl + H2O ^ Cu2(OH)3Cl
En este Ejemplo los reactivos se anadieron a o cerca de la estequiometria. Primero se anadieron 287 ml de agua en un recipiente de reaccion de 1 litro seguido por 270 ml de HCl (32%). Mientras se mezclaba se anadieron 436 g de CuO seguido de 29 g de un aglutinante de almidon de mafz modificado. Como se anota anteriormente, el aglutinante de almidon sirve para tres funciones. Primero reduce enormemente la viscosidad de la lechada resultante permitiendo asf que la lechada sea bombeable/mezclable. Segundo el aglutinante de almidon actua como un aglutinante durante el procedimiento de secado por pulverizado. Tercero, el aglutinante aumenta la estabilidad del producto en el pienso.
Despues de mezclar durante 10 minutos los contenidos del reactor (una lechada que tiene aproximadamente 55% de solidos) se dividio en dos alfcuotas. Ambas alfcuotas se mezclaron durante 24 horas, una a temperatura ambiente y la otra se calento a 82°C (180°F) para determinar el efecto de la temperatura en la velocidad de reaccion. La reaccion se monitorizo por XRD.
Como resultado de este Ejemplo se descubrio que mientras el oxido de cobre se convertfa en cloruro de cobre basico en dos horas en la alfcuota que se calento a 82°C (180°F), la alfcuota que se dejo reaccionar a temperatura ambiente tardo 24 horas en alcanzar el final.
Ejemplo 2
En este Ejemplo se produce cloruro de cobre basico haciendo reaccionar oxido cuprico con cloruro cuprico mediante la siguiente ecuacion: 3
3 CuO + CuCl2 + 3 H2O = 2 Cu2(OH)3Cl
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Esta reaccion se realizo anadiendo 400 ml de agua y 128,27 ml de una disolucion de cloruro cuprico que contema 207 g/L de Cu en un vaso de precipitados de 1 litro. Mientras se mezclaba se anadieron 100 g de oxido cuprico a la disolucion. La mezcla se calento a 82°C (180°F) y se dejo mezclar y reaccionar durante 24 horas. La reaccion se monitorizo por difraccion de rayos X. Despues de 2 horas se encontro que la muestra tema 100% de una mezcla de atacamita/clinoatacamita indicando el 100% de conversion del oxido de cobre (tenorita).
Ejemplo 3
En este Ejemplo se produce cloruro de cobre basico haciendo reaccionar oxido cuproso con acido clorhudrico y oxfgeno mediante la siguiente ecuacion:
2 Cu2O + 2 HCl + O2 + 2 H2O = 2 Cu2(OH)aCl
Esta reaccion se realizo anadiendo 300 ml de agua y 63,8 ml de acido clorhudrico a un vaso de precipitados de 500 ml equipado con una piedra de difusion para la adicion de oxfgeno. Se anadieron 100 g de oxido cuproso a la disolucion y despues se calento a 82°C (180°F). El oxfgeno se burbujeo de forma continua en la mezcla a lo largo del ensayo. Despues de 2 horas la muestra se analizo por difraccion por rayos X para la identificacion del cristal. Los resultados mostraron 93,8% de una mezcla de atacamita/clinoatacamita y 6% de oxido de cobre (Cu2O).
Ejemplo 4
En este Ejemplo el cloruro de cobre basico se produce haciendo reaccionar carbonato de cobre con acido clorhudrico mediante la siguiente reaccion:
Cu2(OH)2COa + HCl = Cu2(OH)aCl + CO2
Esta reaccion se realizo anadiendo 200 ml de agua y 45,8 ml de HCl en un vaso de precipitados de 500 ml. Mientras se mezclaba se anadieron 100 g de carbonato de cobre a la disolucion y despues se calento a 82°C (180°F). La mezcla se dejo mezclar y reaccionar a temperatura durante 24 hrs. Durante los primeros 20 minutos de la reaccion hubo burbujeo significativo como un resultado de implicarse dioxido de carbono. Despues de 2 horas se saco una muestra y se analizo por difraccion de rayos X para determinar la estructura cristalina. Los resultados mostraron que los cristales eran 100% de una mezcla de atacamita/clinoatacamita sin carbonato de cobre (malaquita) presente.
Ejemplo 5
En este Ejemplo se produce cloruro de zinc basico haciendo reaccionar oxido de zinc con acido clorhudrico mediante la siguiente reaccion:
5 ZnO + 2 HCl + 4 H2O = Zn5(OH)8C^H2O
Esta reaccion se realizo anadiendo 200 g de ZnO, 104 mL de HCl (32%), 190,4 mL de H2O y 13,3 g de almidon de mafz modificado en un recipiente de reaccion de 1 litro. La mezcla se calento a 82°C (180°F) y se dejo mezclar durante un total de 4 horas. El producto se analizo por difraccion de rayos X y se encontro que era 96,5% de cloruro de zinc basico (Simonkoelita) y 3,5% de ZnO (zincita).
Ejemplo 6
En este Ejemplo se produce cloruro de zinc basico haciendo reaccionar oxido de zinc con cloruro de zinc mediante la siguiente reaccion:
4 ZnO + ZnCl2 + 5 H2O = Zn^OH^Ch^O
Esta reaccion se realizo anadiendo 400 ml de agua, 118 ml de disolucion de cloruro de zinc que contema 170 g/l de Zn, y 100 g de oxido de zinc en un vaso de precipitados de 1 litro. La mezcla se dejo mezclar y reaccionar a 82°C (180°F) durante un periodo de 24 hrs. Las muestras se sacaron periodicamente y se ensayaron para la identificacion del cristal por analisis de difraccion de rayos X. Despues de 24 horas el oxido de zinc se habfa convertido a 97,2% de cloruro de zinc basico (Simonkoelita) y 2,8% de oxido de zinc (zincita).
Ejemplo 7
En este Ejemplo se produce cloruro de manganeso basico haciendo reaccionar oxido manganoso con acido clorlmdrico mediante la siguiente reaccion:
2 MnO + HCl + H2O = Mn2(OH)3Cl2
Esta reaccion se realizo anadiendo 100 ml de agua, 13,88 ml de HCl (32%) y 20,03 g de oxido manganoso en un recipiente de reaccion mezclado que se habfa purgado anteriormente con nitrogeno. El nitrogeno se burbujeo tambien en la mezcla durante la duracion de la reaccion para evitar la oxidacion de Mn+2 a Mn+3. El recipiente de reaccion se mezclo y se calento a 100°C durante 24 horas. Una muestra del producto reaccionado se sometio a
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analisis de difraccion de rayos X y se encontro que era 86% de cloruro de manganeso basico (Kempita) con el equilibrio siendo oxidos de manganeso.
Ejemplo 8
En este Ejemplo se produce cloruro de manganeso basico haciendo reaccionar oxido manganoso con cloruro manganoso mediante la siguiente reaccion:
3 MnO + MnCl2 + 3 H2O = 2 Mn^OH^Ch
Esta reaccion se realizo anadiendo 100 ml de agua, 22,49 g de tetrahidrato de cloruro manganoso y 20,14 g de oxido manganoso en un recipiente de reaccion mezclado que se habfa purgado anteriormente con nitrogeno. El nitrogeno se burbujeo tambien en la mezcla durante la duracion de la reaccion para evitar la oxidacion de Mn+2 a Mn+~ El recipiente de reaccion se mezclo y se calento a 100°C durante 24 horas. Una muestra del producto reaccionado se sometio a analisis de difraccion de rayos X y se encontro que era 93,6% de cloruro de manganeso basico (Kempita) y 6,3% de Mn3O4 (Hausmanita).
Ejemplo 9
En este Ejemplo las lechadas metalicas basicas producidas por las reacciones descritas producen cristales muy pequenos de 0,1-20 |jm. La adicion de un aglutinante de almidon modificado antes del secado por pulverizado permite que el tamano de partfcula se controle de forma efectiva en el intervalo de 50-300 jm. Mientras se realizan los ensayos piloto se vio que la adicion de almidon reduce enormemente la viscosidad de la lechada. Este descubrimiento fue una mejora de procedimiento significativa permitiendo que los contenidos de solido totales de las lechadas se realizaran tan alto como 55% y superior. Esto representa una reduccion significativa en la energfa necesaria para secar el producto ademas de las necesidades de caballos de potencia necesarios para bombear y mezclar estas lechadas. En este Ejemplo se encontro que el almidon proporciono una reduccion de 10 veces en la viscosidad para una lechada de cloruro de cobre basico, con una reduccion en la viscosidad de aproximadamente 15.000 Cps a aproximadamente 1.000 Cps cuando se anadio aproximadamente 2,5% en peso de almidon.
Ejemplo 10
En este Ejemplo se realizo un ensayo de laboratorio para determinar la reactividad relativa del cloruro de cobre tribasico seco por pulverizado (TBCC) en comparacion con una produccion estandar de TBCC producido segun el procedimiento en la Patente de EE.UU. num. 6.265.438. Este ensayo se consiguio colocando 1,62 g de cobre de cada fuente en 400 ml de una disolucion tampon de acetato (pH 4,7). Las disoluciones se dejaron mezclar a temperatura ambiente durante 4 horas. El cobre soluble se midio periodicamente durante el ensayo como una medida de reactividad. Los datos mostraron que el producto seco por pulverizado es ligeramente superior pero similar a la reactividad del TBCC estandar y sigue de cerca la lmea de tendencias con respecto a la velocidad de liberacion.
Las sales de metal basico de esta invencion pueden usarse para mejorar la capacidad de supervivencia, velocidad de crecimiento, salud y/o capacidad de reproduccion en seres humanos y otros animales. Mientras no este unido a cualquier teona, se cree que las sales de metal basicas se absorben mas facilmente y/o muestran una biodisponibilidad aumentada sobre minerales, sales de metal inorganicas u otros nutrientes que contienen los correspondientes metales esenciales. Se ha determinado que las realizaciones preferidas de las sales metalicas basicas de esta invencion reducen de forma significativa el crecimiento de bacterias, indicando asf que el uso de formas preferidas de esta invencion puede mejorar de forma efectiva el crecimiento y salud de seres humanos y otros animales. Ademas, las sales metalicas basicas preferidas de esta invencion demuestran una eficacia mejorada frente a ciertas bacterias, permitiendo asf el uso de cantidades menores y/o concentraciones mas bajas de los metales esenciales para proporcionar efectos de potencia sustancialmente iguales o iguales en los animales.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un suplemento de micronutrientes que comprende cristales de una sal basica de al menos un mineral esencial cuyos cristales se aglomeran con un aglutinante digerible para formar partfculas aglomeradas digeribles,
    en donde el tamano de los cristales es de 0,1 pm a 20 pm y el tamano de las partfculas aglomeradas digeribles es de 50 pm a 300 pm.
  2. 2. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1, en donde el aglutinante digerible comprende un almidon farmaceuticamente aceptable.
  3. 3. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1, en donde el aglutinante digerible comprende hasta 10% en peso de las partfculas aglomeradas.
  4. 4. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1 que comprende un acido inorganico.
  5. 5. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1, en donde los cristales de una sal basica de al menos un mineral esencial incluyen al menos dos minerales esenciales.
  6. 6. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1, en donde los cristales de una sal basica de al menos un mineral esencial y los cristales de una sal basica de al menos otro mineral esencial se aglomeran junto con un aglutinante digerible para formar partfculas aglomeradas digeribles.
  7. 7. Un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 1, en combinacion con un pienso animal.
  8. 8. Un metodo para hacer un suplemento de micronutrientes que comprende las etapas de:
    a) hacer reaccionar un oxido metalico, o hidroxido metalico, o carbonato metalico de un mineral esencial y un acido y/o una sal metalica de un mineral esencial y un aglutinante digerible; y
    b) formar partfculas aglomeradas secando por pulverizado u otros medios de aglomeracion desde el producto de reaccion de la etapa a).
  9. 9. Un metodo de fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, en donde el producto de reaccion de la etapa a) comprende una lechada de cristales de micronutrientes y un aglutinante digerible, preferiblemente
    en donde los cristales de micronutrientes tienen un tamano de 0,1 pm a 20 pm.
  10. 10. Un metodo de fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, en donde la etapa b) produce partfculas aglomeradas que tienen un tamano de 50 pm a 300 pm.
  11. 11. Un metodo de fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 9, en donde el contenido en solidos de la lechada es hasta 75% en peso de los cristales de micronutrientes, preferiblemente
    en donde el contenido en solidos de la lechada es de 30% en peso a 75% en peso de los cristales de micronutrientes.
  12. 12. Un metodo de fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, en donde la mezcla de reaccion en la etapa a) se calienta a una temperatura de 82°C (180°F).
  13. 13. Un metodo para la fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, en donde el aglutinante comprende un aglutinante farmaceutico aceptable.
  14. 14. Un metodo de fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, en donde la mezcla de reaccion en la etapa a) comprende uno o mas oxidos metalicos y/o una o mas sales metalicas y el acido.
  15. 15. Un metodo para la fabricacion de un suplemento de micronutrientes segun la reivindicacion 8, que comprende ademas una etapa adicional de:
    c) hacer reaccionar un oxido metalico, o hidroxido metalico, o carbonato metalico de otro mineral esencial y un acido y/o una sal metalica de otro mineral esencial y un aglutinante digerible;
    combinar el producto de reaccion de la etapa a) y la etapa c); y
    etapa b) comprende aglomerar (por secado por pulverizado u otros medios de aglomeracion) los productos de reaccion combinados de la etapa a) y la etapa c).
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