MX2014002811A - Suplemento micronutriente. - Google Patents

Abstract

Un suplemento micronutriente que está hecho al hacer reaccionar un óxido de metal, o hidróxido de metal o carbonato de metal de un mineral esencial y un ácido y/o una sal de metal de un mineral esencial que contiene un aglutinante digerible para formar una suspensión de cristales micronutrientes y un aglutinante digerible y formar partículas aglomeradas de los cristales micronutrientes de la suspensión; las partículas aglomeradas proporcionan un suplemento micronutriente que fluye libremente, no secante que puede producirse con tamaños de partícula y densidades deseados para mezclarse fácilmente con una variedad de mezclas de alimentación; el aglutinante digerible en las partículas aglomeradas reduce la oportunidad de las interacciones entre los cristales micronutrientes y otros ingredientes que pueden estar presentes en las mezclas de alimentación complejas mientras permite la liberación de los micronutrientes en un aparato digestivo animal.

Description

SUPLEMENTO MICRONUTRIENTE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente con suplementos micronutrientes para alimentos o piensos animales que mejoran la supervivencia, crecimiento, salud y/o reproductividad de humanos y otros animales. Más específicamente, esta invención está dirigida a un mejoramiento significativo de suplementos micronutrientes que incluyen una sal básica de al menos un metal esencial, que proporcionan alta biodisponibilidad del metal esencial a humanos y otros animales, y a un método para producir los suplementos micronutrientes sobre un intervalo de tamaños de partícula que mejora la incorporación de suplementos micronutrientes en varios alimentos, mezclas de alimentos y suplementos.

Los micronutrientes incluyen vitaminas y algunos elementos usualmente en la forma de minerales o sales metálicas; de la forma más notable los elementos incluyen calcio, fósforo, potasio, hierro, cinc, cobre, magnesio, manganeso y yodo. Los micronutrientes generalmente se consumen en pequeñas cantidades, es decir, menos de 1 gm/día, usualmente se absorben sin cambiar, y muchos elementos esenciales tienen funciones catalíticas. Aunque los micronutrientes a menudo están presentes en cantidades diminutas, su biodisponibilidad es esencial para la sobrevivencia, crecimiento, salud y reproducción. Los micronutrientes son importantes para los niños y otros animales jóvenes, particularmente durante los años de desarrollo temprano cuando están creciendo rápidamente. Además, muchas nuevas razas de animales requieren cantidades adicionales de micronutrientes, ya que han mejorado sus habilidades para crecer a una velocidad mayor mientras consumen menos pienso. Este crecimiento intensivo impone estreses metabólicos mayores, causando susceptibilidad incrementada a deficiencias vitamínicas. Es bien reconocido que los micronutrientes necesarios a menudo no se encuentran o no se encuentran en cantidades suficientes en su fuente de alimento o pienso, ya sea que estas fuentes sean de ocurrencia natural o preparadas comercialmente. Consecuentemente, virtualmente todo el alimento industrial y formulaciones de pienso están fortificadas con vitaminas y minerales. El costo para los productores de ganado comercial para abastecer micronutrientes a sus manadas de ganado puede ser pasmoso.

Aunque las necesidades de humanos y animales de nutrientes adicionales han sido bien documentadas, la disponibilidad de los micronutrientes no siempre satisface sus necesidades. No es suficiente simplemente incrementar las cantidades de micronutrientes en las fuentes de alimento o pienso. Este método es ineficaz, antieconómico e inseguro. Muchos de los micronutrientes no se absorben fácilmente; las cantidades agregadas de vitaminas y minerales simplemente se excretan sin absorberse. La carga excesiva de vitaminas y minerales es insegura, y en ciertas circunstancias, la carga excesiva puede ser tóxica, causando daño severo agudo y crónico e incluso puede ser fatal. Así, existe la necesidad de proporcionar un micronutriente barato y fácilmente absorbido para disminuir los costos, reducir el desperdicio y ayudar a establecer un control más preciso del requerimiento nutricional para humanos y animales.

Existe la necesidad de proporcionar un suplemento micronutriente que esté fácilmente biodisponible, que sea estable en su almacenamiento y compatible con una amplia variedad de diferentes vitaminas. El suplemento micronutriente también debe ser rentable para producir y proporcionar una fuente de alimento para humanos y animales que incremente su supervivencia, crecimiento, salud y/o reproductividad.

Los micronutrientes comúnmente se producen y están disponibles en la forma de sales, óxidos y quelatos. Los óxidos son relativamente baratos; sin embargo, no se absorben tan efectivamente como las sales y formas queladas de micronutrientes.

Los micronutrientes quelados son relativamente costosos; sin embargo, se absorben más fácilmente y tienen buena disponibilidad.

Los ejemplos de varios micronutrientes se pueden encontrar en las Patentes de EE.UU. Nos. 4,021 ,569, 3,941 ,818, 5,583,243, todas a Abdel-Monem, Patente de EE.UU. No. 4,103,003 a Ashmead, 4,546,195 a Helbig et al., Patentes de EE.UU. Nos. 4,900,561 , 4,948594 ambas a Abdel-Monem et al. Patente de EE.UU. No. 5,061 ,815 a Leu, Patente de EE.UU. No. 5,278,329 a Anderson, Patente de EE.UU. No. 5,698,724 a Anderson et al. 6,114,379 a Wheelwright et al. Patente de EE.UU. No. 7,523,563 a Hopf y Publicación de Solicitud de Patente de EE.UU. No. 2010/0222219 a Lohmann et al.

Uno de los presentes inventores es co-inventor de las Patentes de EE.UU. Nos. 5,534,043, 5,451 ,414 y 6,265,438. Estas patentes divulgan micronutrientes que son sal metálica básica de la fórmula M(OH)yX(2.y)/¡, y sus formas de hidrato, en donde M es catión metálico, X es un anión o un complejo aniónico, e i es 1-3 dependiendo de la valencia de X.

Los micronutrientes divulgados en las Patentes de EE.UU. Nos. 5,534,043, 5,451,414 y 6,265,438 originalmente se desarrollaron a partir de un proceso que usó soluciones de ácido grabador de paso como fuente de los cationes metálicos y un proceso de cristalización para producir una sal metálica básica que tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 30 a 300 mieras.

La presente invención proporciona micronutrientes en la forma de sales metálicas básicas que tienen más versatilidad que los micronutrientes similares y que tienen un alto grado de biodisponibilidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con varios rasgos, las características y modalidades de la presente invención serán evidentes mientras se procede con la descripción de la misma, la presente invención proporciona un suplemento micronutriente 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 aproximadamente 0.1 pm a aproximadamente 20 pm y el tamaño de las partículas aglomeradas digeribles es de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm.

La presente invención además proporciona un método para hacer un suplemento micronutriente que comprende los pasos de: a) hacer reaccionar un óxido metálico, o hidróxido metálico o carbonato metálico de un mineral esencial y un ácido y/o una sal metálica de un mineral esencial que contiene un aglutinante digerible; y b) aglomerar las partículas pequeñas resultantes en un producto aglomerado (es decir, por medio de secado por atomización).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a suplementos micronutrientes y métodos para preparar los suplementos micronutrientes. Los suplementos micronutrientes de la presente invención se pueden administrar directamente a humanos o animales como un sólido, una suspensión o una mezcla que contiene otros nutrientes como vitaminas, minerales y alimento o piensos animales para mejorar la sobrevivencia, crecimiento, salud y/o reproductividad de humanos y animales. La sal básica en el suplemento micronutriente incluye un catión bivalente o trivalente de uno o más metales esenciales, un anión farmacéuticamente aceptable y una porción hidroxilo. El suplemento micronutriente de la presente invención proporciona buena biodisponibilidad de los metales esenciales en el sentido de que se absorben fácilmente o se toman en una cantidad biológicamente efectiva. El micronutriente se puede combinar con otros nutrientes, particularmente vitaminas, para proporcionar un suplemento premezclado. El suplemento premezclado que incluye las sales básicas de conformidad con la presente invención se puede almacenar por un periodo de tiempo extendido sin disminución significativa en la bioactividad de la(s) vitamina(s) incluida(s).

Un metal esencial se define para los propósitos de esta invención como un metal farmacéuticamente aceptable cuya ingesta por parte de humanos u otros animales en una cantidad biológicamente efectiva incrementa su sobrevivencia, crecimiento, salud y/o reproductividad. El modo de acción del metal esencial no es crítico para la presente invención. Por ejemplo, el metal esencial puede actuar como un co-factor o un catalizador en una metaloenzima o metaloproteína; se puede absorber por medio de una variedad de tejidos. Alternativamente, el metal esencial o un metabolito del mismo pueden inhibir el crecimiento de bacterias u otros patógenos perjudiciales para la sobrevivencia, crecimiento, salud y/o reproductividad del animal.

En una modalidad de la presente invención, la sal metálica básica incluye un catión metálico bivalente, M, una porción hidroxilo y un anión o complejo aniónico X. Cuando la sal metálica básica de esta modalidad de la invención incluye un anión monovalente, la sal básica incluye un compuesto de la fórmula ?(??)??(2-?). Cuando la sal básica incluye un anión bivalente, la sal metálica básica incluye un compuesto de la fórmula M(OH)yX(2-y)/2- Y cuando la sal básica incluye un anión trivalente, la sal metálica básica incluye un compuesto de la fórmula M(OH)yX(2-y)/3. En las fórmulas listadas anteriormente, preferiblemente M se selecciona del grupo de dicationes metálicos que incluye magnesio, calcio, hierro, manganeso, cinc, cobre y cobalto, X es un anión farmacéuticamente aceptable o complejo aniónico e y se selecciona para ser un número real mayor que 0 pero menor que 2. En ciertas modalidades, y se puede seleccionar como un no entero.

En una modalidad alternativa de la presente invención, la sal metálica básica incluye un catión metálico trivalente, M', una porción hidroxilo y un anión o complejo aniónico X. Cuando la sal metálica básica de esta modalidad de la invención incluye un anión monovalente, la sal metálica básica incluye un compuesto de la fórmula M'(OH)u X -u)- Cuando la sal básica incluye un anión bivalente, la sal metálica básica incluye un compuesto de la fórmula M'(OH)uX(3-U)/2. Y cuando la sal básica incluye un anión trivalente, la sal metálica básica incluye un compuesto de la fórmula M'(OH)uX(3-u)/3- En las fórmulas listadas anteriormente, preferiblemente M' se selecciona del grupo de tricationes metálicos que incluye cobalto, hierro y cromo, X es un anión farmacéuticamente aceptable o complejo aniónico y u se selecciona para ser un número real mayor que 0 pero menor que 3. En ciertas modalidades, u se puede seleccionar como un no entero. En modalidades adicionales de la presente invención se puede incluir más de un catión metálico en la sal metálica básica.

En la microestructura que conforma la sal básica, el catión metálico incluye una porción hidroxilo en su esfera de coordinación. Así, dentro de una serie homologa de compuestos en donde la identidad de M (o IW) y X permanecen constantes, la porción hidroxilo no se tiene que incluir en unidades estequiométricas 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 modalidades específicas para un catión bivalente de un metal esencial, M, es más preferible que y sea mayor que aproximadamente 1.0 pero menor que o igual a aproximadamente 1.5. Los valores de u e y pueden depender de las condiciones experimentales usadas para preparar la sal básica. Por ejemplo, u o y pueden depender del pH al que se prepara la sal; alternativamente, u o y pueden depender de la concentración del anión farmacéuticamente aceptable, X, presente en el medio de reacción. Se entiende que variar el valor de y de mayor que 0 a menor que aproximadamente 2 (para M', u de mayor que 0 a menor que 3) influencia la solubilidad, biodisponibilidad, valor nutricional y estabilidad vitamínica mejorada del suplemento micronutriente.

El anión, X, para la sal metálica básica es un anión farmacéuticamente aceptable. Los aniones farmacéuticamente aceptables son bien conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, S. M. Berge et al. J. Pharmaceutical Sciences, 66: 1-19, 1977 para una lista de aniones farmacéuticamente aceptables, que se incorpora en la presente como referencia. Los ejemplos de aniones farmacéuticamente aceptables incluyen, pero sin limitarse a: haluro, carbonato, bicarbonato, sulfato, sulfito, bisulfato, bisulfito, fosfato, monohidrógenofosfato, dihidrógenofosfato, metafosfato, pirofosfato, nitrato y nitrito. Los aniones se pueden derivar de ácidos inorgánicos parcialmente neutralizados. Los ejemplos de ácidos inorgánicos útiles para la presente invención incluyen HCI, HBr, Hl, H2S04, H3P04, H4P2O7, HNO2 y HNO3. Los ácidos orgánicos que se consideran útiles para la invención incluyen ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico y ácido oxálico. Las sales metálicas básicas generalmente tienen pH en agua de entre aproximadamente 1.9 y aproximadamente 8.0. Generalmente hay una correlación entre el pH y la especie de sal metálica básica formada, aunque esto puede variar de algún modo dependiendo de la matriz iónica a partir de la cual se forman los compuestos. Se puede preparar una plétora de sales básicas para una serie homologa de compuestos que tienen el mismo metal esencial catiónico y anión farmacéuticamente aceptable. Estas sales metálicas básicas se pueden distinguir entre sí por medio de la relación de la porción hidroxilo con el anión farmacéuticamente aceptable, X, en la sal básica.

Ciertos aniones que son útiles para la presente invención imparten efectos biológicos significativos por derecho propio. Ejemplos específicos de aniones biológicamente significativos incluyen, pero no restringen a: yoduro, cloruro y fosfato (fósforo). Estos aniones biológicamente significativos también se pueden considerar como micronutrientes para usarse en la sal básica de la presente invención. Así, está dentro del alcance la presente invención el proporcionar sales básicas de elementos esenciales que no necesariamente se consideren metales como yodo y cloruro. Estos elementos esenciales también se proporcionan en la sal básica de acuerdo con esta invención.

Las sales metálicas básicas generalmente son insolubles en agua, pero su solubilidad puede depender del pH. Típicamente, las sales metálicas básicas tienen algo de solubilidad a un pH bajo, es decir, menos de aproximadamente 2.0 a aproximadamente 0.1. Adicionalmente, ciertas sales metálicas básicas se disuelven en agua a un pH alto, típicamente a un pH mayor que aproximadamente 7.5 u 8 a aproximadamente 11.

La reacción básica para producir los micronutrientes de conformidad con la presente invención involucra hacer reaccionar un óxido de metal y un ácido y/o una sal metálica. Como se ha hecho notar anteriormente, los ácidos que se usan en la reacción pueden incluir ácidos inorgánicos como, pero sin limitarse a, HCI, HBr, Hl, H2S04, H3P04, H4P207, HN02 y HN03 o ácidos orgánicos como, pero sin limitarse a, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico y ácido oxálico. Las sales metálicas se ejemplifican por medio de, pero no se limitan a, ZnCI2, ZnS04, CuCI2, MnCI2, Fe(N03)2, FeCI2, FeS04, Co(N03)2 y Col2.

Las reacciones ejemplares que se pueden usar para producir cloruro de cinc básico de conformidad con la presente invención incluyen: 5ZnO + 2HCI + 4H20? ??5(??)8??2·(?2?) y 4ZnO + ZnCI2 + 5H20-? ??5(??)8??2·(?2?).

Además de estas reacciones, es posible hacer reaccionar los óxidos metálicos de un metal con sales metálicas de otros metales o hacer reaccionar óxidos de diferentes metales con una sal metálica común y/o ácido para producir cristales "híbridos" o combinaciones de formas cristalinas.

Comprensiblemente, hay un amplio intervalo de reacciones potenciales y productos finales cuando se usan estas combinaciones. Por ejemplo, el ZnO se puede hacer reaccionar con cloruro cúprico o cloruro manganoso.

De conformidad con la presente invención, las sales metálicas básicas se forman por medio una reacción o reacciones que tienen lugar en un medio acuoso que contiene de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 10% en peso, y preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5% en peso de un aglutinante digerible, basándose en el peso del producto seco terminado. Los aglutinantes digeribles que se pueden usar de conformidad con la presente invención incluyen almidón de maíz, almidón de papa, almidón de arroz o derivados modificados, así como otros aglutinantes farmacéuticamente aceptables. La(s) reacción(es) produce(n) una suspensión acuosa en la que se dispersan cristales de sales metálicas básicas. Los cristales generalmente tienen un tamaño que varía de aproximadamente 0.1 µ?t? a aproximadamente 20 µ??.

Para producir un micronutriente que tenga un tamaño deseado, la suspensión de reacción se aglomera por secado por atomización u otros medios de aglomeración para formar aglomerados de los cristales de micronutriente. Los parámetros del proceso de secado por atomización se pueden controlar para formar aglomerados que tienen tamaños de partícula promedio de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm. A continuación se da una descripción más detallada del proceso general.

El primer paso en el procedimiento es agregar una cantidad calculada de agua a un reactor que resultará en una concentración total final de sólidos de aproximadamente 30 a aproximadamente 75% en peso. La meta es producir la suspensión de concentración de sólidos más alta que aún se pueda mezclar, bombear y secar por atomización. Minimizando la cantidad de agua se puede minimizar el costo de energía requerido para evaporar el agua en el secador por atomización. Por supuesto, se puede usar una concentración de sólidos inferior a costa de los costos de energía proporcionalmente incrementados para evaporar el agua antes de o durante el secado por atomización.

Se agrega almidón al agua en el reactor. La cantidad de almidón agregado se calcula para resultar en aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10% en peso, o preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5% en peso basándose en el peso seco del producto terminado en el lote. El almidón realiza tres funciones. Primero, el almidón reduce en gran medida la viscosidad de la suspensión una vez que el óxido metálico o sal metálica se agrega al reactor. Si no se usara almidón, el contenido de sólidos de la suspensión estaría limitado a sólo aproximadamente 45% en peso. Agregando almidón, la viscosidad se puede reducir y la concentración de sólidos se puede incrementar hasta aproximadamente 60% en peso o superior. Así, el almidón incrementa en gran medida la velocidad de producción, además de reducir el costo de energía a través del secador por atomización. Otra función del almidón es actuar como un aglutinante durante el proceso de secado que sostiene juntos los cristales pequeños para formar aglomerados buenos y estables en un intervalo de tamaño de partícula deseable. Una función adicional del aglutinante es incrementar la estabilidad del producto en el pienso.

Después de que se ha agregado el almidón y mezclado en el reactor, se agregan los reactivos. Para propósitos ilustrativos ahora se describirá el proceso con referencia a producir cloruro de cinc básico, entendiéndose que, como se discute en la presente, la presente invención no está limitada a producir cloruro de cinc básico.

Después se agrega una solución ya sea de HCI (32%) o de ZnCI2 en el reactor en una cantidad para reaccionar estequiométricamente con el óxido de cinc de conformidad con las ecuaciones anteriores.

El óxido de cinc es el último reactivo agregado al reactor.

Una vez que todos los ingredientes se agregan en el reactor, el reactor se calienta a aproximadamente 180°F (82°C) bajo condiciones de mezclado por una cantidad suficiente de tiempo para obtener una máxima conversión a la forma cristalina final (simonkollite). Típicamente, una conversión de más del 90% se puede lograr en aproximadamente 4 horas. El grado al cual se logra la conversión se puede determinar realizando análisis de difracción de rayos X sobre la suspensión. Se hace notar que aunque el calentar el reactor a 180°F (82°C) reduce en gran medida el tiempo de reacción, la reacción ocurrirá sin agregar calor; sin embargo, a una velocidad mucho más lenta. Una vez que se completa la reacción, la suspensión está lista para secarse por atomización.

Durante el transcurso de la presente invención se probó el secado por atomización usando una forma alta de secador por atomización llamado Nozzel Tower producida por GEA Niro, entendiéndose que se podrían usar otros tipos de secadores por atomización. La suspensión de reacción se introduce en la parte superior de la torre de atomización vía una boquilla de alta presión. La boquilla de alta presión produce gotas de suspensión que caen a través del aire caliente en la torre de boquilla (una caída de aproximadamente 50 pies (15 metros)). Para el momento en que las gotas alcanzan el fondo del secador son partículas secas o aglomerados que tienen un tamaño de partícula (tamaño de partícula medio) en el intervalo de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm y preferiblemente de aproximadamente 250 pm. Como lo saben los expertos en la técnica, existen varios parámetros que determinan cuál será el tamaño final de partícula, que incluyen el diseño de la boquilla/tamaño del orificio, altura del secador por atomización, presión de bombeo, contenido de sólidos de la suspensión, temperatura y aglutinante/concentración apropiados. Estos parámetros típicamente se determinan por medio de ensayos simples que pueden ayudar a determinar el tamaño/tipo correcto del equipo junto con las características apropiadas de la suspensión para producir consistentemente un producto que tenga un tamaño de partícula deseado en una distribución muy estrecha de tamaños de partícula. Hay varias formas de atomizar o rociar suspensiones en secadores por atomización. Durante el transcurso de la presente invención se determinó que una boquilla de alta presión es particularmente adecuada para producir el tamaño de partícula más grande y la distribución más estrecha de tamaños de partícula.

El proceso de la presente invención produce cristales que se forman en partículas de aglomerado más grandes usando el aglutinante digerible y proporcionando un producto de micronutriente de flujo libre y no secante que se puede formar con una combinación optimizada de densidad y tamaño de partícula para mezclarse fácil y rápidamente en una mezcla compleja típica de alimento animal. Adicionalmente, el área superficial más pequeña de las partículas de aglomerado más grandes (en comparación con las áreas superficiales combinadas de cada uno de los cristales individuales que se aglomeran) reduce la oportunidad de interacciones con otros ingredientes que pueden estar presentes en mezclas complejas de alimento como vitaminas, enzimas, grasas, aceites, etc. Ya que el aglutinante es digerible, una vez que el pienso entra en el tracto digestivo de un animal, los cristales individuales de los minerales traza esenciales se liberan lentamente para digerirse, absorberse y metabolizarse. Esta velocidad de liberación se puede regular por medio de la selección del aglutinante usado.

La naturaleza no secante y de flujo libre de los productos micronutrientes de la presente invención proporciona muchos beneficios por encima de los productos micronutrientes comerciales actuales. A este respecto, los productos micronutrientes de la presente invención se pueden medir, alimentar, transferir y de otro modo manejarse por medio de equipo de procesamiento convencional sin causar problemas de manejo como apelmazamiento y obstrucción del equipo que puede causar problemas de procesamiento y puede conducir a variaciones no deseadas en la proporción de productos micronutrientes en piensos. Adicionalmente, la naturaleza de flujo libre de los productos micronutrientes permite el mezclado uniforme u homogéneo de los productos micronutrientes en piensos. Dicho mezclado uniforme u homogéneo de otro modo puede ser desafiante para otros productos micronutrientes comerciales actuales, considerando que las proporciones en el orden de gramos de productos de micronutrientes se pueden mezclar con más de una tonelada de pienso. Esta habilidad para formar fácilmente mezclas uniformes u homogéneas se mejora por medio de la habilidad de controlar el tamaño de partícula aglomerado y la densidad durante la aglomeración de partículas, incluyendo la selección y cantidad de aglutinante y tamaño de partícula. El poder controlar el tamaño de partícula aglomerada y la densidad de conformidad con la presente invención permite la personalización de productos micronutrientes que son particularmente compatibles con una mezcla de pienso predeterminada, incluyendo medición de unidad conveniente y mezclado fácil y uniforme u homogéneo.

Además de mejorar las características de manejo, la naturaleza no secante de los productos micronutrientes de la presente invención evita riesgos en la salud para aquellos que manejan los productos micronutrientes, incluyendo aquellos que producen los productos micronutrientes y aquellos que mezclan los productos micronutrientes en piensos.

Muchas de las sales básicas preparadas de conformidad con la presente invención son altamente insolubles en agua. A pesar de su insolubilidad, los suplementos micronutrientes se absorben fácilmente y se incorporan en tejidos animales. Por ejemplo, los suplementos micronutrientes que contienen Zn5(OH)8Cl2*(H20), son fácilmente absorbidos por polluelos cuando el suplemento se incluye en su pienso. Los polluelos absorben el cinc en las sales de cinc básicas tan fácilmente como, o mejor que, otras fuentes de cinc, incluyendo las especies de cinc solubles en agua.

Los suplementos micronutrientes de la presente invención se pueden mezclar con otros nutrientes. Los nutrientes incluyen tanto micro como macronutrientes. Ejemplos de micronutrientes incluyen vitaminas y minerales. Ejemplos de vitaminas útiles para la presente invención incluyen: vitamina A, vitamina D3, vitamina E (tocoferol), vitamina K (menadiona), vitamina B12 (cianocobalamina), vitamina B6 , vitamina B , vitamina C (ácido ascórbico), niacina, riboflavina, mononitrato de tiamina, ácido fólico, pentotenato de calcio, piridoxina, cloruro de colina, biotina, derivados farmacéuticamente aceptables conocidos de estas vitaminas y mezclas de los mismos. Ejemplos de minerales o sales metálicas útiles para la presente invención incluyen sulfato de cobre, sulfato de hierro, óxido de cinc, manganeso, hierro, yodo, selenio, complejos de aminoácidos de los metales traza y mezclas de los mismos. Los macronutrientes que se pueden usar en la presente invención incluyen cualquiera de los ingredientes comunes de pienso como, por ejemplo, grano, semillas, pastos, harina de carne, harina de pescado, grasas y aceites.

Los suplementos micronutrientes de la presente invención se proporcionan como partículas aglomeradas de flujo libre y no secantes que se pueden producir para tener una partícula dentro del intervalo de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 µ?t?, y una distribución relativamente estrecha de tamaños alrededor de un tamaño de partícula deseado. La estrechez de la distribución de tamaños de partícula se define en la presente como "extensión", que se calcula como: extensión = [d(.9)-d(.1)]/d.5 en donde: d(.9) - es el tamaño de partícula debajo del cual se encuentra el 90% de la muestra d(.1) - es el tamaño de partícula debajo del cual se encuentra el 10% de la muestra d(.5) - es el tamaño de partícula debajo del cual se encuentra el 50% de la muestra Durante el transcurso de la presente invención se produjeron partículas aglomeradas por medio de secado por atomización que tenían una extensión que variaba de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.25.

La habilidad para controlar el tamaño de partícula de los productos micronutrientes finales habilita los productos micronutrientes para poderse personalizar para usarse para un pienso o mezcla de suplemento particular. Por ejemplo, se puede desear proporcionar un cierto tamaño de partícula para mezclarse con granos o semillas y un tamaño de partícula diferente para mezclarse con pastos, harina de carne, harina de pescado, grasas o aceites. Además se puede ajustar el tamaño de partícula de los productos micronutrientes finales para ayudar a hacer más fácil la medición de la cantidad deseada de los micronutrientes.

La elección del aglutinante puede influenciar la liberación de los minerales esenciales en una mezcla de pienso complejo. En una mezcla de pienso, metales como el hierro, cobre, cinc y manganeso pueden participar en reacciones químicas destructivas con ingredientes valiosos como vitaminas, enzimas, antibióticos, etc. Por lo tanto, lo mejor es tener el(los) metal(es) enlazado(s) herméticamente, o de otro modo protegido(s) para minimizar las pérdidas perjudiciales con el tiempo entre cuando una mezcla de pienso complejo se prepara y cuando se consume y cuando los nutrientes se han absorbido en el sistema digestivo de un animal. Por otro lado, si el metal está enlazado o protegido muy herméticamente, la habilidad del nutriente para absorberse en el sistema digestivo de un animal se puede inhibir.

De conformidad con la presente invención, la elección del aglutinante y las condiciones de operación del secado por atomización pueden producir partículas aglomeradas de micronutriente que pueden proteger suficientemente a los nutrientes durante el tiempo entre cuando una mezcla de pienso complejo se prepara y cuando se consume y cuando los nutrientes se han absorbido en el sistema digestivo de un animal sin aglutinar los nutrientes muy herméticamente de modo que se inhiba la absorción de los nutrientes en el sistema digestivo de un animal. Los aglutinantes farmacéuticamente aceptables como el almidón de maíz, almidón de papa o derivados modificados son particularmente adecuados para propósitos de la presente invención.

Como se mencionó anteriormente de conformidad con modalidades adicionales de la presente invención, los micronutrientes pueden incluir más de un nutriente esencial. A este respecto, los reactivos alimentados en el recipiente de reacción (como se discutió anteriormente) pueden incluir óxidos y/o sales de uno o más minerales esenciales como hierro, cinc, cobre, magnesio y manganeso. En dicha modalidad la reacción puede producir cristales que incluyen uno o más de los minerales esenciales.

En modalidades adicionales, los productos de reacción, o suspensiones, de diferentes lotes de reacción se pueden combinar antes del proceso de secado por atomización para así aglomerar los cristales nutrientes de uno o más lotes en partículas aglomeradas comunes.

Como se puede apreciar, usando una combinación de reactivos que contienen más de un nutriente esencial y/o combinando las suspensiones de diferentes lotes de reacción antes del secado por atomización, la combinación de conformidad con la presente invención habilitará la producción de una amplia variedad de combinaciones de micronutrientes. Esto proporciona un mayor control para los usuarios finales en cuanto al mezclado y homogeneidad de las pre-mezclas o piensos completos.

Los rasgos y características de la presente invención se ejemplificarán por medio de los siguientes ejemplos, los cuales se proporcionan como un ejemplo no limitante sólo para propósitos ilustrativos.

EJEMPLO 1 En este ejemplo se produjo cloruro de cobre básico haciendo reaccionar óxido cúprico con ácido clorhídrico de conformidad con la siguiente reacción: 2CuO + HCI + H20? Cu2(OH)3CI En este ejemplo se agregaron los reactivos en o cerca de la estequiometría. Primero se agregaron 287 mi de agua en un recipiente de reacción de 1 litro, seguido esto por 270 mi de HCI (32%). Mientras se hacía la mezcla se agregaron 436 g de CuO, seguido esto por 29 g de un aglutinante modificado de almidón de maíz. Como se hizo notar anteriormente, el aglutinante de almidón cumple tres funciones. Primero, reduce en gran medida la viscosidad de la suspensión resultante, permitiendo así que la suspensión sea bombeable/mezclable. Segundo, el aglutinante de almidón actúa como un aglutinante durante el proceso de secado por atomización. Tercero, el aglutinante incrementa la estabilidad del producto en el pienso.

Después de mezclar por 10 minutos el contenido del reactor (una suspensión que tiene aproximadamente 55% de sólidos), se dividió en dos alícuotas. Ambas alícuotas se mezclaron por 24 horas, una a temperatura ambiente y la otra se calentó a 180°F (82°C) para determinar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción. La reacción se monitoreó por medio de XRD.

Como resultado de este Ejemplo se descubrió que mientras el óxido de cobre se convirtió en cloruro de cobre básico al cabo de dos horas en la alícuota que se calentó a 180°F (82°C), la alícuota que se hizo reaccionar a temperatura ambiente se llevó 24 horas para alcanzar la finalización.

EJEMPLO 2 En este Ejemplo se produjo cloruro de cobre básico haciendo reaccionar óxido cúprico con cloruro cúprico por medio de la siguiente ecuación: 3 CuO + CuCI2 + 3 H20 = 2Cu2(OH)3CI Esta reacción se realizó agregando 400 mi de agua y 128.27 mi de solución de cloruro cúprico que contiene 207 g/L de Cu en un vaso de 1 litro. Durante la mezcla se agregaron 100 g de óxido cúprico a la solución. La mezcla se calentó a 180°F (82°C) y se dejó mezclar y reaccionar por 24 horas. La reacción se monitoreó por medio de difracción de rayos X. Después de 2 horas se encontró que la muestra tenía 100% de una mezcla de atacamita/clinoatacamita, indicando una conversión del 100% del óxido de cobre (tenorita).

EJEMPLO 3 En este Ejemplo se produjo cloruro de cobre básico haciendo reaccionar óxido cuproso con ácido clorhídrico y oxígeno por medio de la siguiente ecuación: 2Cu20 + 2HCI + 02 + 2H2O = 2Cu2(OH)3CI Esta reacción se realizó agregando 300 mi de agua y 63.8 mi de ácido clorhídrico a un vaso de 500 mi equipado con una piedra de burbujeo para la adición de oxígeno. Se agregaron 100 g de óxido cuproso a la solución y después se calentó a 180°F (82°C).

El oxígeno se burbujeó continuamente en la mezcla a lo largo del ensayo. Después de 2 horas se analizó la muestra por medio de difracción de rayos X para identificación de cristales. Los resultados mostraron 93.8% de una mezcla de atacamita/clinoatacamita y 6% de óxido de cobre (Cu20).

EJEMPLO 4 En este Ejemplo se produjo cloruro de cobre básico haciendo reaccionar carbonato de cobre con ácido clorhídrico por medio de la siguiente reacción: Cu2(OH)2C03 + HCI = Cu2(OH)3CI + C02 Esta reacción se realizó agregando 200 mi de agua y 45.8 mi de HCI en un vaso de 500 mi. Durante la mezcla se agregaron 100 g de carbonato de cobre a la solución y después se calentó a 180°F (82°C). Se permitió que la mezcla se mezclara y reaccionara a temperatura ambiente por 24 horas. Durante los primeros 20 minutos de la reacción hubo burbujeo significativo como resultado de la conversión del dióxido de carbono. Después de 2 horas se tomó una muestra y se analizó por medio de difracción de rayos X para determinar la estructura de los cristales. 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 produjo cloruro de cinc básico haciendo reaccionar óxido de cinc con ácido clorhídrico por medio de la siguiente reacción: 5ZnO + 2HCI + 4H20 = ??5(??)8a2·?20 Esta reacción se realizó agregando 200 g de ZnO, 104 ml_ de HCI (32%), 190.4 ml_ de H20, y 13.3 g de almidón de maíz modificado en un recipiente de reacción de 1 litro. La mezcla se calentó a 180°F (82°C) y se dejó mezclar por un total de 4 horas. El producto se analizó por medio de difracción de rayos X y se encontró que era 96.5% de cloruro de cinc básico (Simonkoellite) y 3.5% de ZnO (cincita).

EJEMPLO 6 En este Ejemplo se produjo cloruro de cinc básico haciendo reaccionar óxido de cinc con cloruro de cinc por medio de la siguiente reacción: 4ZnO + ZnCI2 + 5H2O = ZnsíOh sCfe'HzO Esta reacción se realizó agregando 400 mi de agua, 118 mi de solución de cloruro de cinc que contiene 170g/l de Zn y 100 g de óxido de cinc en un vaso de 1 litro. La mezcla se dejó mezclar y reaccionar a 180°F (82°C) por un periodo de 24 horas. Las muestras se tomaron periódicamente y se pusieron a prueba para identificación de cristales por medio de análisis de difracción de rayos X. Después de 24 horas el óxido de cinc se había convertido en 97.2% de cloruro de cinc básico (Simonkoellite) y 2.8% de óxido de cinc (cincita).

EJEMPLO 7 En este Ejemplo se produjo cloruro de manganeso básico haciendo reaccionar óxido de manganeso con ácido clorhídrico por medio de la siguiente reacción: 2MnO + HCI + H20 = Mn2(OH)3CI2 Esta reacción se realizó agregando 100 mi de agua, 13.88 mi de HCI (32%) y 20.03 g de óxido de manganeso en un recipiente de reacción mezclado que previamente se había purgado con nitrógeno. El nitrógeno también se burbujeó en la mezcla por la duración de la reacción para prevenir la oxidación de Mn+2 a Mn+3. El recipiente de reacción se mezcló y calentó a 100°C por 24 horas. Una muestra del producto que se hizo reaccionar se sometió a análisis de difracción de rayos X y se encontró que era 86% de cloruro de manganeso básico (Kempite) con el balance de óxidos de manganeso EJEMPLO 8 En este Ejemplo se produjo cloruro de manganeso básico haciendo reaccionar óxido manganoso con cloruro manganoso por medio de la siguiente reacción: 3MnO + MnCI2 + 3H20 = 2Mn2(OH)3CI2 Esta reacción se realizó agregando 100 mi de agua, 22.49 g de tetrahidrato de cloruro manganoso y 20.14 g de óxido manganoso en un recipiente de reacción mezclado que previamente se había purgado con nitrógeno. El nitrógeno también se burbujeó en la mezcla por la duración de la reacción para prevenir la oxidación de Mn+2 a Mn+3. El recipiente de reacción se mezcló y calentó a 100°C por 24 horas. Una muestra del producto que se hizo reaccionar se sometió a análisis de difracción de rayos X y se encontró que era 93.6% de cloruro de manganeso básico (Kempite) y 6.3% de Mn30 (Hausmanite).

EJEMPLO 9 En este ejemplo, las suspensiones metálicas básicas producidas por medio de las reacciones descritas producen cristales muy pequeños de 0.1 a 20 pm. La adición de un aglutinante de almidón modificado antes del secado por atomización permite que se controle efectivamente el tamaño de partícula en el intervalo de 50 a 300 pm. Al estar realizando los ensayos piloto se notó que la adición de almidón reduce en gran medida la viscosidad de la suspensión. Este descubrimiento fue una mejora significativa del proceso que permite que el contenido total de sólidos de las suspensiones se eleve tan alto como 55% y más. Esto representa una reducción significativa en la energía requerida para secar el producto, asi como los requerimientos de caballos de fuerza necesarios para bombear y mezclar estas suspensiones. En este Ejemplo se encontró que el almidón proporcionó una reducción de 10 veces en la viscosidad para una suspensión de cloruro de cobre básico, con una reducción en la viscosidad de aproximadamente 15,000 Cps a aproximadamente 1 ,000 Cps cuando se agregó aproximadamente 2.5% en peso de almidón.

EJEMPLO 10 En este ejemplo se realizó un ensayo de laboratorio para determinar la reactividad relativa del cloruro de cobre tribásico secado por atomización (TBCC) en comparación con una producción estándar de TBCC producido de conformidad con el proceso en la Patente de EE.UU. No. 6,265,438. Este ensayo se logró colocando 1.62 g de cobre de cada fuente en 400 mi de una solución de regulador de pH de acetato (pH 4.7). Las soluciones se dejaron mezclar a temperatura ambiente por 4 horas. El cobre soluble se midió periódicamente durante el ensayo como una medida de reactividad. Los datos mostraron que el producto secado por atomización era ligeramente superior pero similar a la reactividad del TBCC estándar y que seguía de cerca la línea de tendencia con respecto a la velocidad de liberación.

Las sales metálicas básicas de esta invención se pueden usar para mejorar la supervivencia, velocidad de crecimiento, salud y/o reproductividad en humanos y otros animales. Aunque sin limitarse por alguna teoría, se piensa que las sales metálicas básicas se absorben más fácilmente y/o exhiben una biodisponibilidad incrementada por encima de los minerales, las sales metálicas inorgánicas u otros nutrientes que contienen los metales esenciales correspondientes. Se ha determinado que las modalidades preferidas de las sales metálicas básicas de esta invención reducen significativamente el crecimiento de bacterias, indicando asi que el uso de las formas preferidas de esta invención puede mejorar significativamente el crecimiento y la salud de humanos y otros animales. Además, las sales metálicas básicas preferidas de esta invención demuestran una eficiencia mejorada contra ciertas bacterias, permitiendo así el uso de cantidades más pequeñas y/o concentraciones inferiores de los metales esenciales para proporcionar efectos potentes sustancialmente iguales o iguales sobre los animales.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a medios, materiales y modalidades particulares, a partir de la descripción anterior, un experto en la técnica fácilmente puede comprobar las características esenciales de la presente invención y se pueden hacer varios cambios y modificaciones para adaptar los varios usos y características sin alejarse del espíritu y alcance de la presente invención como se describió anteriormente y se expone en las reivindicaciones anexas.

Claims (17)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un suplemento micronutriente 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 aproximadamente 0.1 pm a aproximadamente 20 pm y el tamaño de las partículas aglomeradas digeribles es de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm.

2. - El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el aglutinante digerible comprende un almidón farmacéuticamente aceptable.

3. - El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el aglutinante digerible comprende hasta 10% en peso de las partículas aglomeradas.

4. - El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ácido comprende un ácido inorgánico.

5.- El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los cristales de una sal básica de al menos un mineral esencial incluyen al menos dos minerales esenciales.

6 - El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los cristales de una sal básica de al menos un mineral esencial y los cristales de una sal básica de al menos otro mineral esencial se aglomeran junto con un aglutinante digerible para formar partículas aglomeradas digeribles.

7. - El suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque está en combinación con un pienso animal.

8. - Un método para elaborar un suplemento micronutriente que comprende los pasos de: a) hacer reaccionar un óxido metálico, o hidróxido metálico o carbonato metálico de un mineral esencial y un ácido y/o una sal metálica de un mineral esencial y un aglutinante digerible; y b) formar partículas aglomeradas por medio de secado por atomización u otros medios de aglomeración a partir del producto de reacción del paso a).

9.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el producto de reacción del paso a) comprende una suspensión de cristales de micronutrientes y un aglutinante digerible.

10.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque los cristales de micronutrientes tienen un tamaño de aproximadamente 0.1 pm a aproximadamente 20 pm.

11.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el paso b) produce partículas aglomeradas que tienen un tamaño de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm.

12.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el contenido de sólidos de la suspensión es de hasta 75% en peso de los cristales de micronutrientes.

13. - El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el contenido de sólidos de la suspensión es de aproximadamente 30% en peso a aproximadamente 75% en peso de los cristales de micronutrientes.

14. - El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la mezcla de reacción en el paso a) se calienta a una temperatura de aproximadamente 180°F (82°C).

15. - El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el aglutinante comprende un aglutinante farmacéuticamente aceptable.

16.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la mezcla de reacción en el paso a) comprende uno o más óxidos metálicos y/o una o más sales metálicas y el ácido.

17.- El método para elaborar un suplemento micronutriente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente un paso adicional de: c) hacer reaccionar un óxido metálico, o hidróxido metálico o carbonato metálico de otro mineral esencial y un ácido y/o una sal metálica de otro mineral esencial y un aglutinante digerible; combinar el producto de reacción del paso a) y del paso c); y el paso b) comprende aglomerar (por medio de secado por atomización u otros medios de aglomeración) los productos de reacción combinados del paso a) y del paso c).