專利名稱：生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法和含有這種脂肪酸鹽的牲畜飼養(yǎng)用飼料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種連續(xù)且有效地生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，所述脂肪酸鹽用作塑料、紙和類似物質(zhì)的添加劑；脫模劑；和飼養(yǎng)牲畜如生殖的母豬和母牛；即待產(chǎn)仔的母豬和母牛的飼料。
在這些方法中，(1)濕直接法利用中和反應(yīng)，其中在攪拌下將脂肪酸以液體形式滴加到金屬氫氧化物微粉的水分散液中，由此獲得脂肪酸鹽。在(2)復(fù)分解法中，在攪拌下將脂肪酸滴加到堿金屬如鈉或鉀的氫氧化物的含水分散液或水溶液中，由此合成堿金屬皂，并將金屬氯化物或硫酸鹽的水溶液滴加到所述堿金屬皂的水溶液中使堿金屬皂與該金屬反應(yīng)，由此獲得脂肪酸鹽。當(dāng)使用方法(2)時，整個反應(yīng)可以高度化學(xué)計量地結(jié)束。因此，方法(2)是常規(guī)脂肪酸鹽合成方法中的主流方法。
在(3)干直接法中，通過高速攪拌或類似技術(shù)將液體脂肪酸與金屬氧化物或金屬氫氧化物的微粉充分混合，并將預(yù)定量的水加入所得混合物中，由此誘導(dǎo)同時反應(yīng)。與上面的方法(1)和(2)比較，方法(3)的優(yōu)點在于不需要過濾步驟并且可以簡化需要大量熱量的干燥步驟。
發(fā)明簡述在上面三種方法中，方法(1)和(2)是以間歇方式進行的，需要大量的水。因此，產(chǎn)生大量廢水，由此降低了每一批次的產(chǎn)量。因為這個原因，生產(chǎn)成本不利地升高。與前述的方法(1)和(2)相比，方法(3)的優(yōu)點在于步驟數(shù)量。然而，方法(3)也有缺陷，其產(chǎn)品趨于具有在反應(yīng)期間因攪拌不充分引起的差的均勻性。此外，當(dāng)使用方法(3)時，得自大豆油、玉米油、菜籽油等-具有高的不飽和脂肪酸含量-的脂肪酸鹽難以有效地生產(chǎn)。困難的原因如下。具體地說，由于具有高不飽和脂肪酸含量的脂肪酸具有低的熔解溫度，因此生產(chǎn)的脂肪酸鹽也具有低的熔解溫度。這些脂肪酸為粘性物質(zhì)并且反應(yīng)性差，并且反應(yīng)產(chǎn)物粘在反應(yīng)容器的內(nèi)壁上，使得產(chǎn)物的收集不充分。因此，產(chǎn)物的產(chǎn)量大大降低。
為了解決上述問題而完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種高生產(chǎn)力、高度有效地連續(xù)生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種有效地生產(chǎn)具有低熔解溫度的脂肪酸鹽的方法，所述脂肪酸鹽具有高的不飽和脂肪酸含量。本發(fā)明的又一目的是提供一種生產(chǎn)適用于飼養(yǎng)牲畜如生殖的母豬和母牛的飼料的飼料的脂肪酸鹽的方法。本發(fā)明的再一目的是提供含有這種脂肪酸鹽的上述飼料。
為了解決上述問題，本發(fā)明人已進行了深入的研究，并發(fā)現(xiàn)上面的目的可以通過使用一種用作混合器/反應(yīng)容器的擠出機將脂肪酸與金屬氧化物或金屬氫氧化物反應(yīng)獲得。本發(fā)明是以這種發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)完成的。
因此，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，包括使用具有至少一原料供應(yīng)區(qū)、捏合/反應(yīng)區(qū)和一冷卻區(qū)的擠出機將脂肪酸與金屬氧化物或金屬氫氧化物反應(yīng)。本發(fā)明也提供了飼養(yǎng)牲畜，尤其是母牛的、含有通過上面生產(chǎn)方法生產(chǎn)的脂肪酸鹽的飼料。
實施本發(fā)明的最佳方式接下來更詳細地描述本發(fā)明。
用于本發(fā)明方法的擠出機是一種壓力擠出機。在壓力擠出機中，可以使用具有一個插入到圓筒的可旋轉(zhuǎn)的螺桿的單螺桿擠出機、或者具有兩個插入到圓筒中形成8-形截面且可以相同方向或相反方向旋轉(zhuǎn)的螺桿的雙螺桿擠出機。在本發(fā)明中，從捏合性能的角度來看，特別優(yōu)選雙螺桿擠出機。通常，雙螺桿擠出機的每一螺桿包括許多執(zhí)行例如加料、換向和捏合的操作的適宜配件。在本發(fā)明中，可以使用包括適宜配件的螺桿。


圖1是用于本發(fā)明生產(chǎn)方法的擠出機的一個實例的剖視圖?？捎糜诒景l(fā)明的擠出機的圓筒分成多個筒體，它們相應(yīng)于原料供應(yīng)區(qū)A、捏合器/反應(yīng)區(qū)B、冷卻區(qū)C等。圍繞相應(yīng)的筒體提供有外面夾套2、3和4。每一夾套可用作各自筒體的加熱裝置或冷卻裝置，以便可以適應(yīng)任意上述區(qū)域。在本發(fā)明的方法中，通過上面原料供應(yīng)區(qū)A的原料入口1將脂肪酸、金屬氧化物或金屬氫氧化物和水適宜地加料到擠出機中；使所得混合物在捏合/反應(yīng)區(qū)B中反應(yīng)由此產(chǎn)生脂肪酸鹽；并在冷卻區(qū)C將所述鹽冷卻。
必需至少在捏合/反應(yīng)區(qū)中進行捏合，并優(yōu)選也在原料供應(yīng)區(qū)或冷卻區(qū)進行捏合。
如上所述，在捏合/反應(yīng)區(qū)中工作的螺桿可以包括許多執(zhí)行例如加料、換向和捏合的操作的適宜配件。通過使用螺桿的這種組合，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整停留于捏合/反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)物的停留時間和混合度。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法是在原料供應(yīng)區(qū)溫度為20-80℃，優(yōu)選30-70℃；捏合/反應(yīng)區(qū)溫度為80-200℃，優(yōu)選100-190℃；且冷卻區(qū)溫度為-20至5℃，優(yōu)選-15至0℃下進行的。當(dāng)任何區(qū)域的溫度偏離上述相應(yīng)溫度范圍時，都不能獲得本發(fā)明的目標(biāo)效果。
根據(jù)反應(yīng)目的可以適當(dāng)?shù)仡A(yù)調(diào)整停留于擠出機中的反應(yīng)物的反應(yīng)時間。然而，為了獲得本發(fā)明的上述目的，反應(yīng)時間是5-120秒，優(yōu)選10-100秒。這些反應(yīng)時間可以通過使反應(yīng)物在捏合/反應(yīng)區(qū)停留例如上述停留時間獲得。
作為用于本發(fā)明方法的原料的脂肪酸的實例包括通過分解和提純油和脂肪獲得的脂肪酸及其混合物。油和脂肪的實例包括動物脂肪如牛油、豬油和魚油；植物油如大豆油、玉米油、菜籽油、向日葵油、紅花油、亞麻子油、芝麻油、棕櫚油、月見草油和琉璃苣油；以及通過各種微生物生產(chǎn)的油脂。也可以使用提純的單組分脂肪酸如油酸、亞油酸、雙高-γ-亞麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和亞麻酸及其混合物或其組合物。
在前述脂肪酸中，特別優(yōu)選具有高不飽和脂肪酸含量并且熔解溫度落入-50至40℃，優(yōu)選-45至39℃的那些。這些脂肪酸的實例包括通過分解并提純油脂獲得的那些，并且這些油脂的的實例包括魚油、大豆油、玉米油、菜籽油、向日葵油、紅花油、芝麻油、棕櫚油、月見草油、琉璃苣油和亞麻子油。也可以使用單組分脂肪酸如二十碳五烯酸、油酸、亞油酸、雙高-γ-亞麻酸、花生四烯酸和亞麻酸。當(dāng)將這些脂肪酸用于本發(fā)明的方法中時，完全到達脂肪酸的效果。
金屬氧化物和金屬氫氧化物的金屬是鈣、鎂、鎳、鋁、鋅等。優(yōu)選使用的金屬氧化物和金屬氫氧化物的具體實例包括氫氧化鈣、氫氧化鎳、氫氧化鎂、氫氧化鋅、氧化鈣、氧化鎳、氧化鎂、氧化鋅和氧化鋁。由于生產(chǎn)本發(fā)明脂肪酸鹽的方法是以三組分，即油性脂肪酸、固體金屬氧化物或金屬氫氧化物和水的反應(yīng)為基礎(chǔ)的，考慮到充分?jǐn)嚢韬突旌系男枰?，因此前述的金屬氧化物或金屬氫氧化物?yōu)選以微粉形式使用。
以1mol脂肪酸為基礎(chǔ)計，用于本發(fā)明的金屬氧化物或金屬氫氧化物的量是0.55-1.0mol，優(yōu)選0.6-0.9mol。
在本發(fā)明中，在脂肪酸和金屬氧化物或金屬氫氧化物反應(yīng)期間需要加入水。
通常，當(dāng)脂肪酸與金屬氧化物反應(yīng)時，以1mol金屬氧化物為基礎(chǔ)計需要加入化學(xué)計算量1mol的水(當(dāng)為氧化鋁時需要3mol的水)。因此，在本發(fā)明中，例如從擠出機的原料供應(yīng)區(qū)的第一筒體(本文后面稱之為1號筒體)的頂部加入水(1.0-4.0mol(當(dāng)為氧化鋁時3.0-12mol))?？紤]到反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)溫度、停留時間和其它因素，適當(dāng)調(diào)整水的加入量。
當(dāng)脂肪酸與金屬氫氧化物反應(yīng)時，必需加入少量的水以啟動反應(yīng)。同樣在這種情況下，從前述1號筒體的頂部加入水(以1mol金屬氫氧化物為基礎(chǔ)計為0.2-1.0mol(當(dāng)為氫氧化鋁時為0.6-3.0mol))。
通過本發(fā)明的生產(chǎn)方法獲得的脂肪酸鹽可用作塑料、紙和類似物質(zhì)的添加劑；脫模劑；和生殖的母豬的飼料中的特定組分。當(dāng)將這種脂肪酸鹽用作特定組分時，通過在人工授精3周內(nèi)向每頭母豬每天喂食20-200g的所述脂肪酸鹽，繁殖結(jié)果(縮短返回動情期的天數(shù)、增加豬仔大小和斷乳數(shù)等)可以明顯提高，使得豬仔生產(chǎn)力顯著提高。
前述脂肪酸鹽也用作母牛飼料的特定組分。當(dāng)母牛是未產(chǎn)牛并經(jīng)受人工授精時，從計劃人工授精日之前的2周到完成人工授精之后的3-6周通過每天向每頭未產(chǎn)牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，可以提高受孕。當(dāng)母牛是初產(chǎn)?；蚍浅醍a(chǎn)牛時，從分娩之后即刻到完成下一次人工授精之后的3-6周通過每天向每頭初產(chǎn)?；蚍浅醍a(chǎn)牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，縮短返回動情期的天數(shù)、縮短非懷孕天數(shù)、和懷孕率可以顯著提高。當(dāng)進行受精卵轉(zhuǎn)移時，從人工授精之前的2周到卵子收集(總共3周)通過每天向每頭供體母牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，收集的卵子數(shù)和健康卵子的數(shù)量可以顯著提高。從計劃受精卵轉(zhuǎn)移之前的2周到完成受精卵轉(zhuǎn)移之后的3-6周通過每天向每頭受體母牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)有效地促進了受精卵著床，由此顯著地提高了懷孕率。
使用混合器可以容易地將上面的脂肪酸鹽加入到飼料中，并且可以在喂食期間加入到飼料中。
根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，可以提供一種高生產(chǎn)力、高效地連續(xù)生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法。此外，可以高效地連續(xù)生產(chǎn)具有高不飽和脂肪酸含量和低熔解溫度的脂肪酸鹽，這些脂肪酸鹽常規(guī)僅通過間歇方法生產(chǎn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，常規(guī)以低生產(chǎn)力生產(chǎn)的脂肪酸鹽可以高效地生產(chǎn)，這證實本方法在工業(yè)上具有很大價值。
通過本發(fā)明的生產(chǎn)方法獲得的脂肪酸鹽可用作塑料、紙和類似物質(zhì)的添加劑；脫模劑；和喂養(yǎng)牲畜如生殖的母豬和母牛的飼料。
下面通過實施例更詳細地描述本發(fā)明，但不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明范圍。
表1-1

表1-2

表1-3

*1二十碳五烯酸*2Extralinolenic-70*3方法所需的天數(shù)是將總共所需的小時除以8小時(認(rèn)為是1天)計算的。
*4生產(chǎn)力(kg/天)＝產(chǎn)量(kg)/所需天數(shù)(天)由表1可以看出，濕直接法和復(fù)分解法，都是以含水反應(yīng)為基礎(chǔ)，提供了高的百分比反應(yīng)和百分比產(chǎn)量。然而，這兩種方法需要長時間地過濾和干燥，導(dǎo)致生產(chǎn)力低。干直接法使步驟簡化，但是百分比反應(yīng)和百分比產(chǎn)量都低。相反，根據(jù)本發(fā)明的方法，百分比反應(yīng)和百分比產(chǎn)量都高，方法簡單，并且生產(chǎn)力顯著優(yōu)異。
工業(yè)實用性本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種連續(xù)且有效地生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，所述脂肪酸鹽可用作塑料、紙和類似物質(zhì)的添加劑；脫模劑；和飼養(yǎng)牲畜如生殖的母豬和母牛；即要產(chǎn)仔的母豬和母牛的飼料。
當(dāng)將這種脂肪酸加入生殖的母豬的飼料中時，在人工授精之后的3周時間內(nèi)通過每天向每頭豬喂食20-200g量的該脂肪酸，繁殖結(jié)果(縮短返回動情期的天數(shù)、增加豬仔大小和斷乳數(shù)等)可以明顯提高，使得豬仔生產(chǎn)力顯著提高。
當(dāng)將前述脂肪酸鹽加入母牛飼料中時，當(dāng)母牛是未產(chǎn)牛并經(jīng)受人工授精時，從計劃人工授精日之前的2周到完成人工授精之后的3-6周通過每天向每頭未產(chǎn)牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，可以提高受孕。當(dāng)母牛是初產(chǎn)牛或非初產(chǎn)牛時，從分娩之后即刻到完成下一次人工授精之后的3-6周通過每天向每頭初產(chǎn)牛或非初產(chǎn)牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，可縮短返回動情期的天數(shù)、縮短非懷孕天數(shù)、和懷孕率可以顯著提高。當(dāng)進行受精卵轉(zhuǎn)移時，從人工授精之前的2周到卵子收集(總共3周)通過每天向每頭供體母牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)，收集的卵子數(shù)和健康卵子的數(shù)量可以顯著提高。從受精卵轉(zhuǎn)移之前的2周到完成計劃的受精卵轉(zhuǎn)移之后的3-6周通過每天向每頭受體母牛喂食100-300g量的飼料(以還原為脂肪酸鹽計)有效地促進了受精卵著床，由此顯著地提高了懷孕率。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，包括使用具有至少一原料供應(yīng)區(qū)、一捏合/反應(yīng)區(qū)和一冷卻區(qū)的擠出機將脂肪酸與金屬氧化物或金屬氫氧化物反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，其中所述方法是在原料供應(yīng)區(qū)的溫度為20-80℃，捏合/反應(yīng)區(qū)的溫度為80-200℃，且冷卻區(qū)的溫度為-20至5℃下進行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，其中所述脂肪酸具有-50至40℃的熔解溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，其中所述脂肪酸包括通過分解和/或提純至少一種如下物質(zhì)獲得的脂肪酸大豆油、玉米油、菜籽油、向日葵油、紅花油、芝麻油、棕櫚油和魚油。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，其中所述金屬氧化物和金屬氫氧化物是鈣、鎂、鎳、鋁或鋅的氧化物或氫氧化物。
6.含有通過權(quán)利要求1-5任一中所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法獲得的脂肪酸鹽的牲畜飼養(yǎng)用飼料。
7.含有通過權(quán)利要求1-5任一中所述的生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法獲得的脂肪酸鹽的母牛飼料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法，所述方法包括使用具有至少一原料供應(yīng)區(qū)、一捏合/反應(yīng)區(qū)和一冷卻區(qū)的擠出機將脂肪酸與金屬氧化物或金屬氫氧化物反應(yīng)。本發(fā)明提供了一種高生產(chǎn)力、高效地連續(xù)生產(chǎn)脂肪酸鹽的方法和一種有效地生產(chǎn)具有高不飽和脂肪酸含量和低熔解溫度的脂肪酸鹽的方法。
文檔編號A23K1/16GK1406219SQ01805585
公開日2003年3月26日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月24日
發(fā)明者中田正秀 申請人:日本農(nóng)醫(yī)株式會社