SE427717B - Forfarande for framstellning av foder for idisslare - Google Patents

Description

'""W0'§'”"f sou-s ' 2 Föreliggande uppfinning har till syfte att avhjälpa de ovan fram- hållna olägenheterna. Vidare är det ett syfte för uppfinningen att frambringa ett nytt förfarande för framställning utav halm av ett foder avsett för idisslare, vars smältbarhet och fodervärden ligger avsevärt högre än hos förut framställda halmfoder. De för uppfin- ningen kännetecknande omständigheterna har framförts i huvudkravet.

Uppfinningen baserar sig på utfört forskningsarbete, i och med att man på basis av djurundersökningar och -försök utförda i samband därmed har funnit att tillsättning av oxiderande ämnen och oxide- ringskatalysatorer i samband med det halvtorra alkalihydrolysförfa- randet nedsätter ligninhalten hos produkten som erhålls och för- bättrar dess användningsmöjligheter. Man har funnit i utförda ex- periment att i idisslarens vom frisätts mera flyktiga fettsyror (karboxylsyror med l - 6 kolatomer) vid användning såsom foder av foder framställt genom den uppfinningsenliga oxiderande, halvtorra hydrolysen än i det fall att man använder foder som har framställts enbart genom alkalihydrolys'eller enbart genom halvtorr hydrolys.

Foder som har framställts enligt förfarandet kan tillsättas till foderkoncentrat t.ex. upp till 45 %. Bästa smältbarheten nås om- kring ungefär 35 %, och på denna nivå ger enligt förfarandet be- handlad vetehalm idisslarna smältbar energi t.o.m. 90 % av den mängd som korn ger.

I utförda undersökningar har vidare funnits att också tillsats av en kvävekälla, såsom urea, t.ex. 0,5 - 5 %, lämpligt 1 - 3 %, till råmaterial innehållande lignocellulosa under pågående dylik halvtorr alkalisk oxiderande hydrolys förbättrar produktens smältbarhet. Dess- utom förbättrar tillsats av urea fodrets fodervärden.pâ:finmt1dkm äfii.

Uppfinningen baserar sig på alkalisk hydrolys av ett ämne innehål- lande lignocellulosa, som enligt uppfinningen genomförs i närvaro av en oxiderande katalysator och halvtorrt, dvs. vid 10 - 20 % fukthalt. Vidare hör till förfarandet väsentligt en kraftig meka- nisk rivning i blandningsfasen av blandningen som skall bildas, varvid râmaterialets celler bryts sönder och alkaliå vinner till- gång till att inverka på lignocellulosan effektivt - hydrolyse- rande. Överraskande är i förfarandet särskilt den omständighet att oxideringskatalysatorn verkar effektivt även under de ifrågaståemde halvtorra omständigheterna. ._......_....._..-.._..__..__.._...._. .__ .-._..___._ _.._r_,_ ..._ , _,.-.___... ._ _ 780960045 3 Materialet innehållande lignocellulosa som kommer till användning i förfarandet kan vara t.ex. halm, hö o.dyl. Râmaterialet används lämpligt i torrt tillstånd, dvs. med sedvanlig fukthalt 8 - 12 %. vanligtvis cirka l0 %. Före behandlingen finfördelas râmaterialet t.ex. genom skärning till hackelse med högst 0,1 - 5 cm längd och malning eventuellt till mjöl. Vid behov siktas det finfördelade_ råmaterialet.

Oxideringskatalysatorn som kommer till användning i förfarandet kan vara vilken som helst, i och för sig känd, fysiologiskt tole- rerad katalysator, t.ex. koppar-, järn-, mangan-, kobolt-, nitrat-, krom-, nickel-, vandin- och/eller permanganat, såsom kopparsulfat, kaliumpermanganat, kaliumbikromat, kaliumnitrat och/eller natrium- sulfat; dessutom kan nickel- eller vanadinoxid tillsättas till reaktionsblandningen. Mängden av katalysator som tillsätts är 0,5 - 5 %, lämpligt l - 3 %, beräknat på halmens mängd.

Mängden av natriumhydroxid som kommer till användning i förfaran- det är l - 10 %, lämpligt 2 - 8 %, fördelaktigt cirka 5 % beräknat på halmens mängd. Natriumhydroxiden tillsätts till råmaterialet lämpligt vid en koncentration högre än 30 %, fördelaktigt högre än 50 %, såsom i torrt tillstånd.

Till råmaterialet innehållande lignocellulosa tillsätts med oxide- ringskatalysatorn och natriumhydroxiden och/eller utöver dessa fukt 10 - 20 %, varvid mängden av lignocellulosa innehållande rå- material och av torrsubstans i hela blandningen är 60 %, lämpligt över 70 %, fördelaktigt över 75 % eller över 80 % eller över 85 % och under 90 %; vattnets mängd i blandningen är i motsvarighet härmed respektive mindre än 30 och fördelaktigt mindre än 25 %, under 20 %, eller under l5 %, eller under 12 % och över 10 %.

Reaktionen mellan det lignocellulosa innehållande råmaterialet, oxideringskatalysatorn och natriumhydroxiden, dvs. hydrolysen, genomförd t.ex. i ett separat kärl efter râämnenas blandning, tar vanligtvis 2 - 120 min, lämpligt 10 - 90 min, eller 20 - 60 min, fördelaktigt cirka 20 - 30 min. Reaktionstemperaturen är lanpligt so - 1oo°c eller 40 - so°c.

Râämnenas och tillsatsämnenas mekaniska behandling, rivningen, genomförs lämpligt me en sedvanlig granuleringspress som brukar användas i samband med framställningen av foder, varvid blandningen ' . v ° h matas in i ett cylinderutrymme, 1 vars vdfläar b°rr“1“9ar ar .7809600-5 utformats. Vidare utförs blandningens rivning och granulering med hjälp av såkallade koller, dvs. med cylinderutrymmet parallella, i huvudsak cylindriska granuleringsorgan, genom att man trycker och vrider dessa kraftigt emot cylinderutrymmets inneryta. Behandlingen genomförs vid en temperatur 60 ~ l20°C, lämpligt 80 ~ l00°C. Vid rivning av blandningen i fråga i granuleringsapparaten varierar det på râmaterialet inverkande momentana trycket från noll till flera tiotal, t.o.m. hundratals at övertryck. Härvid sönderbryts råmatef rialets cellvävnader ytterst effektivt och hydrolysen kan äga rum snabbt. Behandlingens tid kan variera från några tiotal sekunder upp till några tiotal minuter, t.ex. inom intervallen 0,5 - 10 min, lämpligt l - 5 min.

Uppfinningen beskrivs i det följande ingående med tillhjälp av utföringsexempel.

Exemgel l 880 delar malen eller hackad halm (hackelselängd 0,1 - 5 cm) blandas i en mjölblandare med 20 delar oxiderande blandning bestående av l - 5 delar CuSO4.5H2O, l - 5 delar KMn04, 5 - l0 delar KN03 och - l0 delar vattenfri Na2SO4. I samma blandare tillsätts gebom ett lämpligt vätsketillsättningsförfarande 100 delar Ha0H-lösning (30 -270 viktprocent). När blandningen är homogen (2 - 20 min allt efter blandartyp), överförs den till en granuleringspress av normal typ som används i foderframställning, antingen försedd med ånga eller ej. Produkten kommer därmed att vistas i nâgra minuter i en' temperatur på 80 - l00°. Allt efter det senare användningssuftet ävensom efter finfördelningen av den i början framställda halm- hackelsen kan den slutgiltiga produkten granuleras till korn med diameter 5 - 20 mm. Efter det kornen har avkylts i en sedvanlig anordning, innehåller de t.ex. 10 - 16 % fukt. I och för kornens användning i foderblandningar kan de ännu malas i en vanlig ham- markvarn.

Den slutliga produkten kan kombineras till foderblandningar för idisslare upp till 45 % allt efter typ av formel och syfte. Man kan också som utgångspunkt ta en blandning med 800 - 850 delar halm och 30 - 70 delar urea.

I stället för sädeshalm och ersättande densamma kan man även bruka andra produkter innehållande lignocellulosa, såsom risskal, frukt- 7809600-5 avfall (vindruvor, tomater, oliver), kaffekött, kål, palm, sågspån, hö av dålig kvalitet mm.

Oxideringskatalysatorn kan vara av godtycklig känd typ, t.er. koppar-, järn-, mangan- eller koboltsalt. Före gnifiningen kan man också tillsätta en oxidant, såsom nitrat eller permanganat.

I fallet av kaliumpermanganat fungerar det sistnämnda på samma gång som såväl oxidant som oxideringskatalysator.

Exempel 2 1) Vid jämförelse med hänsyn till det brukhara energivärdet hos nötdjur och får av vanlig halm, halm som genomgått den oxiderande hydrolbehandlingen och korn av mellankvalitet erhålls följande värden: Vanlig halm 1300 kalorier Behandlad halm 2600 kalorier (orn av mellankvalitet 3000 kalorier 2)Transformeringen som äger rum i vommen. Frisättningen av flyktiga syror, indikatorn_för cellulosans nedbrytbarhet, ger följande vär- den l, 2, 4 och 8 timmar: efter det fodret intagits: 1 h 2 h 4 h 8 h vanlig halm 100 1oo 100 'loo Hydrolyserad halm, ingen oxidering 170 ll7 106 102 Hydrolyserad halm, oxiderad 213 143 134 l27 3) Vad som angår nötdjurens tillväxt,var de uppnådda dagliga vikt- ökningarna mellan 300 - 370 kg levande vikt ävensom fodrets verk- ningsgrad (intaget foder/viktökning) under denna period följande: Daglig Fodrets viktökning verkningsgrad Vanlig halm (35 % av fodret) 1045 6,80 Oxiderad hydrolyserad halm (35 % av portionen) 1293 5,37 Exempel 3 Förfarandet enligt Exempel 1 genomfördes med användning aV fölfiaflåe katalysatorer: -7809600-5 6 a) 1 - s aeiar cuso4.sn_,_o l - 5 " Kr-1no4 - 10 " Knoz 5fl- 10 “ Na2S04 b) l - 3 delar CuS04 1 - 3 “ Knano4 1 - 3 “ Kzcrzo., 0,5 - 1 " V-oxider (VZO5) l - 2 " Ni203 (blandning av mono- och dioxid) - lO " KNO l - 2 “ Co2O3 (blandning av mono- och dioxid) - l0 " Na2SO4 c) 0,5- 2 delar CuS04 l - 5 " 11141104 J. _ 3 C: 0,5 " 1 V2O5 2 -' 3 'i 131203 l. _ 2 n CO2Û3 »S - 10 ¶= KNO3 - 10 " raazso4 Blandningen hade en fukthalt på lO ~ 12 %. Reaktionsfasen genom- fördes vid en temperatur över 60°C i 40 minuter. Kornen som kom ur granuleringsapparaten hade en temperatur på ca. 85°C. Reaktions- blandningens pH var över 7. Produkternas smältbarhet motsvarade smältbarheten hos den oxiderade produkten i Exempel 2.

Exemgel 4 Vetehalm, malen i en hammarkvarn, behandlades på följande sätt: l) med 4-procentig natriumhydroxid, vid abs. fukthalt 10 - 12 %, produkten granulerades omedelbart efter blandning, ingen kata- lysator 2) liksom i punkt 1), med användning av katalysator och reaktionstid 3) liksom i punkt 2), men fukthalt: 27 %.

Förbättringen av torrsubstansens och den organiska substansens smältbarhet (i %) bestämdes för de framställda produkterna och O) för obehandlad halm enligt en modifierad Tilley~Terry-metodo Resul- taten har återgivits i tabell l.

Tabell l Ökning av smältbarhet Försök nr. Torrsubstansens Organiska substansens smältbarhet smältbarhet, g _ _ l 69,8 % 73,1 % 2 111,5 % 132,7 % 3 38,8 % 46,8 % '7809600-5 De framförda exemplen är avsedda för åskâdliggörande av uppfin- ningen utan att på något sätt inskränka densamma.

Claims (6)

780960-5 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av foder avsett för idisslare genom behandling av ett lignocellulosahaltigt material med en vattenlösning av natriumhydroxid vid en temperatur högre än 60°C, k ä n n e t e c k n a t av att råmaterial innehållande halm eller liknande lignocellulosa- haltigt material skärs till hackelse med högst 0,1-5 cm längd samt eventuellt mals, râmaterialet blandas med l-10 % natriumhydroxid och 0,5-5 % oxideringskatalysator vid en fukthalt av 10-20 %, den erhållna blandningen rivs kraftigt mekaniskt vid en temperatur av 60-lO0°C och den erhållna massan granuleras, varvid till råmaterialet eventuellt till- sättes kvävekâlla, t.ex. 0,1-5 % urea.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t av att till rämaterialet tillsättes fysiologiskt tole- rerad oxideringskatalysator, t.ex. koppar-, järn-, mangan-, kobolt-, nitrat-, nitrit-, krom-, nickel-, vanadin-, per- manganat-, kopparsulfat-, kaliumpermanganat-, kaliumbikromat-, kaliumnitrat- och/eller natriumsulfatkatalysator.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att katalysatorn innehåller l-5 viktdelar CuSO4-SHZO, l-5 viktdelar KMn04, 5-10 viktdelar KN03 och 5-10 viktdelar vattenfri Na2SO4.

4. Förfarande enligt något av patentkraven l-3, k ä n - n e t e c k n a t av att till råmaterialet tillsättes 0,1-0,2 % oxidationsmedel, t.ex. nitrat eller permanganat.

5. Förfarande enligt något av patentkraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a t av att den blandning som erhålles i bland- ningsfasen matas in i ett i huvudsak rörformigt cylinder- utrymme, vars väggar är försedda med hål (borrningar), och att blandningens rivning och granulering utföres genom att man pressar den erhållna blandningen mot oylinderns inneryta och ut ur cylindern igenom dessa hål med hjälp av mot cylin- 7809600-5 9 derns inneryta tryckbara och vridbara granuleringsorgan med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt.

6. Förfarande enligt något av patentkraven l-5, k ä n - n e t e c k n a t av att blandningsfasen genomföras vid en temperatur av 30-60°C, lämpligen 40-50°C, och att blandnings- fasen pågår i 2-60 minuter, företrädesvis 10-40 minuter. _ l8096Ü0-'5 SAMMANDRAG Föremâlet för föreliggande uppfinning är ett förfarande för fram- ställning av föder avsett för idišslare genom att man behandlar en lignocellulosa innehållande produkt med en vattenlösning av natriumhydroxid vid en temperatur högre än 60°C. Råmaterial innehållande halm eller liknande produkt innehållande lignocellu- losa skärs till hackelse med högst 0,1 - 5 cm längd samt eventuellt mals, råmaterialet blandas med l - 10 % natriumhydroxid och 0,5 - 5 % oxideringskatalysator vid en fukthalt på 10 - 20 % och den erhållna blandningen rivs kraftigt mekaniskt vid en temperatur 60 ~ l00oC oeh den erhållna massan granuleras. Förfarandet genomföras fördelaktigt vid fukthalt av 10 - 20 %.