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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Futterzusatzes für Wiederkäuer, welches einen Nicht-Proteinstickstoff enthaltenden Stoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Nicht-Proteinstickstoff enthaltende Stoff- auf das Gesamtgewicht des Produkts bezogen - zu 20 bis 98 Gew.-% in einen Stoff eingebettet oder mit einem Stoff überzogen wird, der aus 5 bis 75 Gew.-% verkleisterter Stärke, 2 bis 25 Gew. % quellbarem Tonmineral und/oder Zement und weiterhin aus 1 bis 35 Gew.-% Phosphatid besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stärkequelle Getreidearten, Mohrhirse, Reis, Rispenhirse, Kartoffeln, Maniok, Heu, Silofutter oder Abwässer der Stärkeindustrie eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphatid Lecithin, Kephalin, Monophosphoinosit, Phytoglykolipid, Lysophosphatid oder Polyglycerophosphatid verwendet werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines NPN-Stoff enthaltenden, vorzugsweise harnstoffhaltigen Futterzusatzes für Wiederkäuer.
Es ist bekannt, dass die beträchtliche ständige Zunahme der Weltbevölkerung sowohl hinsichtlich der Befriedigung des kalorischen Nährmittelbedarfs als auch der Eiweissversorgung die Nahrungsmittelwirtschaft jedes Landes vor grosse Aufgaben stellt. Besonders wächst der Bedarf an tierischem Eiweiss, was die entsprechende Sicherung von Futtereiweiss immer mehr erschwert. Deshalb wird wachsendes Interesse an sogenannten NPN-/ (nicht Proteinstickstoffenthaltenden) Stoffen geäussert, in erster Linie an der Nutzung von Harnstoff für Futterzwecke.
Der industriell billig herstellbare Harnstoff enthält nämlich 46 Gew.-% Stickstoff, und bei entsprechender Zuführung liefert er als Futtermittel für Tiere mit mehrteiligem Verdauungssystem, also für Wiederkäuer, eine gut nutzbare Stickstoffquelle; aus den bisher durchgeführten, breit angelegten Untersuchungen wurde aber auch klar, dass das Füttern mit Harnstoff mit Gefahren verbunden ist, da es Vergiftungen, vorübergehende Verdauungsstörungen, sogar Verenden verursachen kann.
Versuche haben bewiesen, dass der Harnstoff biologisch wertvolle Eiweissfuttermittel, wie z.B. Soja, Erdnussschrot und auch Sonnenblumen, ersetzen kann.
Der Harnstoff zerfällt - nachdem er in den zusammengesetzten Magen der Wiederkäuer gelangt ist - durch die Wirkung von Mikroorganismen in Kohlensäure und Ammoniak. Das Ammoniak wird von den Mikroorganismen im Verdauungssystem der Wiederkäuer für den Aufbau der für den Organismus notwendigen Eiweisse genutzt. Erfolgt der Zerfall des Harnstoffs zu schnell, so sind die Mikroorganismen des Pansens nicht in der Lage, das entstehende Ammoniak zu verarbeiten und wenn der Ammoniaküberschuss in die Blutbahn gelangt, kann es zu Vergiftungen kommen. Der Tierorganismus ist in der Lage, das überschüssige Ammoniak durch Reaktionen in der Leber erneut zu Harnstoff umzuformen und ihn dann mit dem Urin auszuscheiden.
Dieser Prozess ist aber nur innerhalb bestimmter Grenzen möglich, und bei zu starker Hamstoffzuführung konnte die Vergiftung des Tieres bisher nicht verhindert werden.
Die Aufnahme von NPN-Stoffen, wie Harnstoff, hängt also von vielen äusseren und inneren Faktoren ab. Um eine bedeutende Menge NPN-Stoffe füttern zu können, muss man die beeinflussenden Faktoren kennen und die negativen Erscheinungen beseitigen. Der zeitliche Ablauf der Aminosäuresynthese, die Ammoniakkonzentration des Pansens, weiterhin die vollständige Stickstoffversorgung der Tiere müssen beachtet werden. Der Wirkungsgrad der Harnstoffnutzung steht im Verhältnis zum Gleichgewichtszustand von Konzentration und Synthese. Erfolgt die Synthese langsamer als die Bildung von Ammoniak, kann es zu Vergiftungserscheinungen und sogar zu massenweisem Verenden kommen.
In vielen Fällen verursacht der Geschmack beim Füttern von NPN-haltigen Stoffen Schwierigkeiten. Auf wissenschaftlicher Ebene wurde bewiesen, dass der Harnstoff in der Mundhöhle Kältegefühl erzeugt und die Tiere ihn deshalb nicht gern verzehren.
Daraus geht hervor, dass die Vergiftungsgefahr, Geschmacksprobleme und der schlechte Nutzungsgrad die grössten Hindernisse bei der breitangelegten Verwendung von Harnstoff waren. Deshalb wurden in den letzten Jahrzehnten ausgedehnte Forschungsarbeiten begonnen, um auf verschiedene Weise das plötzliche Freiwerden von Ammoniak zu verzögern.
Die gegenwärtig bekannten Lösungen können in vier Gruppen unterteilt werden: a) Um eine Harnstoffvergiftung zu verhindern, wird der Harnstoff sehr genau bemessen und in kleinen Mengen zugeführt. So kann eine höchstens 3,5 Gew.-% der gesamten Menge des Mischfutters entsprechende Menge von Harnstoff ohne Vergiftungsgefahr verfüttert werden.
Die ungarische Patentschrift Nr. 157 540 stellt ein solches Verfahren dar, bei dem Sonnenblumenschalen-Mahlgut mit höchstens 3 Gew.-% Harnstoff vermischt wird.
b) Durch das Füttern von gut verdaubaren und absorbierbaren Stoffen, wie z. B. von Futter mit hohem Kohlenhydratgehalt (Stärke, Melasse, Futterzucker usw.) und mit entsprechendem Faseranteil (Futterstroh, Luzernenmehl, Maiskolbenmehl usw.), wird ein günstiger Boden zur Vermehrung von Mikroorganismen im Pansen der Wiederkäuer geschaffen. Mit dieser Methode wird eine 3-8 Gew.-% der Gesamtmenge des Mischfutters entsprechende Menge von Harnstoff ohne Vergiftungsgefahr verfüttert.
Die ungarische Patentschrift Nr. 160 454 stellt ein solches Verfahren dar, bei dem 20 Gew.-% Erdnussschrot, 28 Gew. % Sojaschrot, 12 Gew.-% Sonnenblumenschrot, 6 Gew.-% Weizenkeime, 7 Gew.-% Weizenfuttermehl, 6 Gew.-% Luzernenmehl, 7,5 Gew.-% Rübenmelasse, 1 Gew.-% Futterfett, 3 Gew.-% Harnstoff, 2,8 Gew.-% Futterkalk, 1,7 Gew. % Phoskal, 1 Gew.-% jodiertes Viehsalz, 2 Gew.-% Mineralpremix, 1 Gew.-% Vitamin-Premix und 1 Gew.-% Zusatzstoff vermischt werden.
Nach der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 748 000 wird Harnstoff mit Wasser, Melasse und Phosphorsäure vermischt, danach wird das Gemisch mit für Futterzwecke geeigneten sonstigen pflanzlichen Stoffen homogenisiert.
c) Der Harnstoff wird für Futterzwecke geeignet gemacht, indem das Freiwerden von Ammoniak mit verschiedenen mechanischen Verfahren, so Druck, Granulieren oder Pelletisieren, verzögert wird.
Die ungarische Patentschrift Nr. 167 864 beschreibt ein solches Verfahren, bei dem zur Herstellung von Wiederkäuerfutter das mit Harnstoff ergänzte gehäckselte Rohfutter mit einer wässrigen Lösung von Lauge, zweckmässig Natriumhydroxid, und wenigstens einem Salz, zweckmässig Natriumcarbonat und Natriumsulfit, vermischt und das Gemisch pelletisiert wird.
Die USA-Patentschrift Nr. 3 490 912 beschreibt ein Verfahren, bei dem die wässrige Lösung von Harnstoff mit festem Futterstoff vermischt, dann das Gemisch getrocknet und der getrocknete Futterstoff granuliert wird.
d) Der Harnstoff wird für Futterzwecke verwendet, in
dem seine Kristallstruktur und dadurch seine Löslichkeit z. B. durch Druck bei hoher Temperatur, Schmelzen oder die Herstellung von unterschiedlichen Addukten verändert werden.
Nach der ungarischen Patentschrift Nr. 170 293 werden 38-45 Gewichtsteile Harnstoff und 65-52 Gewichtsteile Harnstoffphosphat trocken vermischt, das Gemisch bei 72-90 C geschmolzen und einem für die Tierfütterung verwendeten, zerkleinerten pflanzlichen Produkt beigemischt.
Nach der USA-Patentschrift Nr. 3 988 483 wird Stärke oder das Mehl von stärkehaltigen Getreidekörnern mit Harnstoff vermischt, bei einer Temperatur von 150-350 "C mit Wasserdampf verkleistert, und der erhaltene Stoff wird den Wiederkäuern in flüssigem Zustand zugeführt.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Anwendung von bekannten NPN-Stoffen zusammen mit Stärke, quellbarem Tonmineral und/oder Zement sowie Phosphatiden bis jetzt nicht bekannt war. Darüber hinaus ist kein einziges bekanntes Verfahren zur Beseitigung der Schwierigkeiten geeignet, die das Füttern mit Harnstoff mit sich bringt. Es ist notwendig, für das Füttern eine Eingewöhnungszeit von mindestens 14 Tagen, aber meistens 30 Tagen einzuschieben. Die Tiere bekommen so viel von den Produkten, dass sie ständig satt sind, damit der pH-Wert des Pansens bei 7 bleibt; das ist wichtig, weil sich sonst bei einem Sinken des pH-Werts die Aktivität des Ureaseenzyms verstärkt.
Das Füttern mit schnell hydrolysierenden Grünfuttermitteln (Gras, Grünluzerne usw.) muss praktisch eingestellt werden, da sie die Bildung von reichlich Ammoniak verursachen, und wenn gleichzeitig Harnstoff gefüttert wird, besteht die Gefahr einer Ammoniakvergiftung. Keine Lösung ermöglicht die Zuführung einer grösseren Menge gleichzeitig mindestens 50-100 g -NPN-Stoffes. Die bekannte geschmacksverderbende Wirkung von Harnstoff muss mit schmackhaften Ergänzungsfuttermitteln oder Deckmitteln ausgeglichen werden. Die Ammoniak-Konzentration des Pansens kann nur umständlich oder aber überhaupt nicht auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Die Herstellung der Produkte ist im allgemeinen kompliziert, folglich ist der Beschaffungspreis hoch und so die spezifische Wirkung nicht ausreichend.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Futterzusatzes - wobei die Nachteile der bekannten Lösungen ausgeschaltet werden sollen -, der mit ausgezeichneter Wirksamkeit zum Füttern von Wiederkäuern benutzt werden kann, NPN-Stoff in grosser Quantität und ohne die geringste Vergiftungsgefahr enthält, schmackhaft ist und so das Füttern von extra zugeführtem Verbesserungsfutter und Deckmitteln überflüssig und das Füttern einer beliebigen Menge von leicht hydrolysierenden Eiweissen möglich macht.
Die Grundlage der Erfindung bildet die Erkenntnis, dass wenn der NPN-Stoff in so einen Stoff eingebettet oder mit einem solchen Stoff überzogen in den Pansen des Wiederkäuers geführt wird, der aus einem Gemisch des Hydrolyseprodukts der Stärke und quellbaren Tonminerals, weiterhin eines oberflächenaktiven Stoffes besteht, der Abbau des NPN-Stoffes im Pansen entsprechend den praktischen Bedingungen regelbar ist und gleichzeitig die Menge des durch das Tier verwertbaren NPN-Stoffes auf das Mehrfache des bisherigen Wertes gesteigert werden kann.
Weiterhin basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass infolge der Anwendung des oben erwähnten Einbettungsoder Überzugsstoffes die Körner des in den Pansen gelangenden NPN-Stoffes in der Pansenflüssigkeit schweben und die NPN-spaltenden Enzyme so leichter für die Harnstoff spaltende Urease sowie die Mikroorganismen des Pansens zugänglich werden.
Eine weitere Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, dass das Gemisch, das für die Einbettung oder den Überzug der Körner des NPN-Stoffes benutzt wird, die Bildung der für das Tier schädlichen Ammoniakkonzentration verhindert.
Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, dass der unter Verwendung des oben erwähnten Einbettungsbzw. Uberzugsmittels herstellbare Futterzusatz mit einem ausserordentlich hohen NPN-Gehalt die ohne Aufschluss erfolgende Nutzung solcher landwirtschaftlichen Nebenprodukte als sich verwertende Futterkomponente ermöglicht, die in solcher Qualität ohne Aufschluss bisher nicht verwendbar waren.
Schliesslich basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass der geregelte bzw. sich über längere Zeit hinziehende Zerfall des NPN-Stoffes im Pansen praktisch eine ständige Mikroorganismenflora sichert, folglich ist das Tier nicht der bei diskontinuierlicher Versorgung mit NPN-Stoff nach jeder NPN-Zuführung auftretenden Stresswirkung ausgesetzt.
Demzufolge ist die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines NPN-Stoff enthaltenden, vorzugsweise harnstoffhaltigen Futterzusatzes für Wiederkäuer, das darin besteht, dass der NPN-Stoff auf das Gesamtgewicht des Produkts bezogen, zu 20 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise zu 70 bis 85 Gew.-%, in einen Stoff eingebettet bzw. mit einem Stoff überzogen wird, der aus 5 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise aus 35 bis 60 Gew.-%, gegebenenfalls mindestens zu 10%, vorzugsweise zu 30 bis 50%, verkleisterter Stärke, aus 2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 12 Gew.-% quellbarem Tonmineral und/oder Zement und aus 1 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 15 Gew.-%, Phosphatid besteht.
Im Sinne der Erfindung wird unter Zement das üblicherweise in der Bauindustrie verwendete hydraulische Bindemittel und Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften verstanden.
Als NPN-Stoff können in erster Linie Harnstoff, weiterhin Ammoniak, Ammoniumsalze, Äthylen-harnstoff, Propionsäureamid, Harnsäure und Kreatin eingesetzt werden.
Als Stärke-Quelle können vorzugsweise sämtliche Getreidearten, Hirse, Reis, Rispenhirse, Kartoffel, Maniok, weiterhin Heu, Silofutter sowie auch Abwässer der Stärkeproduktion verwendet werden. Diese Stärkegrundstoffe können sich im Laufe des Prozesses zu Stärkehydralysat verkleistern.
Als Phosphatid sind Lecithin, Kephalin, Monophosphoinosit, Phytoglykolipid, Lysophosphatid und Polyglycerophosphatid verwendbar.
Als quellbares Tonmineral können in erster Linie Bentonit, weiterhin Illit, Hydrophylit, Vermikulit, Rektorit, Montmorillonit, Hektorit, Saponit, Attapulgit und Sepiolit eingesetzt werden.
Der pH-Wert des Produkts kann mit anorganischen oder organischen Säuren, so mit Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Propansäure, Buttersäure, Ascorbinsäure, Milchsäure und deren Salzen auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
Erfindungsgemäss wird zweckmässig so vorgegangen, dass der Stärkegrundstoff auf eine Korngrösse von 30 70 gemahlen wird, dann in Wasser mit einer Temperatur von 20-40 "C gegeben wird, das Sojalecithin und Harnstoff in gelöstem Zustand enthält. Dann wird dem Weichbad Bentonit zugeführt und die Dispersion 10-15 Minuten lang gerührt.
Die so erhaltene breiige Masse wird in eine Trockenanlage gegeben und dort bis zu einem Wassergehalt von 8-12 Gew. % getrocknet. Der getrocknete Stoff wird bis auf ein Kornmass von 0,2-5 mm zerkleinert. Im Sinne der Erfindung kann man auch so vorgehen, dass Lecithin in Wasser mit einer Temperatur von 40-80 "C dispergiert wird, dann ein Gemisch von Harnstoff und Bentonit hinzugegeben wird, die Dispersion in den Schnellmischer geführt und 8-15 Minuten lang homogenisiert wird.
Während der Erwärmung der wässrigen Suspension verkleistert sich die Stärke. Die Erwärmung soll zweckmässig so durchgeführt werden, dass die Verkleisterung eine völlige Umbildung von mindestens 10% der gesamten Stärke im Stoff bewirkt.
Die breiige Masse kann auch direkt verwendet werden, indem sie z. B. zu Presslingen geformt oder zu Pellets extrudiert oder aber direkt dem Faser- oder Kraftfutter zugegeben wird.
Die auf Grund des Stickstoffgehalts des mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Futterzusatzes berechnete Eiweiss-Messzahl ist zweimal so hoch wie die Eiweiss-Messzahl von Sojaschrot gleichen Gewichts, d. h. 1 kg Zusatz kann 2 kg Sojaschrot ersetzen.
Das mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Produkt enthält auch ohne extra Ergänzung einen bedeutenden Teil der für den lebenden Organismus unerlässlichen Mineralstoffe.
Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind folgende: a) Es ermöglicht das Füttern mit einem Futterzusatz, der praktisch eine beliebige Menge Harnstoff enthält.
b) Das mit dem Verfahren hergestellte Produkt ist schmackhaft, die Tiere verzehren es gern.
c) Die Vergiftungsgefahr beim Füttern mit Harnstoff ist praktisch gänzlich beseitigt.
d) Der Preis des hergestellten Produkts ist auf eine Einheit Eiweiss bezogen recht günstig.
e) Die Herstellungstechnologie ist einfach.
f) Mit dem nach dem Verfahren hergestellten Produkt gelangt die den Bedürfnissen der Tiere entsprechende Menge Mikroelemente in den Tierorganismus.
g) Das erfindungsgemäss hergestellte Produkt kann direkt in den Technologieprozess der modernen Mischfutterherstellung eingefügt werden.
h) Das erfindungsgemäss hergestellte Produkt ist nicht hygroskopisch und kann folglich ausgezeichnet gelagert werden.
i) Das erfindungsgemäss hergestellte Produkt kann im monodietischen Fütterungssystem der Wiederkäuer vorteilhaft eingesetzt werden, aber auch in Systemen angewendet werden. die ausschliesslich auf der Kraftfütterung basieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
In einen Schnellmischer werden 12 kg Sojalecithin, 12 kg Bentonit, 16 kg Harnstoff und 60 1 Wasser bei einer Temperatur von 70 "C gegeben, und nach 5 Minuten Dispergieren wird die erhaltene homogene Suspension auf Zimmertemperatur gekühlt.
Aus der Suspension werden 12 kg Kraft- oder Massenfutter für Rinder gemischt und aus dem so erhaltenen Stoff werden Presslinge geformt.
Die erhaltene Suspension kann auch vorsichtig getrocknet und das trockene Produkt mit weiteren Komponenten vermischt werden.
Beispiel 2
30 kg der nach Beispiel 1 erhaltenen Suspension werden im Futtermischer sorgfältig mit 40 kg Getreidemahlgut, 29,5 kg Luzernenmehl und 0,5 kg Viehsalz vermischt.
Das so erhaltene Produkt ist ausgezeichnet zur Fütterung von Wiederkäuern, in erster Linie zum Mästen, aber auch extrudiert für Fütterungszwecke geeignet.
Beispiel 3
11 kg Sojalecithin werden mit 35 1 Wasser (40 "C) vermischt, und zu der so erhaltenen Emulsion werden 14 kg Bentonit hinzugegeben, der durch ein DIN 70 Sieb (90 einen Siebrückstand von höchstens 10% liefert.
15 kg Harnstoff werden in 25 1 Wasser bei 80 "C aufgelöst und diese Lösung der Bentonitsuspension hinzugefügt.
Die erhaltene Suspension gelangt in den Schnellmischer und wird darin 8 Minuten lang homogenisiert.
Zu der erhaltenen Suspension werden 50 kg Maismahlgut gegeben, dessen Korngrösse zwischen 120 11 und 300 liegt.
Das erhaltene Gemisch wird zusammen mit 50 1 Wasser bei 90 "C in einen mit einem Mischer versehenen Behälter geführt und 30 Minuten lang unter Rühren verkleistert.
Der erhaltene Zusatzstoff kann direkt für die Fütterung von Wiederkäuern verwendet, aber auch mit sonstigen Futtermitteln ergänzt werden.
Beispiel 4
10 kg Sojalecithin und 10 kg Bentonit werden zu 50 1 Wasser bei 85 "C gegeben, und die erhaltene Dispersion wird so lange gerührt, bis der Feststoff nicht mehr klumpig ist.
Nach der Zugabe von 30 kg Harnstoff wird der Stoff in einem Schnellmischer dispergiert, während der pH-Wert der Suspension durch die Zuführung von 0,1 n Salzsäure auf einem Wert zwischen 6 und 6,5 gehalten wird.
Die Suspension wird in einen mit einem Mischer versehenen Autoklav geführt und 25 kg feingemahlener Mais werden hinzugegeben. In den Autoklav werden weitere 35 1 Wasser gegeben, so beträgt der gesamte Wassergehalt der Suspension 55 Gew.-%. Dann wird die innere Temperatur des Autoklavs auf 120 "C erhöht und 20 Minuten lang bei diesem Wert gehalten. Das erhaltene Material wird in einer Mahl- und Trockeneinrichtung mit grosser Scherkraft (Einrichtung vom Typ ATRITOR 18/A; Hersteller: Jacober et Co., Solothurn, Schweiz) auf eine Korngrösse unter 3 mm gemahlen.
Das so erhaltene Produkt wird Milchkühen gefüttert.
Die Tiere verzehren es gern. Das Futter hat keinen Ammoniakgeruch, seine Hygroskopizität ist recht günstig. Selbst wenn das Fünffache der üblichen Dosis gefüttert wird, treten bei den Tieren keine Vergiftungserscheinungen oder andere schädliche Wirkungen auf.
Beispiel 5
2 kg Sojalecithin werden mit 30 1 Wasser bei 80 "C vermischt, bis keine Klumpen mehr vorhanden sind, dann wird der Suspension ein Gemisch von 3 kg Bentonit und 2 kg Harnstoff zugegeben. Aus dem so erhaltenen Stoff wird im Schnellmischer eine homogene Suspension angefertigt. Die Suspension wird in einen mit einem Mischer versehenen, heizbaren Behälter gegeben, und 70 kg feingemahlener Mais sowie 1001 Wasser werden zugegeben. Das Gemisch wird auf 90 "C erwärmt und 30 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten, dann in der Mahl- und Trockeneinrichtung nach Beispiel 4 auf einen Wassergehalt von 8-15 Gew.-% getrocknet und auf eine Korngrösse von weniger als 3 mm gemahlen.
Der so hergestellte Stoff wird für die Fütterung von Wiederkäuern eingesetzt. Das Produkt kann mit oder ohne Zusatz von sonstigen Futtermitteln in erster Linie als Nährstoff für Jungvieh dienen.
Beispiel 6
18 kg Sojalecithin werden klumpenfrei mit 150 1 Wasser bei 80 "C vermischt. Der Suspension werden 20 kg Bentonit und 52 kg Harnstoff beigemengt. Der Stoff wird in einen Schnellmischer geführt und 8 Minuten lang homogenisiert.
Die erhaltene Suspension wird in einem Autoklav mit 20 kg feingemahlenem Maisschrot vermischt. Unter ständigem Rühren werden inzwischen 150 1 Wasser hinzugegeben, dann wird die innere Temperatur des Autoklavs auf 130 C erhöht und 40 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten.
Das so erhaltene Produkt kann direkt zum Füttern von Wiederkäuern eingesetzt oder aber den üblichen Nährstoffen beigemischt werden.
Beispiel 7
8 Gew.-% Lecithin werden in 65 1 Wasser bei 80 C di spergiert, dann werden 6 Gew.-% Bentonit und 21 Gew.-%
Harnstoff hinzugegeben. Die Dispersion gelangt in den
Schnellmischer und wird 8 Minuten lang homogenisiert. Der so erhaltene Stoff wird den üblichen Nährstoffen der Wie derkäuer beigemischt oder vorsichtig getrocknet oder aber in einer Menge von 10 Gew.-% als Presshilfsmittel verwendet, indem er in der Pressmaschine auf den zu pressenden Stoff (Getreideschrot, Faserfuttermittel usw.) zerstäubt wird.
Die homogenisierte Dispersion kann auch mit stärkehaltigen körnigen Getreidesamen (Weizen, Mais, Gerste usw.) z. B. im Gewichtsverhältnis von 1:1 vermischt werden, dann wird das Gemisch in der Mahl-Trockeneinrichtung nach
Beispiel 4 getrocknet und auf eine Korngrösse von 0,3-3 mm gemahlen. Das Mahlgut wird granuliert, zu Presslingen ge formt und pelletiert.
Beispiel 8
Es wird genau wie in Beispiel 3 vorgegangen mit dem
Unterschied, dass die Suspension nicht mit 14 kg Bentonit, sondern 10 kg 600-er Zement hergestellt wird.
Das so erhaltene Produkt kann den Wiederkäuern direkt gefüttert werden.
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PATENT CLAIMS
1. A method for producing a feed additive for ruminants, which contains a non-protein nitrogen-containing substance, characterized in that the non-protein nitrogen-containing substance - based on the total weight of the product - embedded in a substance to 20 to 98 wt .-% or is coated with a material which consists of 5 to 75% by weight of gelatinized starch, 2 to 25% by weight of swellable clay mineral and / or cement and furthermore 1 to 35% by weight of phosphatide.
2. The method according to claim 1, characterized in that cereals, millet, rice, millet, potatoes, cassava, hay, silage or waste water from the starch industry are used as the starch source.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that lecithin, kephalin, monophosphoinosit, phytoglycolipid, lysophosphatide or polyglycerophosphatide are used as phosphatide.
The invention relates to a method for producing an NPN-containing, preferably urea-containing feed additive for ruminants.
It is well known that the significant steady increase in the world's population, both in terms of satisfying caloric nutritional needs and providing protein, is a major challenge for every country's food industry. In particular, the need for animal protein is growing, which makes it more and more difficult to secure feed protein. This is why there is growing interest in so-called NPN / (non-protein nitrogen containing) substances, primarily in the use of urea for animal feed.
The industrially cheaply produced urea contains 46% by weight of nitrogen, and if appropriately supplied, it provides a well-usable nitrogen source as feed for animals with a multi-part digestive system, that is to say for ruminants; However, it has also become clear from the wide-ranging studies carried out so far that feeding with urea is associated with dangers, since it can cause poisoning, temporary indigestion, and even death.
Tests have shown that the urea contains biologically valuable protein feed, e.g. Soy, peanut meal and also sunflowers can replace.
The urea breaks down into carbon dioxide and ammonia as a result of the action of microorganisms after it has entered the assembled stomach of the ruminant. The ammonia is used by the microorganisms in the digestive system of the ruminants to build up the proteins necessary for the organism. If the urea disintegrates too quickly, the rumen microorganisms are unable to process the ammonia formed and if the excess ammonia gets into the bloodstream, poisoning can occur. The animal organism is able to convert the excess ammonia into urea again through reactions in the liver and then excrete it with the urine.
However, this process is only possible within certain limits, and it has so far not been possible to prevent poisoning of the animal if the urea intake is too strong.
The intake of NPN substances, such as urea, therefore depends on many external and internal factors. In order to be able to feed a significant amount of NPN substances, one must know the influencing factors and eliminate the negative phenomena. The timing of the amino acid synthesis, the ammonia concentration of the rumen, and the complete nitrogen supply to the animals must be taken into account. The efficiency of the use of urea is related to the state of equilibrium between concentration and synthesis. If the synthesis is slower than the formation of ammonia, there may be signs of intoxication and even massive death.
In many cases the taste causes difficulties when feeding NPN-containing substances. It has been scientifically proven that urea creates a feeling of cold in the oral cavity and that animals do not like to consume it.
This shows that the risk of poisoning, taste problems and poor utilization were the main obstacles to the widespread use of urea. Therefore, extensive research has been started in recent decades to delay the sudden release of ammonia in various ways.
The currently known solutions can be divided into four groups: a) In order to prevent urea poisoning, the urea is measured very precisely and supplied in small quantities. A maximum of 3.5% by weight of the total amount of the mixed feed can be fed without any risk of poisoning.
Hungarian patent specification No. 157 540 represents such a method in which sunflower husk regrind is mixed with at most 3% by weight of urea.
b) By feeding easily digestible and absorbable substances, such as. B. of feed with a high carbohydrate content (starch, molasses, feed sugar, etc.) and with an appropriate fiber content (feed straw, alfalfa flour, corncob flour, etc.), a favorable soil is created for the growth of microorganisms in the rumen of ruminants. With this method, an amount of urea corresponding to 3-8% by weight of the total amount of the compound feed is fed without risk of poisoning.
Hungarian Patent No. 160 454 represents such a method in which 20% by weight of peanut meal, 28% by weight of soybean meal, 12% by weight of sunflower meal, 6% by weight of wheat germ, 7% by weight of wheat feed meal, 6 % By weight of alfalfa flour, 7.5% by weight of beet molasses, 1% by weight of feed fat, 3% by weight of urea, 2.8% by weight of lime, 1.7% by weight phoscal, 1% by weight % iodized cattle salt, 2% by weight mineral premix, 1% by weight vitamin premix and 1% by weight additive.
According to US Pat. No. 2,748,000, urea is mixed with water, molasses and phosphoric acid, after which the mixture is homogenized with other vegetable substances suitable for animal feed.
c) The urea is made suitable for feed purposes by delaying the release of ammonia with various mechanical processes, such as pressure, granulation or pelletizing.
Hungarian Patent No. 167 864 describes such a process in which, for the production of ruminant feed, the chopped raw feed supplemented with urea is mixed with an aqueous solution of lye, suitably sodium hydroxide, and at least one salt, suitably sodium carbonate and sodium sulfite, and the mixture is pelletized .
U.S. Patent No. 3,490,912 describes a process in which the aqueous solution of urea is mixed with solid feed, then the mixture is dried and the dried feed is granulated.
d) The urea is used for feed purposes, in
which its crystal structure and thereby its solubility z. B. by pressure at high temperature, melting or the production of different adducts.
According to Hungarian Patent No. 170 293, 38-45 parts by weight of urea and 65-52 parts by weight of urea phosphate are dry mixed, the mixture is melted at 72-90 ° C. and mixed with a comminuted vegetable product used for animal feeding.
According to US Pat. No. 3,988,483, starch or the flour of starchy cereal grains is mixed with urea, gelatinized with water vapor at a temperature of 150-350 ° C., and the material obtained is fed to the ruminants in a liquid state.
In summary, it can be stated that the use of known NPN substances together with starch, swellable clay mineral and / or cement and phosphatides was hitherto unknown. In addition, not a single known method is suitable for eliminating the difficulties associated with urea feeding. It is necessary to allow a period of adjustment for feeding of at least 14 days, but usually 30 days. The animals get so much from the products that they are constantly full so that the pH of the rumen remains at 7; this is important because otherwise the activity of the urease enzyme will increase when the pH drops.
Feeding with fast-hydrolyzing green fodder (grass, green alfalfa, etc.) has to be practically stopped because it causes the formation of plenty of ammonia, and if urea is fed at the same time, there is a risk of ammonia poisoning. No solution enables the supply of a larger amount at the same time at least 50-100 g -NPN substance. The well-known taste-spoiling effect of urea has to be balanced with tasty supplementary feed or covering agents. The rumen's ammonia concentration can only be adjusted with difficulty or not at all to the desired value. The manufacture of the products is generally complicated, so the purchase price is high and the specific effect is insufficient.
The aim of the invention is to produce a feed additive - whereby the disadvantages of the known solutions are to be eliminated - which can be used with excellent effectiveness for feeding ruminants, contains NPN substance in large quantities and without the slightest risk of poisoning, is tasty and so on There is no need to feed extra supplementary feed and opacifying agents and it is possible to feed any amount of easily hydrolyzing proteins.
The basis of the invention is the knowledge that if the NPN substance is embedded in such a substance or covered with such a substance in the rumen of the ruminant, which consists of a mixture of the hydrolysis product of starch and swellable clay mineral, still a surfactant , the breakdown of the NPN substance in the rumen can be regulated according to the practical conditions and at the same time the amount of the NPN substance that can be used by the animal can be increased to a multiple of the previous value.
Furthermore, the invention is based on the finding that, as a result of the use of the embedding or coating material mentioned above, the grains of the NPN substance entering the rumen float in the rumen fluid and the NPN-cleaving enzymes are thus more easily accessible to urea-cleaving urease and the rumen microorganisms will.
A further basis of the invention is the knowledge that the mixture used for embedding or coating the grains of the NPN substance prevents the formation of the ammonia concentration which is harmful to the animal.
The invention is further based on the finding that the embedding using the above-mentioned. Feed additive that can be produced with a coating agent and has an extraordinarily high NPN content, which enables the use of agricultural by-products as a utilizing feed component without digestion, which have not previously been usable in such quality without digestion.
Finally, the invention is based on the finding that the controlled or prolonged decay of the NPN substance in the rumen practically ensures a permanent microorganism flora, consequently the animal is not that which occurs with discontinuous supply of NPN substance after each NPN supply Exposed to stress.
Accordingly, the invention is a process for the production of a feed additive for ruminants, preferably containing urea, containing NPN, which consists in that the NPN based on the total weight of the product is 20 to 98% by weight, preferably 70 to 85% % By weight, embedded in a substance or coated with a substance which consists of 5 to 75% by weight, preferably 35 to 60% by weight, optionally at least 10%, preferably 30 to 50%, gelatinized starch, consists of 2 to 25% by weight, preferably 8 to 12% by weight of swellable clay mineral and / or cement and 1 to 35% by weight, preferably 7 to 15% by weight, of phosphatide.
For the purposes of the invention, cement is understood to mean the hydraulic binder and materials with similar properties that are commonly used in the construction industry.
Primarily urea, ammonia, ammonium salts, ethylene urea, propionic acid amide, uric acid and creatine can be used as the NPN substance.
All types of grain, millet, rice, panicle millet, potato, manioc, hay, silage and waste water from starch production can preferably be used as the starch source. These starch raw materials can gelatinize into starch hydrolyzate in the course of the process.
Lecithin, cephalin, monophosphoinosit, phytoglycolipid, lysophosphatide and polyglycerophosphatide can be used as phosphatide.
As swellable clay mineral, primarily bentonite, illite, hydrophylite, vermiculite, rectorite, montmorillonite, hectorite, saponite, attapulgite and sepiolite can be used.
The pH of the product can be adjusted to the desired value using inorganic or organic acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propanoic acid, butyric acid, ascorbic acid, lactic acid and their salts.
The procedure according to the invention is expediently such that the starch base is ground to a grain size of 30-70, then placed in water at a temperature of 20-40 ° C. which contains soy lecithin and urea in the dissolved state. Bentonite is then added to the soft bath and the Dispersion stirred for 10-15 minutes.
The pulpy mass obtained in this way is placed in a drying plant and dried there to a water content of 8-12% by weight. The dried material is crushed to a grain size of 0.2-5 mm. In the sense of the invention, one can also proceed in such a way that lecithin is dispersed in water at a temperature of 40-80 ° C., then a mixture of urea and bentonite is added, the dispersion is fed into the high-speed mixer and homogenized for 8-15 minutes .
The starch gelatinizes during the heating of the aqueous suspension. The heating should expediently be carried out in such a way that the gelatinization causes a complete transformation of at least 10% of the total starch in the fabric.
The pulpy mass can also be used directly by e.g. B. molded into pellets or extruded into pellets or added directly to the fiber or concentrate.
The protein measurement number calculated on the basis of the nitrogen content of the feed additive produced by the method according to the invention is twice as high as the protein measurement number of soybean meal of the same weight, i.e. H. 1 kg of additive can replace 2 kg of soybean meal.
The product produced by the process according to the invention contains a significant part of the minerals essential for the living organism even without an additional supplement.
The main advantages of the method according to the invention are as follows: a) It enables feeding with a feed additive which contains practically any amount of urea.
b) The product produced by the process is tasty, the animals like to eat it.
c) The risk of poisoning when feeding with urea is practically completely eliminated.
d) The price of the manufactured product is quite cheap based on a unit of protein.
e) The manufacturing technology is simple.
f) With the product produced according to the method, the amount of microelements corresponding to the needs of the animals reaches the animal organism.
g) The product produced according to the invention can be inserted directly into the technology process of modern compound feed production.
h) The product produced according to the invention is not hygroscopic and can therefore be stored excellently.
i) The product produced according to the invention can advantageously be used in the monodietic feeding system of ruminants, but can also be used in systems. which are based exclusively on power feeding.
The process according to the invention is illustrated by the following examples.
example 1
12 kg of soybean lecithin, 12 kg of bentonite, 16 kg of urea and 60 l of water are placed in a high-speed mixer at a temperature of 70 ° C., and after 5 minutes of dispersion, the homogeneous suspension obtained is cooled to room temperature.
12 kg of concentrate or bulk feed for cattle are mixed from the suspension and pellets are formed from the material thus obtained.
The suspension obtained can also be carefully dried and the dry product mixed with other components.
Example 2
30 kg of the suspension obtained according to Example 1 are carefully mixed in the feed mixer with 40 kg of ground grain, 29.5 kg of alfalfa flour and 0.5 kg of cattle salt.
The product obtained in this way is excellent for feeding ruminants, primarily for fattening, but also extruded for feeding purposes.
Example 3
11 kg of soy lecithin are mixed with 35 l of water (40 ° C.), and 14 kg of bentonite are added to the emulsion thus obtained, which gives a sieve residue of at most 10% through a DIN 70 sieve (90).
15 kg of urea are dissolved in 25 l of water at 80 ° C. and this solution is added to the bentonite suspension.
The suspension obtained enters the high-speed mixer and is homogenized therein for 8 minutes.
50 kg of ground maize are added to the suspension obtained, the grain size of which is between 120 11 and 300.
The mixture obtained is passed together with 50 l of water at 90 ° C. into a container provided with a mixer and gelatinized for 30 minutes with stirring.
The additive obtained can be used directly for feeding ruminants, but can also be supplemented with other feed.
Example 4
10 kg of soy lecithin and 10 kg of bentonite are added to 50 l of water at 85 ° C., and the dispersion obtained is stirred until the solid is no longer lumpy.
After the addition of 30 kg of urea, the substance is dispersed in a high-speed mixer, while the pH of the suspension is kept at a value between 6 and 6.5 by the addition of 0.1N hydrochloric acid.
The suspension is fed into an autoclave equipped with a mixer and 25 kg of finely ground corn are added. A further 35 liters of water are added to the autoclave, so the total water content of the suspension is 55% by weight. The internal temperature of the autoclave is then raised to 120 ° C. and held at this value for 20 minutes. The material obtained is subjected to high-shear grinding and drying equipment (ATRITOR 18 / A type; manufacturer: Jacober et Co., Solothurn, Switzerland) to a grain size of less than 3 mm.
The product obtained in this way is fed to dairy cows.
The animals like to eat it. The food has no ammonia smell, its hygroscopicity is quite cheap. Even if five times the usual dose is fed, no signs of poisoning or other harmful effects occur in the animals.
Example 5
2 kg of soy lecithin are mixed with 30 l of water at 80 ° C. until there are no more lumps, then a mixture of 3 kg of bentonite and 2 kg of urea is added to the suspension. A homogeneous suspension is prepared from the material obtained in a high-speed mixer. The suspension is placed in a heatable container provided with a mixer, and 70 kg of finely ground maize and 100 l of water are added. The mixture is heated to 90 ° C. and kept at this temperature for 30 minutes, then in the grinding and drying device Example 4 dried to a water content of 8-15% by weight and ground to a grain size of less than 3 mm.
The material thus produced is used for feeding ruminants. With or without the addition of other feeds, the product can primarily serve as a nutrient for young cattle.
Example 6
18 kg soy lecithin are mixed with 150 l of water at 80 ° C. without lumps. 20 kg of bentonite and 52 kg of urea are added to the suspension. The material is fed into a high-speed mixer and homogenized for 8 minutes.
The suspension obtained is mixed in an autoclave with 20 kg of finely ground corn meal. 150 l of water are now added with constant stirring, then the internal temperature of the autoclave is raised to 130 ° C. and kept at this temperature for 40 minutes.
The product obtained in this way can be used directly for feeding ruminants or can be added to the usual nutrients.
Example 7
8% by weight of lecithin are dispersed in 65 l of water at 80 ° C., then 6% by weight of bentonite and 21% by weight
Urea added. The dispersion gets into the
High-speed mixer and is homogenized for 8 minutes. The material obtained in this way is admixed with the usual nutrients of the ruminants or carefully dried or used in an amount of 10% by weight as a pressing aid by atomizing it onto the material to be pressed (grain meal, fiber feed, etc.) in the press machine.
The homogenized dispersion can also be used with starchy granular grain seeds (wheat, corn, barley, etc.) e.g. B. are mixed in a weight ratio of 1: 1, then the mixture in the mill-dryer after
Example 4 dried and ground to a grain size of 0.3-3 mm. The regrind is granulated, molded into pellets and pelletized.
Example 8
The procedure is exactly the same as in Example 3
The difference is that the suspension is not made with 14 kg bentonite, but with 10 kg 600 cement.
The product obtained in this way can be fed directly to the ruminants.