DE102004008019A1 - Verwendung eines Rundgranulates auf tonmineralischer Basis - Google Patents

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Rundgranulates auf tonmineralischer Basis als insbesondere flüssigen Tierabfall aufnehmende Substanz.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundgranulat auf tonmineralischer Basis.
• Derartige Rundgranulate sind aus der Praxis bekannt und werden beispielhaft in der DE 690 10 535 T2 bzw. der DE 43 28 285 C2 beschrieben. Im letztgenannten Fall kommt ein Tierstreu zum Einsatz, welches mindestens ein feuchtigkeitsabsorbierendes organisches Material als Partikelkern aufweist, wobei der Partikelkern von einem Partikelmantel vollständig umgeben ist, welcher aus einem mineralischen Material besteht. Bei dem mineralischen Material kann es sich um Glimmer oder Vermiculit handeln.
• Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere flüssigen Tierabfall absorbierenden Streumittels für Haustiere durch die US-PS 4 591 581 bekannt. An dieser Stelle wird so vorgegangen, dass einzelne mineralische Körner mit einer Korngröße unterhalb von 2 mm im Wesentlichen getrocknet und dann mit Wasser gemischt werden. Anschließend wird diese Mischung verdichtet und in einzelne Partikel gewünschter Größe zerkleinert. Als mineralische Ausgangsstoffe kommen Tonmineralien zum Einsatz.
• Darüber hinaus ist es allgemein bekannt, wasserquellfähigen Natriumbentonitentonitton in Verbindung mit einer Tierabfall absorbierenden Zusammensetzung einzusetzen, wie dies im Rahmen der EP 0 378 421 B1 beschrieben wird. Dabei lässt sich flüssiger Tierabfall selektiv aus einem Abfallkasten entfernen, weil insofern eine agglomerierte Masse erzeugt wird, welche die absorbierende Zusammensetzung und den flüssigen Tierabfall beinhaltet. Diese agglomerierte Masse ist von ausreichender Größe und Kohärenzkraft, um aus dem Abfallkasten entfernt zu werden.
• Die bekannten Vorgehensweisen haben sich grundsätzlich bewährt, was die Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit des eingesetzten Tonminerals und dessen Agglomeration angeht, um einzelne Klumpen aus einer zugehörigen Abfallbox entfernen zu können. Allerdings lässt das Streuverhalten der bekannten Granulate zu wünschen übrig. Das lässt sich im Wesentlichen darauf zurückführen, dass trotz bei der Herstellung vorgesehener Siebvorgänge ein Spektrum an verschiedenen Partikeln unterschiedlicher Größen vorliegt und im Übrigen die einzelnen Körner über natürlich vorgegebene Bruchkanten verfügen. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
• Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine geeignete Substanz anzugeben, die sich vorteilhaft als Tierstreu eignet und über ein günstiges Streuverhalten verfügt.
• Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Rundgranulates auf tonmineralischer Basis als insbesondere flüssigen Tierabfall aufnehmende Substanz. Im Rahmen der Erfindung kommt dem Rundgranulat also primär die Funktion zu, flüssigen Tierabfall aufzunehmen, wenngleich natürlich auch fester Tierabfall in gewissen Grenzen absorbiert werden kann.
• Zu diesem Zweck greift die vorliegende Innovation in der Regel auf ein vorzugsweise tonmineralisches Ausgangsgranulat vorgegebener Körnung zurück, welches mit einem ebenfalls tonmineralischen Absorptionsmittel gemischt wird. In diesem Zusammenhang kann auch eine Flüssigkeit zugegeben werden, bei welcher es sich regelmäßig um Wasser handelt. Anschließend wird die Mischung getrocknet, so dass insgesamt Rundgranulatkörner mit einem Kern aus dem Ausgangsgranulat und einem umhüllenden Mantel aus der Absorptionsmittelbeschichtung entstehen.
• Dabei liegt die Absorptionsmittelbeschichtung obligatorisch als Tonmineral vor bzw. ist auf einer solchen Basis gefertigt. Dagegen mag das den Kern bildende Ausgangsgranulat grundsätzlich jedwede Konsistenz aufweisen, muss also nicht notwendigerweise tonmineralischen Ursprungs sein. So können übliche (mineralische) Granulate wie Perlite, Blähglas, Bims etc. eingesetzt werden. Entscheidend ist, dass durch den Mischvorgang des Ausgangsgranulates mit dem pulverförmigen tonmineralischen Absorptionsmittel – ob dieser nun trocken oder unter Flüssigkeitszugabe erfolgt – Rundgranulatkörner erzeugt werden. Diese verfügen in ihrem Kern über das Ausgangsgranulat und in ihrem Mantel über das Absorptionsmittel, wobei sich durch den Mischvorgang und die damit verbundenen Rührbewegungen die kugelige Form der fertigen Körner einstellt.
• In diesem Zusammenhang greift die Erfindungslehre in der Regel auf einen Mischer zurück, bei welchem ein Granulierteller gegenläufig im Vergleich zu Rührwerk-Flügeln rotiert. Dadurch kommt es zu einer besonders intensiven Durchmischung des Ausgangsgranulates mit dem Absorptionsmittel. Das kann beispielsweise in einem Eirich-Mischer oder auch in einem Lödige-Mischer geschehen.
• Üblicherweise werden die Körner des Ausgangsgranulates während oder nach dem Trocknen zur Verbesserung der Abriebfestigkeit der Absorptionsmittelbeschichtung mittels eines Bindemittels besprüht, bei dem es sich um ein solches auf Betonitbasis handeln kann. Sofern jedoch die Abriebfestigkeit schon von vornherein gegeben ist und sich als ausreichend erweist, mag selbstverständlich auf einen solchen Sprühvorgang verzichtet werden. Das gilt auch für einen abschließenden Siebvorgang, mit dessen Hilfe die beschichteten Körner des Ausgangsgranulates (die erzeugten Rundgranulatkörner) nach dem Trocknen sowie gegebenenfalls dem Besprühen gesiebt werden. Denn auch dieser Klassifizierungsvorgang ist als Option anzusehen.
• Im Rahmen der Erfindung kommt also nicht mehr ein durch Sieben erhaltenes Tonmineral bestimmter Körnungsstruktur als Streumittel zur Aufnahme von insbesondere flüssigem Tierabfall zum Einsatz, sondern vielmehr ein Rundgranulat, dessen Rundgranulatkörner mit einem Kern aus dem (tonmineralischen) Ausgangsgranulat ausgerüstet sind und über einen umhüllenden Mantel aus der tonmineralischen Absorptionsmittelbeschichtung verfügen. Dabei liegt die Absorptionsmittelbeschichtung in einer Schichtdicke von regelmäßig 0,1 bis 3 mm, insbesondere 0,1 bis 2 mm vor. Die Körner des Ausgangsgranulates mögen im Ursprungszustand eine Körnung von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 2 mm aufweisen.
• Dabei mag das Ausgangsgranulat auf tonmineralischer Basis als Schichtsilikat, wie beispielsweise ein Smektit oder Vermiculit, vorliegen. Zur Erhöhung der Flüssigkeitsaufnahme kann das betreffende Ausgangsgranulat bzw. Schichtsilikat mit beispielsweise Natrium oder auch Kalzium aktiviert sein. Auf diese Weise lässt sich die Ladungsdichteverteilung in den Zwischenschichten zur Flüssigkeitsaufnahme gezielt und positiv beeinflussen. Denn bekanntermaßen hängt die innerkristalline Quellung von Dreischichtmineralien, die vor allem in Frage kommen, von der Hydratisierung der Zwischenschicht-Kationen entscheidend ab.
• Dabei mag die Aktivierung des Ausgangsgranulates entweder vor dem Mischvorgang oder währenddessen stattfinden. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, auf beide Alternativen gleichzeitig zurückzugreifen. Wenn die Aktivierung des Ausgangsgranulates während des Mischvorganges vorgenommen werden soll, ist es erforderlich, dass Aktivierungsmaterial, beispielsweise Natrium, den Mischungskomponenten zuzugeben. Das kann in Gestalt von Soda respektive Natriumcarbonat geschehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch mit Kalziumcarbonat gearbeitet werden, um Kalziumionen anstelle der Natriumionen oder ergänzend zu diesen in die Zwischenschichten einzubauen.
• Grundsätzlich können beliebige tonmineralische Absorptionsmittel Verwendung finden, die mit den Körnern aus dem Ausgangsgranulat in der beschriebenen Art und Weise eine Verbindung einzugehen in der Lage sind. Dabei haben sich Absorptionsmittel auf Basis von Dreischicht-Tonmineralen als besonders günstig erwiesen. Denn solche Tonminerale verfügen – wie beschrieben – nicht nur über eine äußerst ausgeprägte Quellfähigkeit, die den flüssigen Tierabfall aufzunehmen in der Lage ist. Sondern die erfindungsgemäß erreichten Rundgranulatkörner agglomerieren zu leicht handhabbaren Klumpen, die einwandfrei aus einer zugehörigen Streubox entfernt werden können. Die Eigenschaften sind also vergleichbar mit denjenigen, die von herkömmlichen Streumitteln zur Verfügung gestellt werden.
• Dabei ist die Fließfähigkeit und Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Rundgranulates deutlich gegenüber bisherigen Ausführungsformen verbessert. Das lässt sich auf die nahezu kugelförmige Gestalt nach der Herstellung zurückführen. Dabei können sowohl unterschiedliche als gleiche Tonminerale für einerseits das Ausgangsgranulat und andererseits das Absorptionsmittel zum Einsatz kommen. Im einfachsten Fall wird Montmorillonit verwendet, welcher den Hauptbestandteil marktüblicher Bentonite darstellt. Dabei kann beispielsweise Kalziumbentonit zum Einsatz kommen, ein natürlicher Natriumbentonit oder technisch aktivierter Natriumbentonit.
• In diesen sämtlichen Fällen wird das Ausgangsgranulat in einen Mischer gegeben und mit dem Absorptionsmittel gemischt. Dabei mag das Absorptionsmittel als Pulver vorliegen und aus dem gleichen Werkstoff wie das Ausgangsgranulat bestehen. Durch die Zugabe von Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, führt der anschließende Mischvorgang dazu, dass sich das zunächst pulverförmige Absorptionsmittel als Beschichtung im Sinne eines umhüllenden Mantels um die einzelnen Ausgangsgranulatkörner legt. Auf diese Weise erhalten die hergestellten Körner die Form von Rundgranulatkörnern, also Körnern mit nahezu kugelförmiger Gestalt. Dadurch verbessert sich das Rieselverhalten ausdrücklich und ist die Handhabbarkeit verbessert. Wenn darüber hinaus das Ausgangsgranulat in einem bestimmten Kornspektrum vorliegt, ist durch diesen Vorgang ferner gewährleistet, dass die Körngröße der hergestellten Rundgranulatkörner keine große Variationsbreite aufweist.
• Tatsächlich wird nämlich durch den Mischvorgang erreicht, dass unterschiedliche Größen der Ausgangsgranulatkörner durch eine entsprechend dicke oder dünne Beschichtung aus dem Absorptionsmittel gleichsam ausgeglichen werden, so dass selbst bei einer Körnung des Ausgangsmaterials von 0,1 bis 10 mm nach dem anschließenden Mischvorgang Rundgranulatkörner mit einer Körnung von lediglich 3 bis 7 mm vorliegen, also die Variationsbreite bei dem Mischvorgang auf ca. die Hälfte oder noch weniger sinkt. – Es sollte betont werden, dass die Flüssigkeitszugabe nur optional erfolgt, also nicht zwingend ist. Das heißt, vom Erfindungsgedanken werden selbstverständlich auch Trockenmischungen abgedeckt.
• Dem Absorptionsmittel bzw. Tonmineral oder Bentonit kann ergänzend ein optischer Aufheller beigefügt werden. Bei diesem optischen Aufheller handelt es sich bevorzugt um Titandioxid, welches auch bei der Papierherstellung als Aufheller Verwendung findet. Das Bindemittel zur Erhöhung der Abriebfestigkeit der Absorptionsmittelbeschichtung ist in der Regel Methylzellulose oder auch Wasserglas, welches – wie der Sodazusatz – den beiden Hauptmischungskomponenten in Gestalt des Ausgangsgranulates und dem Absorptionsmittel während der Mischung (und/oder zuvor) beigemengt wird. Auch Bentonit kann – wie beschrieben – als Bindemittel Verwendung finden.
• Da das Ausgangsgranulat auf Tonmineralbasis in der Regel ohnehin über einen Wasseranteil von ca. 10 Gew.-% verfügt, kann eine zusätzliche Flüssigkeitszugabe entfallen. Sofern diese jedoch vorgesehen ist, wird mit einer Wasserzugabe von 10 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Mischung gearbeitet. Das heißt, der Gewichtsanteil des Wassers in der Mischung beträgt maximal 30 Gew.-%. Das Ausgangsgranulat wird zu 20 bis 40 Gew.-% in der Mischung verwendet, während das Absorptionsmittel den Rest, also ca. 60 bis 80 Gew.-%, ausmacht. Soda wird zu ca. 3 bis 8 Gew.-%, insbesondere 4 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Anteil des tonmineralischen Ausgangsgranulates, zugegeben.
• Im Ergebnis wird ein neuartiges Streumittel für Haustiere zur Verfügung gestellt, welches insbesondere flüssigen Tierabfall zu absorbieren in der Lage ist. In diesem Zusammenhang überzeugt das beschriebene Streumittel insbesondere dadurch, dass bedingt durch den Mischungsvorgang des Ausgangsgranulates mit dem Absorptionsmittel Rundgranulatkörner mit nahezu gleicher Korngröße erzeugt werden, die sich problemlos handhaben lassen.
• Dabei hat es sich gezeigt, dass die von dem Absorptionsmittel realisierte Schichtdicke von ca. 0,1 bis 3 mm der Absorptionsmittelbeschichtung ausreicht, den flüssigen Tierabfall einwandfrei aufnehmen zu können. Tatsächlich werden Wasseraufnahmeraten von deutlich mehr als 100 Gew.-% erreicht, die sogar noch die angegebenen Werte in der US-PS 4 591 581 für herkömmliche Streumittel übertreffen. Denn die Wasseraufnahme (nach Westinghouse) liegt über 300 Gew.-%, insbesondere sogar über 400 Gew.-%. Im Rahmen der Erfindungslehre nehmen also nahezu ausschließlich die äußeren Schichten des jeweiligen Rundkornes an der Flüssigkeitsaufnahme teil, wohingegen der innere Kern nur begrenzt für die Flüssigkeitsaufnahme genutzt wird. Denn zuvor ist es bereits zu der gewünschten Klumpenbildung gekommen.
• Zunächst wird ein tonmineralisches Ausgangsgranulat auf eine bestimmte Ausgangskörnung gebracht. Das kann durch entsprechende Mahlvorgänge erfolgen, wobei eine Körngrößenverteilung von ca. 0,1 mm bis 10 mm erreicht wird.
• Im Anschluss daran kann dann die Korngrößenverteilung noch weiter durch Sieben eingegrenzt werden, was jedoch nicht zwingend ist. Das solchermaßen erhaltene Ausgangsgranulat, bei dem es sich beispielhaft um Montmorillonit bzw. Bentonit handelt, wird mit einem Absorptionsmittel (ebenfalls Montmorillonit bzw. Bentonit) in einem Mischer vermengt. Dabei liegt das Absorptionsmittel in Pulverform vor und beträgt gewichtsmäßig in etwa das zwei- bis fünffache, insbesondere zwei bis dreifache, der Masse des Ausgangsgranulates. Diesem Gemisch wird nun noch Wasser zugegeben, und zwar je nach Feuchtegehalt des Ausgangsgranulates. Bewährt hat sich ein Wassergewichtsanteil in der Mischung von bis zu 30 Gew.-%.
• Die Mischung wird anschließend miteinander vermengt, wobei sich das pulverförmige Absorptionsmittel, bei dem es sich ebenfalls um Montmorillonit im Beispiel handelt, als Absorptionsmittelbeschichtung um den jeweiligen Ausgangsgranulatkern legt. Dadurch steht nach einem mehrminütigen Mischvorgang ein Rundgranulat zur Verfügung, dessen Korngrößenspektrum im Vergleich zum Ausgangsgranulat deutlich eingegrenzt ist und in einer Körnung von ca. 3 mm bis 7 mm vorliegt.
• Die Mischung wird anschließend getrocknet und gegebenenfalls gesiebt, wenn noch eine weitergehende Eingrenzung des Korngrößenspektrums gewünscht wird. Jetzt ist das erfindungsgemäße Rundgranulat für die Weiterverarbeitung bzw. unmittelbare Verwendung fertig.

Claims (10)

1. Verwendung eines Rundgranulates auf tonmineralischer Basis als insbesondere flüssigen Tierabfall aufnehmende Substanz.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise tonmineralisches Ausgangsgranulat vorgegebener Körnung mit einem pulverförmigen tonmineralischen Absorptionsmittel – gegebenenfalls unter Flüssigkeitszugabe – gemischt und anschließend getrocknet wird, so dass die entstehenden Rundgranulatkörner mit einem Kern aus dem Ausgangsgranulat und einem umhüllenden Mantel aus der Absorptionsmittelbeschichtung ausgerüstet sind.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner des Ausgangsgranulates während oder nach dem Trocknen zur Verbesserung der Abriebfestigkeit der Absorptionsmittelbeschichtung mittels eines Bindemittels besprüht werden.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichteten Körner des Ausgangsgranulates (die erzeugten Rundgranulatkörner) nach dem Trocknen sowie gegebenenfalls dem Besprühen gesiebt werden.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgranulat in einer Körnung von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 2 mm, als Ausgangsmaterial eingesetzt wird.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsgranulat auf tonmineralischer Basis Schichtsilikate wie beispielsweise Smektite oder Vermiculite zum Einsatz kommen, die vorzugsweise zur Erhöhung ihrer Flüssigkeitsaufnahme mit beispielsweise Natrium oder Kalzium aktiviert sind.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Absorptionsmittelbeschichtung 0,1 bis 3 mm, insbesondere 0,1 bis 2 mm, beträgt.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem tonmineralischen Ausgangsgranulat und/oder dem tonmineralischen Absorptionsmittel um Montmorillonit als Hauptbestandteil marktüblicher Bentonite handelt.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absorptionsmittel ein optischer Aufheller zugesetzt wird.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Flüssigkeit für den Mischvorgang um Wasser handelt, dem gegebenenfalls Soda in einer Menge von 3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 4 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das tonmineralische Ausgangsgranulat zugegeben wird.