DE1492926A1

DE1492926A1 - Verbesserte an einem Verfahren zur Umwandlung von Reishuelsen und anderen Kohlehydraten und dabei erhaltene Produkte

Info

Publication number: DE1492926A1
Application number: DE19631492926
Authority: DE
Inventors: Ulrey David George
Original assignee: WEILER JAMES FREDERICK
Current assignee: WEILER JAMES FREDERICK
Priority date: 1962-03-27
Filing date: 1963-08-23
Publication date: 1969-03-06
Also published as: JPS4937662B1; OA00260A; JPS5338223B1; ES286491A1; AT277738B; BR6347883D0; GB1002198A; CH417300A

Description

Clyde William Y/ellen und Jaraes Frederick V/eilor, 401 ili pie Creel; und 10911 '.Vickline Drive, City o: Houston, Zone 24, Texas (V.St.A.)

Verbeacerxvyj an einem Vorfahren zur Umwandlung vor. Reishülsen-und anderen Kohlehydraten und dabei erhr.ltene Produkte

Die vorliegende Erfindung; betrifft nouc und brauchbare Verbesserungen in inutternitteln und Dü:i26"!ittolu u:xi V..r:C;^:hren, ui< diase herzustellen. In besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ei:- jputteruittel oder Dün^euittel, die getrennte Teilchen von Kohlehjdratriatcrial enthalten und di:: verbeosorte Verdaulichkeit der ^ohl- heirate ooor vorbeoaerte V/asssrlöslichkeit oder verrißwerten Aiioho^ülu'.lt ira Vnrjleich nit dem Material in seirici natürlichen Zustand haben. Die Erfindung betrifft auch Verfahren i'.ur Ho?: teilung von Putter für Nutzvieh und Dün^e iitteln aus verschiedenen Kohlehydraten mit niedrigen Stickstoff und niedriijeia Protein und sie betrifft die Futter-und Düngemittel, dio^laraus erhalten v/erden.

Es besteht eiue Große Lachfrago nach organischen Düngomaterialien, v/eil der Stickstoff beim Kontakt mit den Doden langsau freigegeben wird und den größten ilutzsn für dtxs PflaiZonv/achstura bietet. Auch besteht eine i;'aclifra/je nach

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- 2 - H92926·

Futtorr-itteln für " utsvieli mit verhältnismä3cig hohem Proteingehalt oder erhöhter Kohlelr'dratvordaulichkeit oder beiden, welches nit verhältnicnässig niedrigen Kosten in einen: ei::.facli3ii Verfahren ava Kohleuydratr.aterialien mit niedrigen Stickstoff und niedrigem Protein ohne beträchtliches oder teu .res Verarbeiten, iürgänz-en un.I ähnliches ⁷ ic x\. out ο 11t ι /erden kann.

Die vorliegende -Erfindung betrifft'solch ein Verfahren und die danach erhaltenen Futtermittel und Dünge: .ittel.

Die vorliegende Erfindung umfasst in besonderen die Behandlunj von 'i-ieishülsen, wobei die lieishUlacn in brauchbare Prod; kte, \/ie Aitternittel für ITutzvieh und Düngemittel, uugt:wandelt v/erden. Augenblicklich v/erden Reishülsen I₁ allgemeinen als Abfallprodukte angesehen. Tause'nde von Tonnen ...ieisliülsen v/erda'· jede 7oche auf Abfallhaufen gebracht. Die ilrnen zahlen j odes Jahr große Sui.iraen, Ui:i diese Heishülseii los su v/erden. Heisiiülsen sind leicht im Gewicht und haben nicht genug V/r.rraeinhalt, um sie in Dampfkesseln verbrennen au können. Sie sind nicht brauchbar als Düngemittel, z.B. für Landmist, da die Heishülsen ein Ilieselsäureskelett haben, welches verhindert, daß die Hülsen niedargebrachen v/erden, wenn sie mit dem Tioden gemischt werden. Reishülsen sind nicht geeignet als Futtermittel, weil sie sehr zäh und elastisch sind, scharfe, schneidende Kanten haben und von dem

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BAD ORiQiHAL - 3

ITutzvieh, wie Kühen, nicht verdaut v/o-rueü können. Ausserdeiu haben 'Heißhülscn wenig oder {jar keine:· Stickstoff und äquivalenten protciu^ehr.l·..

Ss ist doshalb höchst erwünscht, diese Heishülsen in brauchbare Produkte umzuwandeln, wie es durch die vorliegende Erfindung erreicht wird.

Andere Kohlehydrate vit -iedri^em Stickstoff und niedrigen Protein, welche erfindun^sgenäsa behandelt werden können, sind Kuß- und Öleamennohle oder-hülsen, Trockenbutter, verschiedene Heue, Schalen, Stroh, Sojabohnenoc.ialen, Jute, Ananasabfälle, Olivenpulpe, gemahlene IJaiskolben, andere liauhfutter und ähnliches. Zu den Materialien gehören das Mehl, die hülsen, das Heu, das Stroh, die Schalen von Sorghum, Bermudagras, Klee, Zuckerrohrrückatände, Baumwollsarienachalen, Haferliülsen, Prärieheu, \7eizenhülsen, Safflowerschalen und Stroh, Ei'dnufisehalen und -hülsen, Ililostroh und -eteine. Es sei bemerkt, dass diese Uaterialien einen natürlichen Protein-gehalt von ungefähr 2 bis 10?5 haben.

In bezug auf diese letzten Arten von Kohlehydrate:: mit nis<'rigen Stickstoff und nit.drigeir) Protein und in bacug auf ihre Verwendung als Futt.rni'.tel für Wiederkü. fer iBt 1/3

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BAD ORIGINAL

der Proteinmenge dec Futtermittels Stickstoff in Form ύοώ. Harnstoff. 'Yen,. Harnstoff verwendet wird, wird er von den Wiederkäuern zuerst in dem ersten Magen in verfügbaren Ammoniak umgewandelt, welcher dann mit nicht-stickstoffhaltigen Verbindungen beim Aufbau von Bakterienprotein vereinigt wird. Weiterhin werden im Verdauungssystem die Bakterien verdaut und da.s Protein wird so für das Tier verfügbar gemacht«

Harnstoff ist in- Form von harten Kristallen und ist in dem Futter jdX/i)ija durch Absetzen, Iliederschütteln im Sack und ähnliches nicht gleichmäasig verteilt. Es würde vorteilhaft 'sein, ein Futter zu schaffen, bei welchem die Umwandlung von Harnstoff zu Ammoniak durch das Tier vermieden wird und der verfügbare Stickstoff gleichmässig in dem Futtermittel verteilt und in dem Futtea fixiert ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch atf solch ein Futternittel und Verfahren für seine Herstellung.

Es würde auch vorteilhaft sein, ein Futter für Wiederkäuer und ein Düngemittel zu schaffen, in welchem im wesentlichen vollständig wasserlöslicher Stickstoff gleichmässig verteilt und fixiert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch dieses.

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Ganz allgemein betrifft die vorliegende Erfindung die Umwandlung von Kohlehydraten mit niedrigem Stickstoff und niedrigem Protein zu Produkten, welche einen verhältnismässig hohen Stickstoffgehalt oder erhöhte Kohlehydratverdaulichkeit oder beides haben. Die Erfindung betrifft weiterhin die Fixierung des verfügbaren Stickstoffes durch ein geeignetes Reaktionsmittel, welches so den Mineralgehalt des Futters und des Düngemittels verbessert.

Die Erreichung der obigen Zwecke, Merkaale und Vorteile beruht auf der überraschenden Entdeckung, dass Kohlehydrate mit niedrigem Stickstoff und niedrigem Protein, vorzugsweise bei überatniosphärischem Druck und erhöhten Temperaturen, einer Behandlung mit einer Stickstoffverbindung unterworfen werden, welche bei den verwendeten Temperaturen und Druckbedingungen in gasförmigem Zustand ist, dadurch v/erden die Materialien in einen geeigneten Zustand für Rindviehfutter oder als organisches Düngemittel umgewandelt.

Vorzugsweise soll die stickstoffenthaltende Flüssigkeit ein Gas sein. Die erfindungsgemäss verwendete Flüssigkeit ist wasserfreies Ammoniakgas. Es ist jedoch nur notwendig, dass die Flüssigkeit bei der verwendeten Temperatur und dem verwendeten Druck in gasförmigem Zustand ist. So kann

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flüssiger Ammoniak verwendet werden. Andere Stickstoffverbindungen, welche verwendet werden können, sind die Derivate von Ammoniak, welches die A;.'ine und Amide sind. Jedes der Alkylderivate von Ammoniak, die Amine, können verwendet werden, z.B. die primären, sekundären oder tertiären Amine. Ähnlich können die Acylderivate von Ammoniak verwendet v/erden, z.B. Formamid, Acetamid, Propionamid, Butyramid und ähnliche.

Wenn erwünscht, können verschiedene Zusätze zu den Hülsen usw. vor, nach oder während der Behandlung hinzugegeben werden. Wenn z.B. behandelte Hülsen in Rindviehfutter verwendet werden, können Melasse, Salz, Kalzium nach der Behandlung hinzugegeben werden. Während der Behandlung wird vorzugsweise, wie oben erläutert, ein Fixiermittel für Stickstoff hinzugegeben. Fett kann nach der Behandlung hinzugegeben werden, um die Bildung von Seife durch Verseifung des Fettes zu verhindern, z.B. pflanzliche Öle ,""wie Baumwollsamen, Sojabohnenöl und andere sind befriedigend. Gewöhnlich^ werden 2% Fett nach der Behandlung hinzugegeben, so daß das Futter diese Fettmenge enthält.

Verschiedene dieser Kohlehydrate mit niedrigem Stickstoff ■ und niedrigem Protein haben Kieselsäureskelette, z.B.. Reishülaen, Haferhülsen, Weizenhülsen, Haferstroh und Prärieheu haben ein Kieselsäureskelett. Vorteilhafterweise

909810/0699 bad original

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verursacht die Behandlung, dass das Kieselsäureslcelott zerplatzt, wodurch die scharfen Skeletteile entfernt werden, und dass sie in einen verhältnismässig weichen, schwanmigen Zustand umgewandelt werden, so daß sie sich für Rindviehfutter eignen, ebenso wie sie behandelt werden, um sie' in Boden zu zerkleinern, wenn sie als Düngemittel, Mist o.dgl. angewendet werden.

Die Behandlung kann ohne die Fixierung von zusätzlichem Stickstoff, \;enn gewünscht, durchgeführt werden. In den meisten Fällen ist es jedoch erwünscht, zusätzlichen Stickstoff zu fixieren, und dies kann durchgeführt werden, indem die Behandlung mit stickstoffenthaltendem Gas fortgesetzt wird, um die Zugabe von Stickstoff zu dem Produkt zu bewirken· Im allgemeinen jedoch wird zusätzlicher Stiel stoff in dem erhaltenen Produkt fixiert, indem einfach Temperaturen und Druck erhöht werden, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.

Obwohl der fixierte Stickstoff nicht in Proteinform ist, wird er durch bestimmte Mikroorganismen im Magen der \7iederkäuer zu Protein umgewandelt und dann für das Tier verfügbar gemacht. Im Falle eines Düngemittels wird die langsame Freigabe von wasserlöslichem Stickstoff in dem Boden für den Nutzen des Pflanzenuaehsturns geschaffen.

909810/0599 ^BAD °*^mm- -β-.

In dem Fall, dasa das Fertigprodukt als Rindviehfutter verwendet wird, ist es ausserordentlich wichtig, dass die Behandlung in Abwesenheit jedes zuckerenthaltenden Zusatzes durchgeführt wird, d aiii it das Futter nicht giftig wird. Wenn Melasse hinzugegeben werden soll, muss dies nach der Fixierung des Stickstoffes an dem Futter geschehen, und nachdem das Futter gelüftet und abgekühlt wurde.

Mit besonderer Bezugnahme auf die Drucke und die Temperaturen, die bei der Umwandlung von Reishillsen notwendig sind, wird das folgende festgestellt:

Die Drucke können so niedrig wie ungefähr 0,7 atü (10 psig) . bis hinauf über 31,5 atü (450 psig) reichen. Die Temperatur kann im Bereich auf ungefähr 38⁰C (10.0⁰F) bis über 177⁰C (35O⁰F) reichen· Die Behandlungszeit variiert mit den verwendeten Temperaturen und Drucken und kann von ungefähr 20 Minuten bis. ungefähr 40 Hinuten oder mehr variieren. Gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn die Reishülsen ungefähr 30 Minuten behandelt werden.

Die Bereiche von Druck, Temperaturen und Zeit der Behandlung

« variieren je mit dem besonderen gewünschten Endprodukt. Wenn ο "

*° z.B. das Endprodukt als Rindviehfutter verwendet werden soll, co

Q ist es erwünscht, dass es einen Stickstoffgehalt von ungefähr

ο 3,5% hat, dieses gibt ein Proteinäquivalent von 20Jf. Ein in ■■■···

<*> verhältnismässig niedriger Druck und Temperaturen von 8,40" aiii

■ ' (120 psig) und 121⁰C (250⁰F) schaffen solch eine Stickstoff-

BAD ORIGINAL

'fixierung und ein Protein-äquivalent im Endprodukt, wenn ^: die richtige Menge der stickstoffenthaltenden Flüssigkeit verwendet wird, und diese Drudee und Temperaturen werden deshalb bevorzugt.'

Die Zeichnung ist ein scheiaatisches Fließdiagramm und zeigt eine Durchführungsforra der Erfindung in Verbindung mit der Behandlung von Reishülsen.

Reishülsen v/erden von dem Behälter oder Trichter 10 durch die Leitung 12 in den geschlossenen Bombenammoniator 14 gegeben, zu welchem wasserfreies Anmoniakgas durch die Leitung 16 und Danpf durch die Leitung 18 in einer gemeinsamen Leitung 20 eingeleitet werden, oder sie können getrennt eingeleitet v/erden, wenn dies erwünscht iot. Die Reishülsen können vorher gemahlen sein oder sie können, während der Ai- oniakbehandlung gemahlen .werden. In diesem Fall kann das Ammoniakbehandlungsgefäss eine geeignete, runde, mit einem Dampfmantel versehene, drehbare Trommel sein, die mit geeigneten Ruhr- und luischmitteln ausgestattet ist, wie mit Schaufeln, Paddeln, Drähten, Leitblechen und ähnlichen. Nach verhältnismäasig kurzer Zeit werden die Produkte aus dem Mischer zum lagerplatz entfernt und können als Rindviehfutter, Düngemittel oder für andere Zwecke verwendet werden. Auf diese Art kann z.B. eine Reishülse erzeugt werden, die einen weichen und schwammartigen Zustand hat und bis zu 65$ in Wasser löslioh ist.

Der Stickstoffgehalt der Reishülsen kann so erhöht sein, dass er über 1,1% beträgt. ,

909810/05 99 ^ÖAD °*'Q'nal

-10-

Die folgenden besonderen Beispiele werden gegeben, um verschiedene Ausführuugsfornien der Erfindung unter Bezugnahme auf die Behandlung von Reishülsen zu erläutern. In diesen Beispielen sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.

Beispiel I

I Reishülsen werden in einsr Hammermühle gemahlen und die

gemahlenen Heishülsen werden in eine drehbare Bombe gebracht, die einen Dampfmantel hat, und die mit inneren Leitblechen versehen ist, um die Reishülsen zu rühren. Die Bombe wird mit ungefähr 20 bis 30 Umdrehungen pro Minute gedreht, und wasserfreies Auimoniakgas wird mit einer Geschwindigkeit von 2,903 kg (6,40 lbs) pro 45,4 kg ( 100 lbs) Reishülsen eingeführt. Dieses führt 2,381 kg (5,25 lbs) Stickstoff in die Reishülsen ein. Der Druck wird auf 12,25 atü (175 psig) und auf einer Temperatur von 121 C (250 F) 25 Minuten lang gehalten. Die Reishülsen werden dann aus der Bombe entfernt. Die Hülsen werden gesiebt, indem man sie über ein 120 mesh-Sieb gehen läßt,, um Kieaelsäurepulver zu entfernen. Aus 42Γ,359 kg (100 lbs) werden ungefähr 142 g (5 oz) Kieselsäurepulver entfernt.

Die erhaltenen, mit Ammoniak behandelten Reishülsen waren l im wesentlichen trocken und hatten nur eine Feuchtigkeit

von ungefähr A% und eine^ji Stickstoffgehalt von 2,4$, was einem Äquivalent von15# Protein entspricht. Die behandelten Hülsen

909810/0599 bad o^\g\hm '

c U92926

waren verhältnismässig weich und schwammig und hatten keine Gcharfen Schneidekanten oder keinen Xieselsäurerahmen.

Beispiel II

In dieser; Beispiel werden die Reishülsen genau wie in dein Beispiel I behandelt, aber der Druck wurde bei 3,50 ätü (50 psig) und die Temperatur bei 95°G (203⁰F) gehalten. Me erhaltenen Heiehülsen wurden dann gesiebt und waren im wesentlichen trocken, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 4%t der Stickstoffgehalt war 3,53. Dies entspricht einem Proteinäquivalentgehalt von 22$.

Beispiel III

In diesem Beispiel wurden die Heishülsen genau wie in den Beispielen I und II behandelt, mit der Ausnahme, dass der Druck auf 6,30 atü (90 psig) und die Temperatur auf 107°C (225⁰P) gehalten wurde. Die erhaltenen Reishülsen wurden gesiebt, un Kieselsäurepulver zu entfernen, und waren im wesentlichen trocken« Der Stickstoffgehalt war 4,16. Dies ergibt ein Proteinäquivalent von.26$.

Beispiel IV

In diesem Beispiel wurden die Reishülsen nicht gemahlen und wurden wie in den Beispielen 1,11 und III behandelt* Die erhaltenen Hülsen waren verhältnismässig weich und schwammigj

. 909810/0599 8*d ohiq_INal

und das Kieselsäureskelett der Hülsen war niedergebrochen. Die Hülsen hatten den gleichen Stickstoffgehalt, wie die in den Beispielen I, II und III.

Beispiel V

In diesem Beispiel wurden die Reishülsen wie in den Beispielen I bis IV einschließlich, behandelt, mit der Ausnahme, dass anstatt des wasserfreien Ammoniaks flüssiger Ammoniak verwendet wurde. Die Ergebnisse waren die gleichen wie in den vorhergehenden Beispielen.

/Beispiel VI

In diesem Beispiel wurden die Heishülsen wie in. den Beispielen I bis IV, einschließlich, behandelt, mit der Ausnahme, dass anstatt des wasserfreien Ammoniaks Methylamin, Diinetliylamin oder Trimethylar.iin verwendet wurden, und zwar mit befriedigenden Ergebnissen.

Beispiel VII

In diesem Beispiel wurden die Reishülsen wie in den Beispielen I bis IV, einschließlich behandelt, mit der Ausnahme, dass das wasserfreie Ammoniak durch Formamid, Acetamid, Propionamid bzw. Butyramid ersetzt wurde. Es wurden befriedigende Ergebnisse erhalten·

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BAD OfliQINAL - 13 -

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Beis-jiel VIII

In diesem Beispiel v/urden 807,4fte( 1780 lbs) Reishülaen (89 %) in das Behandlungsgefäss von Beispiel I gebracht· Das Behandlungsgefäss wurde mit 30 bis 35 Umdrehungen pro Minute gedreht, 31,751^(7O lbs) wasserfreies Aainoniak wurden hinzugegeben und Dampf wurde eingeleitete Die Temperatur v/urde auf 51°C (123⁰P) und einem Druck von 8,61 atü (123 psig) 40 " Hinuten lang gehalten. Das erhaltene Produkt wurde gesiebt, urn Kieselsäurestaub zu entfernen, und die Hülsen, das erhaltene Produkt, hatten in der Form von fixiertem Stickstoff ein Proteinäquivalent von 18$. Hierzu wurden 90 kg. (200 lbs) Melasse (10 %), 6,35 kg (14 lbs) Salz (0,7 %) und 2,7U6 lbs) Kalzium (0,3$) hinzugegeben und es wurdet gut geniseht. Dias ergab ^Θ^^η befriedigendes Rindviehfutter.

Beispiel IX

Die Ivlenge des fixierten Stickstoffes und deshalb de3 Proteinäquivalents können entsprechend der Menge an hinzugegebenen Stickstoffverbindungen und durch den verwendeten Druck und die Temperaturen variiert v/erden. Die folgende Tabelle zeigt Beispiele, in welchen verschiedene Mengen von Stickstoff aui den Reishlilsen fixiert wurden. In der folgenden 'fabeile I wurden die Prozentangaben zu 45,359 kg (100 lba) Hülsen zugegeben,

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TABELLE I

Zugaben Ammoniak IIH,

Prozentgehalt

Proteinäquivalent Druck in

StickstoffbeStimmung

Prozentgehalt

P s ig kg/cm*

Temperaturen

Zeit in Ilinuten

1,95 4,29 5,07 6,40 7,78

10,	OO
22,	06
26,	13
33,	13

40,00

10	0,70	150	66	30
50	3,50	203	95	45
90	6,30	225	107	60
175	12,25	250	121	60
200	14,00 .	250	121	60

Alle oben erwähnten Produkte waren sehr geeignet für Rindviehfutter» Düngemittel und ähnliches.

Beispiel X

Um den Stickstoff an den Materialien zu fixieren und zu stabilisieren, wurde ein geeignetes Fixativ verwendet. Für Futtermittel ,ist ζ-B. „ein saures Phosphat _r v/i β Monokalziurophosphat, befriedigend, da es einen verbesserten Mineralgehalt sowie einen verbesserten Stickstoffwert hat» Jede befriedigende Menge kann verv/endet werden, wie z.B. 1$ Monokalziuinphosphat,, das während der Behandlung in d en vorhergehenden Beispielen und in der Tabelle I hinzugegeben wurde, fixierte den Stickstoffgehalt und stabilisierte ihn und verhinderte so, dass er während der Lagerung und vor der Verwendung freigegeben wurde.

Im iall'e von Düngemitteln, nicht von Futtermitteln, ermöglicht V/i Phosphorsäure, die während der Behandlung in den vorhergehenden Beispielen und in der Tabelle I zugegeben wurde, daß die vorzeitige Freigabe des Stickstoffs verhindert wird. In Düngemitteln können zusätzliche Mengen verv/endet werden, um ei ο η Gehalt an Phosphorsäure, v/ie gewünscht, zu erhöhen.

So kann jedes geeignete Stickstofftxativ verwendet werden, welches vorzeitige und frü^he Freigabe von Stickstoff aus den behandelten Hülsen vorhindert.

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Beispiel XI . .

Es ist unnötig , den Stickstoff an den lieishülsen zu fixieren. In einigen fällen ist es erwünscht, die Eeishülsen so zu behandeln, dass das Kieselsäur :skelett niedergebrochen wird, ohne dass zusätzlicher Stickstoff fixiert wurde, obwohl, V7enn die Reishülsen als Futterzusatz odor Düngemittel verwendet werden sollen, es erwünscht ist, zusätzlichen Stickstoff zu fixieren.

In dieeei: Beispiel τ/erden 907 kg (2000 lbs) von gemahlenen Reishülsen in eine rotierbarö Trommel gebracht, die mit einem

Dampfmantel versehen ist, und ein Fassungsvermögen von 2^8 m

(100 cu.ft.) hat. 21,6 kg (47,60 lbs) wasserfreies A. noniak werden hinzugegeben, was 17,418 kg (38,40 lbs) Stickstoff entspricht. Die Temperatur wird 20 Minuten bei 104⁰C (220°F) und der Druck bei 7,00 atü (100 paig) gehalten. Die erhaltenen Heiahüleen werden gesiebt, um das Kieselsäurepulver zu entfernen, und werden au3 harten, trockenen, federndem Hülsen mit scharfer, kantenähnlicher Struktur in einen gerösteten, weichen, schwa^imigen Zustand übergeführt, v/elcher zu 65% wasserlöslich war. An diesem Punkt enthalten die Heishülsen praktisch kein Proteinäquivalent., da dieses nur 1,1$ war. Die Reishülsen waren geeignet für Futtermittel zusammen mit anderen Zusätzen, und wenn gewünscht, könnte durch fortgesetzte Behandlung der Hülsen der Stickstoffgehalt, wie oben angezeigt, erhöht werden.

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BAD ORlOlNAL

^; Beispiel XII

^T.7ie oben erwähnt, können Druck und Temperatur von sehr .niedrig auf sehr hoch, wenn erwünscht, variiert werden. Im a?.lgemeinen erfordern nio rige Drucke und Temperaturen eine längere Behandlungszeit. So wird r.iit Drucken und Temperaturen in der Grössenordnung mit 0,70 atü (10 psig) und 49⁰O (120⁰F) ungefähr 75 ilinuten behandelt. Höhere Drucke und Temperaturen erfordern beträchtlich weniger Zeit, z.B. Temperaturen in der Größenordnung von und über 31,50 atü (450 psig) und 149⁰G (300⁰F) erfordern kurze Zeiten z.B. 20 Hinuten. Die höheren Drucke und Temperaturen verfärben jedoch die Hülsen oder neigen dazu, sie zu verkohlen. Befriedigende Ergebnisse werden jedoch bei diesen erhöhten Drucken und Temperaturen erhalten.

In allen vorhergehenden Beispielen war bei den erhaltenen Produkten das Kieselsäureskelett der Reishülsen niedergebrochen, und'wenn das Kieselsäurepulver entfernt war, z.B. durch Sieben, waren die Hülsen verhältnismässig weiche, schwammige Produkte, welche für die angegebenen Zwecke brauchbar waren.In den meisten Rcishülsen sind ungefähr 72,5 kg (160 lbs) Kieselsäure pro Tonne, welche in Pulverform entfernt werden, nachdem das Kieselsäureskelett der Reiohülsen zerbrochen wurde durch die Behandlung unter Druck mit der gasförmigen Stickstoffverbindung, wie Ammoniak und seine Derivate. Es iat deshalb ersichtlich, daß brauchbare

909810/0599 bad ok/ginal

Produkte durch ein verhältnismassig einfaches und billiges Verfahren erhalten werden.

Bezüglich der Behandlung von anderen Kohlehydraten mit niedrigem Stickstoff und niedrigem Protein als .Reishülsen sei bemerkt, dass der Druckbereich bei der Behandlung von ungefähr 0,70 atü (10 psig) bis ungefähr 24,50'ätü (350 psig) variieren kar.no Die Temperaturen können von ungefähr 38⁰C (100⁰IT) bis ungefähr 177⁰G (35O⁰P) reichen. Die Behändlungszeit variiert mit den Temperaturen und verwendeten Drucken und kann von ungefähr 15 Minuten bis 180 Minuten variieren, nachdem die gewünschte Temperatur und Druck erreicht wurden. Gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn die Kohlehydrate mit niedrigem Stickstoff und niedrigem Protein ungefähr 30 Minuten behandelt werden.

Die Bereiche von Druck, Temperatur und Zeit der Behandlung variieren auch je nach dem besonderen gewünschten Endprodukt-· Wenn z.B. das Produkt als Rindviehfutter verwendet werden soll, ist es erwünscht, einen Stickstoffgehalt zu haben, der einem Proteingehalt von ungefähr 20 bis 25$ entspricht. Die Behandlung mit 3»5% wasserfreiem Ammoniak bei hohem Druck von ungofälir 14 atü (200 psig) und einer Temperatur von ungefähr 149⁰O (300⁰F) schafft eine Stickstoffixierung gleich ungefähr 20 bis 22$. Durch Verwendung von höheren ■ Temperaturen, höheren Drucken und mehr Ammoniak kann zusätzliches Protein als Stickstoff fixiert werden.

909810/05 99 ^BAD

Y/enn z.B.. 9» 72$, wasserfreies Ammonia:.·; (gleich 0$ Stickstoff) verwendet werden, wird eine Menge, die 50/5 Proteiiistickstoff entspricht, an diese llaterialien fixiert.

Die folgenden Beispiele sind Erläuterungen zur Durchführung dW Erfindung bezüglich anderer Kohlehydrate als Reishülsen* Alle Prosentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

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BAD ORIGINAL

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Name
Material

Rohes Pro pro 100

zugefügtes Gas (KE,) pro 100

Te υ:ratur

Druck
psi

kj/cm'

U92926

fixierter zugefüg
ter

.Stickstoff

Stickstoff gleich Protein

Sorghumfutter

Bermuda Gasheu
ο

Kleeheu
IQeeschalen

ο Zuckerrohren rückstände
co

3aumwollsaLienhülsen

•Haferhülsen
Haferstroh
Sojabohnenheu
Prärieheu
Weizenstroh
Erdnusshülsen

3,5 5,8 5,6 3,4 3,1

3,9 4,1 4,0 4,0 4,4 3,9 6,7 3,8

3,50 %

3,50 fo

3,50 %

300
300
300
300
300
300

149
149
149
149
149

149
149
149
149
149
149
149
149

200
200
200
200
200

200
200
200
200
200
200
200

200

14,00
14,00
14,00
14,00
14,00

14,00
14,00

14,00
14,00
14,00
14,00
14,00

HyOO

2,8:: %

2,88 %
2,88 %

ρ ο ο o/

2,88 %

2,88

21,05?? 23,08$

S3

2,88 %
2,88 %
2,88 %
2,88 %
2,88 %

2,88 fo

21,i

21,01$ MX

21,09$ 22,06f₀ 22,01$ 22,00$ £2,04$ 21,09% XA,01%

.2,1,06$

CVJ CsJ

O O O O. ί<Λ CvJ

CVJ CO

	Φ
	CQ
	r-1
(D *<-t*	:hi
*>-t* •H	r-i φ
<0	*
-P	O
CQ	H
O	<H
iH	«H
-H	Si
	co

%4

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Die Behandluiigszcit der in der obigen Tabelle angegebenen i.laterialien betrug 20 bis 30 I.iinuten, nachdem die angegebenen Temperaturen und Drucke ■ rreicht ware,;. Un das Protein als Stickstoff zu erhöh· η, v/erden höhere Temperaturen, höhere Drucke und zusätzliches Ammoniak verwendet. Es wird ξ.."3. bis zu 50p ProteinstickstoLf fixiert, wenn 9,72^ KK-, gleich 8^cß> N bei einer Temperatur von 177°C (35O⁰I¹') und einem Druck von 24>5O atü (350 psig) in einer Zeit von ungefähr 60 bis 100 Minuten verwendet wurden.

Vorzugs'.,'eise sollen die Materialien während der Behandlung bewegt oder gewälzt werde:·:. Die Behandlung der Laterialien in Tabelle 2 wurde in einem rotierbaren, kugelähnlichen Druckgefäss durchgeführt.

Beispiel XIII

Wenn gewünscht, wird die Behandlungszeit von der in Tabelle II angegebenen gekürzt, als Behandlungsstufe durch welche vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden, z.B. werden bei Fasern enthaltenden Hülsen die.Fasern in einer kürzeren Zeitdauer entfernt. 7/enn. z.B. BaumwolIsamenhülsen 15 Minuten lang ia.it den Temperaturen, Drucken und Bedingungen, wie in Tabelle 2^ angegeben, behandelt werden, v/erden die Fasern aus den Baumwollsamenhülsen entfernt und machen sie brauchbar für Futter- öder Düngemittelverwandungen. Selbstverständlich fixiert, die fortgesetzte Behandlung der Hülsen den Stickstoff, wie oben erwähnt.

^09810/0899 bad owoinal-

9.1

Beispiel XIV

Erdnusshülsen werden in einer rotierbaren Trommel üehrmdelt. Der Stickstoffgehalt der Erdnusshülsen wird durch Behandlung mit Ammoniak in einen; V rhältnis von 13,608 kg (30 lbs) auf S07,13 kg (2000 lbs) Erdnuashülse ■ bei 8,40 atu (120-pi ig) und 121°C (250⁰P) erhöht. Der Stickstoffgehalt wird von O,73# auf 6,11 % erhöht. Die Zunahme des Stickstoffgehaltes in den Erdnußhülsen lag über der theoretischen I.Tenge, die aus der Zugabe dieser Ammonialanenge erhalten v/erden kann. In dieser Beziehung wird die Erhöhung des Stickstoffgehaltes von verschiedenen Futternittelmaterialien über den theoretischen V/ert, der von der Zugabe einer bestimmten AGimoniakmenge erwartet wird, der Wirkung dos Druckes und der Temperatur innerhalb der oben angegebenen Grenzen für diese Materialien zugeschrieben und bildet ein Hauptmerkmal der Erfindung.

3eJBpiel XV"

Ein erfindungsgemäss bevorzugtes Verfahren sur Erhöhung des Stickstoffgehaltes von Materialien mit niedrigem Stickstoff urid niedrigem Protein besteht darin, dass diese Materialien in elj-'.eu Druckbehälter gebracht werden, und daß wasserfreies Ammonia]: nit dem Verhältnis von ungefähr 11,340 kg (25 lbs) bis 13,608 kg (30 lbs) pro Tonne (2000) des l/.aterials eingeführt wird. Der Behälter wird dann mit ungefähr 10 Un-

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drehungeii pro I.Iinute gedreht und der Inhalt auf ungefähr 93⁰C (20O⁰F) bis 149⁰C (300⁰F) erhitzt bei einem Drude innerhalb des Behälters von ungefähr 7,00 atü (100 psig) bis 14,00 atü (200 psig). Diese Temperatur und der Druck werden ungefähr 30 Limiten aufrechterhalten. Dann wird die Erwärmung abgebrochen und Druck und Temperatur v/erden nach und nach verringert, bis nach 1 Stunde alles restliche Gas und der Druck aus dem 3ehälter entfernt sind. Der Stickstoffgehalt der Srdnusshülsen war vor der Behandlung 0,75$ und nach der Behandlung 6,09/5.

• Beispiel XVI

Eine Tonne (907,18 kg (2000 lbs)) von Baumwollsamenhülseii wurde in eine rotierbare Drucktrommel mit Dampfmantel mit 2,8 m (100 cu,ft ) Fassungsvermögen" gebracht. Wasserfreies

Ammoniak 2,268 kg (5 lbs) wurde in die Trommel eingeführt

ο und der Inhalt wurde auf 93°C (200°F)bis 121 G (25O⁰F)

erwärmt, wobei in dem Behälter ein Druck von 7,00 atü (100 psig) und 9,10 atü (130 psig) erzeugt wurde. Die Trommel wurde mit ungefähr 100 Umdrehungen pro Minute gedreht und Temperatur und Druck würde 30 Minuten aufrechterhalten. Dann wurde die Erwärmung unterbrochen und Temperatur und Druck nach und nach verringert, bis nach einer Stunde der ganze restliche Druck aus dor Trommel entfernt war^ und das Mehl entfernt wurde. Es wurde gefunden, daea die so mit

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BAD CWOINAL

'Ammoniak behandelter. Baumwollsamenhülsen als Futtermittel für Hutζvieh und ale Düngemittel geeignet sind.

Beispiel XVII

In diesem Beispiel wurden die in der obigen Tabelle II und in den Beispielen behandelten Materialien ebenso behandelt, mit der Ausnahme, daüs anstatt wasserfreiem Ammoniakgasy Methylamin, Dimethylamin und Trimethylamin verwendet wurden, und es wurden befriedigende Ergebnisse erhalten.

Beispiel XYIII

In diesem Beispiel v/urden die gleichen Materialien wie in der Tabelle II und in den Beispielen XIII bis XYI behandelt, mit der Ausnahme, dass Formamin, Acetamin, Propionamin und Butyranin anstelle des wasserfreien Ammoniaks mit befriedigenden Ergebnissen verwendet wurden.

Beispiel XIX

Um den Stickstoff an den Materialien zu fixieren und zu stabilisieren, wird ein geeignetes Fixiermittel verwendet. Für Futtermittel wird z.B. saures Phosphat, wie lionokalziumphosphat, mit befriedigenden Ergebnissen verwendet, welches einen verbesserten ilineralgehalt, ebenso wie einen verbesserten Stickstoffwert, ergibt. Jede befriedigende Menge kann verwendet werden, z.B. 1 $ Monokalzlumphosphat·

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In diesem Beispiel wurde 1$ L'onokalziumphosphat während der Behandlung in den vorhergehenden Beispiel und Tabelle t hinzugegeben. Dies ergab Futtermittel und Düngemittel, bei welchen der Stickstoff fixiert und stabilisiert ist, so daß verhindert wird, daß er während der Lagerung und.vor der Verwendung abgegeben wird.

Im Falle von Düngemitteln, und nicht von Futtermitteln,wird Phosphorsäure in der obigen Menge zu den Düngemitteln der vorhergehenden Beispiele hinzugegeben, wodurch der Stickstoff an das Düngemittel fixiert wird. Im Falle von Düngemitteln können zusätzliche Mengen verwendet werden, um die Phosphorsäure auf den gewünschten Gehalt zu bringen.

Beispiel XX

Wie schon erwähnt, können verschiedene Zusätze vor, nach oder während der Behandlung zu den Materialien hinzugegeben werden. Es ist jedoch wesentlich, .dass für die Her-. Stellung von Futtermitteln keine zucker-enthaltenden Substanzen vor oder wahrend der Behandlung hinzugegeben werden, da diese das erhaltene Produkt giftig machen. Zuckerenthaltende Substanzen können jedoch nach der Behandlung hinzugegeben werden. Z.B. kann schwarze Melasse zu dem Futtermittel hizugegeben werden, beispielsweise in einem Verhältnis von 10 % gleich 99790 kg ( 220 lbs) pro Tonne des erhitzten Materials. Fett

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kann zu dem futtermittel hinzugegeben v/orden. Dies soll. nach der Behandlung mit dem Stickstoffgas getan werden, um die Bildung von Seife durch Verseifung des fettes zu vermeiden. Z.3. sind die pflanzlichen Öle wie Baumwollsaraenöl, Sojabohnenöl und ähnliche, befriedigend. Gewöhn-

lieh wird 2 % Fett nach der Behandlung hinzugegeben, so daß das Futtermittel diese Fettmenge enthalt, w'eni: das Material als Futtermittel verwendet wird, kann Stickstoff durch das Verfahren fixiert werden, oder es kann durch die Zugabe von Ammoniuuisulfat ergänzt werden, ebenso wie durch die Zugabe von zusätzlichen Materialien, wie Phosphorsäure und Pottasche, um einen ausgewogenen organischen Dünger herzustellen, der langsam Stickstoff freigibt.

- Patentansprüehe -

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Claims

1. Verfahren zur llcrotcllun'.·; brauchbarer Produkte, in besondere:.! 7utter^rittel odnr Düngemittel von Kohlehydratnatcrial mit getrennten Teilchen, dadurch gekennzeichnet, C.c.ao dos llatorir.l pit einer stickstoffhaltigen Verbindung in grsförr.iigcM "ustan;"¹, bei Bohandlungsbe-dingungen bebandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlehydratnaterial aus Reishülsen besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlehydrat.·;aterial aus liuss- oder Ölsamennelil oder Hülsen, Futtermittel:;, Gras, Heu, Schalen, Kräutern, Stroh oder anderen RatS-aterialien besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dor natürliche Iroteingehalt des Ilaterials nicht über ungefähr 10 % beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die stickstoffentlaltende Verbindung Ammoniak oder ein Derivat davon ist.

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BAD ORIGINAL

2?

6.'Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ^elceimzeichnct, daß

die stickstoffenthaltendo Verbindung wasserfreies Aiarioniakgas iot.

7. Verfahi-en nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, ä.a.3 ixe Behandlung bis au einen Punkt durchgeführt v;ird, beiden

in dao ' aterial ein fixierter Stickstoffgehalt im Überschuss zu den normalerweise vorhandenen eingeführt v/ird.

8. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daw der fixierte Stickstoffgehalt des Fertigproduktes als Proteinäquivalent über 10 ?S beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behan-'^:.lun^: in Gegenwart eines .?i2:ierraittels für den Stickstoff durchgeführt wird.

10.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kieselsäure aus den behandelten Hülsen entfernt wird.

11.Verfahren nach Anspr\ich 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlung bei überatmosplmrisehern Druck und erhöhter
Temperattir duidageführt wird·

12.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einem Druck im Bereich von ungefähr 0,70 atü

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(10 pr;i^) 1)13 ,1,50 atü (450 pai^) jci ein;r Jc 'p.rr. vor, un-c-::-^:lir ;.8°C (100⁰^) üi£3 177⁰O '3SO⁰F) ι".';. Giiior Zeit in Bereich von unjcf^hr 15 bis U"'O ^.iiiuten durchgeführt \/ird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iJaterial v/äh/.-end der üehandlun^· bewegt v/ird.

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