DE19509747A1 - Hochporöses Granulat zur Verwendung als Tierstreu und Verfahren zur Herstellung des Granulates - Google Patents
Hochporöses Granulat zur Verwendung als Tierstreu und Verfahren zur Herstellung des GranulatesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hochporöses Granulat zur Ad- bzw.
Absorption von Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere zur
Verwendung als Hygiene-Tierstreu.
Für den stetig wachsenden Bedarf an ad- bzw.
absorptionsfähigen Materialien zur Verwendung als Tierstreu
sind diverse Produkte zur Aufnahme von flüssigen und/oder
festen Exkrementen im Handel.
Bei den bekannten Tierstreu-Produkten handelt es sich im
wesentlichen um Produkte auf Basis von Tonmineralen, wie
Sepiolite, Attapulgite, Bentonite, oder synthetisch
hergestellte mikroporige Calciumsilikate, Gasbeton-Abfälle
oder porosiertem gebrannten Ton. Sie werden in Körnungen
zwischen 0,5 oder 6 mm fraktioniert angeboten. Mit Ausnahme
von Bentonit sind diese Produkte überwiegend von kompakter,
steinartiger Konsistenz. Ein erhebliches Problem stellt
hierbei die Entsorgung dar, weil diese Streumaterialien nur
schwer oder überhaupt nicht verwittern bzw. verrotten.
So wird nach der EP-PS 0 013 915 und 0 014 343, sowie der
DE-PS 31 21 403 und 29 02 079 aus Quarzmehl und gebranntem
Kalk unter Zugabe von Wasser ein dünnbreiiges Gemisch
hergestellt, das mittels anionenaktiven grenzflächenaktiven
Tensiden zu einer mikroporigen Masse aufbereitet wird, die in
Gießformen eingefüllt wird und nach Erstarrung mittels einer
Schneidvorrichtung in Steinformate geschnitten wird, die dann
einer Autoklavenhärtung bei 10 bis 16 bar Dampfdruck
unterzogen werden und schließlich das gehärtete
Calciumsilikatgestein in Brecheranlagen zu feinkörnigem
Granulat aufbereitet. Da dieses Calciumsilikat einen stark
alkalischen pH-Wert aufweist, ist zur Erzielung einer
effizienten Geruchsbindung eine Behandlung mit den pH-Wert
senkenden Salzlösungen auf ein neutrales Niveau.
Nach der WO 91/1511 wird eine hochporöses Granulat aus
gebranntem Ton dadurch hergestellt, daß zunächst Ton und
andere Substanzen wie Quarzsand und Feldspat mit Wasser unter
Beimischung eines Verflüssigers aufbereitet und die Masse
danach zu Formkörpern verarbeitet und schließlich gebrannt
wird. Das gebrannte Produkt wird anschließend auf die
gewünschte Fraktion gebrochen und mit einem den pH-Wert
senkenden Säuresalz behandelt, so daß der pH-Wert nach der
Behandlung zwischen pH-5 und pH-8 liegt.
Produkte dieser Art sind zwar in vorteilhafter Weise als
Tierstreu geeignet, erfordern jedoch ein sehr aufwendiges
Produktionsverfahren.
Naturprodukte und synthetisch hergestellte Produkte weisen
insbesondere zur Ad- und Absorption von Flüssigkeiten nur eine
unzureichende Saugfähigkeit auf.
Insoweit besitzen Granulate auf Bentonitbasis vor allem für
den genannten Verwendungszweck als Tierstreu wesentliche
Vorteile. Bentonit-Produkte haben aufgrund ihrer extrem hohen
Saugfähigkeit den weiteren Vorteil, daß sie in Kontakt mit
Flüssigkeiten zur Agglomerierung neigen, so daß entsprechende
feuchte Zonen sofort lokalisierbar sind. Zum Beispiel bei
Verwendung als Tierstreu hat dies den Vorteil, daß nach einer
gewissen Benutzungsdauer nicht die gesamte Tierstreu aus dem
Konfektionierungsbehälter ausgetauscht werden muß; vielmehr
können die benutzten Partien in Klumpenform gezielt entfernt
und entsorgt werden.
Hierdurch werden der Verbrauch und damit die Entsorgungsmengen
deutlich reduziert.
Ein entscheidender Nachteil der Bentonit-Granulate ist jedoch
ihr vergleichsweise hohes Schüttgewicht von circa 900 bis 1000
g/l.
Demgegenüber liegen die Schüttgewichte von porosierten
Granulaten aus Calciumsilikat oder gebranntem Ton um etwa 50%
niedriger und zwar bei 400 bis 500 g/l.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Granulat der
gattungsmäßigen Art anzubieten, welches ein möglichst geringes
Schüttgewicht aufweist, eine hohe Ad- und Absorptionsfähigkeit
gegenüber Flüssigkeiten aufweist, in einem wirtschaftlichen
Verfahren preiswert und einfach herstellbar ist und im übrigen
vorzugsweise auch eine visuelle Lokalisierung von mit
Flüssigkeit in Berührung gekommenen Abschnitten ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel
mit einem Granulat erreichbar ist, welches aus einem körnigen
porösen Trägermaterial besteht, welches auf seiner Oberfläche
eine selbsttragende Beschichtung aus einem hochquellfähigen
(ungebrannten) Tonmineral aufweist. Der Begriff "Tonmineral"
umfaßt dabei zunächst alle Arten von Tonen und/oder
Tonmineralen, also ebenso 2-Schicht wie 3-Schicht-Minerale
oder Kombinationen daraus.
Ein solches Granulat läßt sich nicht einfach durch Mischung
eines trockenen Tonmineral-Pulvers mit einem porösen
Trägermaterial realisieren; vielmehr ist es notwendig, um ein
staubfreies Produkt zu erhalten, die Tonmineralkomponente in
einer adäquaten Flüssigkeitsmenge aufzuschlämmen und das
poröse, feinkörnige Trägermaterial in dieser
Tonmineralaufschlämmung homogen einzumischen, so daß die
gewünschte Oberflächenbedeckung des porösen Trägermaterials
mit dem quellfähigen Tonmineral optimal eingestellt werden
kann. Die anschließende Trocknung bewirkt einen festen Verbund
und ein quasi staubfreies Granulat.
In ihrer allgemeinen Ausführungsform betrifft die Erfindung
danach ein Produkt zur Ad- und/oder Absorption von
Flüssigkeiten in Granulatform, wobei das Produkt
- - 25 bis 60 Gew.-Teile mindestens eines hochquellfähigen Tonminerals,
- - 40 bis 75 Gew.-Teile eines körnigen, porösen Trägermaterials aufweist und die Tonmineralkomponente die Oberfläche des körnigen Trägermaterials im schlüssigen Verbund in quasi gleichmäßiger Schichtdicke bedeckt.
"Bedeckt" heißt, daß die vorzugsweise feinteilige
Tonmineralkomponente auf der Oberfläche des Trägermaterials
vorliegt. Die Bedeckung sollte hierbei so komplett wie möglich
sein, um die Effekte der Erfindung bestmöglich ausnutzen zu
können.
Zu den hochquellfähigen Tonmineralen zählen vor allem die 3-
Schicht-Tonminerale und hier Bentonit (einschließlich
Montmorillonit).
Gegenüber reinen Bentonit-Produkten mit Schüttgewichten von
ca. 900 bis ca. 1000 g/l besteht der Vorteil der
erfindungsgemäßen Granulate insbesondere darin, daß Granulate
mit Schüttgewichten von ca. 400 bis ca. 600 g/l herstellbar
sind, wobei die bei Befeuchtung angestrebte Klumpenbildung
vollwirksam erhalten bleibt und insgesamt infolge der höheren
Porosität die Ab- bzw. Absorptionskapazität der Granulate
quasi verdoppelt wird.
Ein bevorzugtes poröses Trägermaterial ist gemäß der Erfindung
feinteiliges Calciumsilikat und/oder feinteiliges
Porenbetonmaterial. Derartige poröse Trägermaterialien sind in
erheblicher Menge als Entsorgungsprodukte aus der
Baustoffproduktion verfügbar und werden erfindungsgemäß als
Recyclate verwertet.
Die mittlere Korngröße der herzustellenden Granulate ist
variabel darstellbar und wird von der Korngröße des porösen
Trägermaterials bestimmt. Für den erfindungsgemäßen
Verwendungszweck rollte die Korngröße der Granulate zwischen
0,5 und 4,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 mm
ausgerichtet sein. Befeuchtete Partien bewirken lokalisierte
Klumpenbildung (Agglomeration), wobei die Eindringtiefe im
Materialbett von der Korngröße der Granulate beeinflußt wird.
Die benutzten Stellen sind visuell jederzeit erkennbar und
können als kompakte Klumpen aus dem Einstreubett entnommen
werden.
Die Tonmineralkomponente sollte in möglichst feinteiliger Form
als Mehl vorliegen, wodurch die Quellfähigkeit begünstigt
wird.
Das poröse Trägermaterial "Calciumsilikat/Porenbeton" ist je
nach Herstellungsverfahren in unterschiedlichen
Schüttgewichten und Korngrößen verfügbar. Im Sinne der
Erfindung sind Schüttgewichte von ca. 300 bis ca. 400 g/l
bevorzugt.
Auf der Zeichnung ist ein Sekundärgranulat stark vergrößert
dargestellt.
Dieses Sekundärgranulat besteht aus dem Trägermaterial in Form
eines porösen Grundkornes (1) und einem Mantel (2) aus einer
Bentonitschicht, die das Grundkorn (1) vollflächig umgibt und
mit der Oberfläche des Grundkornes (1) sowie dessen Poren (3)
herstellungsmäßig verbunden ist. Die Schichtstärke des Mantels
(2) liegt z. B. zwischen ca. 0,25 mm und 0,5 mm.
Das Sekundärgranulat ist auf der Zeichnung auf der linken
Hälfte als von dem Mantel (2) umgebene Vollkorn und auf der
rechten Hälfte im Schnitt dargestellt.
Die Herstellung der Körnungen zur Verwendung als Hygiene-
Tierstreu ist denkbar einfach.
In eine Misch-Granuliervorrichtung werden 150 kg Wasser
eingefüllt und mit 125 kg Bentonitmehl zu einer dünnbreiigen
Schlämme aufbereitet. In diese Bentonitschlämme werden 375 kg
Primärkörnung (1) in der Korngröße kleiner als 1,5 mm in Form
von mikroporigem Calciumsilikat und/oder Porenbeton
eingemischt. Die Primärkörnung (1) wird im Mischvorgang mit
einer gleichmäßigen Schichtdichte der Bentonitschlämmung (2)
umhüllt, wobei Granulate in der Korngröße bis ca. 2,0 mm
gebildet werden. Dieses quasi erdfeuchte Sekundärgranulat wird
im Heißluftstrom getrocknet, und mittels Siebmaschine von
vorhandenem Unterkorn und Überkorn in der gewünschten
Granulatgröße selektiert.
Schüttgewicht nach Trocknung ca. 450 g/l.
Nach der in Beispiel 1 benannten Verfahrensweise werden 200 kg
Wasser mit 250 kg Bentonitmehl zu einer Bentonitschlämme
aufbereitet und mit 250 kg Primärkörnung der in Beispiel 1
benannten Art und Korngröße zu Sekundärgranulat aufbereitet.
Schüttgewicht nach Trocknung = ca. 525 g/l.
Verfahrensweise analog zu Beispiel 1 und/oder 2, jedoch mit
Primärkorn (1) in der Korngröße kleiner als 3,0 mm. Korngröße
des Sekundärgranulates ca. 4,0 mm.
Schüttgewicht nach Trocknung ca. 400 g/l bis 450 g/l.
Das mit einer Restfeuchte von ca. 25 Gewichtsprozent aus
mikroporigem Calciumsilikat und/oder Porenbeton anstehende
Grundkorn (1) wird zusätzlich mittels Wasserbesprühung auf
einen Feuchtegrad von ca. 35 Gewichtsprozent angefeuchtet und
in einer Mischvorrichtung mit trockenem Bentonitmehl
aufgepudert, wobei die auf das Grundkorn (1) aufgebrachte
Oberflächenfeuchte die gebildete Bentonitaußenschale (2)
durchdringt und eine gleichmäßige Umhüllung des Grundkorns (1)
in der gewollten Schichtdicke auf Bentonit (2) sicherstellt,
die sich bei der nachfolgenden Trocknung verfestigt.
Entscheidend bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist,
daß im Trocknungsvorgang eine hohe Eigenstabilität der
Tonmineralbeschichtung des porösen Trägermaterials erreicht
wird. Es wird ein quasi staubfreies Granulat erhalten, das den
angestrebten Hygieneanspruch optimal erfüllt, wobei der
Bentonitanteil im Vergleich zum Stand der Technik bis zu 75
Gewichtprozent reduziert wird und gleichzeitig die
Granulatbedarfsmenge wegen der überlegenen Saugkapazität
wesentlich verringert werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dieses
Tierstreugranulat leicht und problemfrei entsorgbar ist, da
dieses durch Witterungseinflüsse in seine Bestandteile
zerfällt und zur Bodenauflockerung beiträgt.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung von hochporösem
Granulat zur Verwendung als Tierstreu wird das poröse,
saugfähige Grundkorn (1) aus Calciumsilikat mit einer
wässerigen Lösung angefeuchtet, in welcher 0,5 bis 2,5
Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,5 Gewichtsprozent, einer
kaltquellenden Stärke, vorzugsweise eine Maisstärke, gelöst
sind, und danach erfolgt die Ummantelung (2) mit einem
hochquellfähigen in Mehlfeinheit vorliegenden Tonmineral
vorzugsweise Bentonit, wobei der auf der Oberfläche des
porösen, saugfähigen Grundkorn gebildete klebrige Film in die
aus hochquellfähigem Tonmineralmehl aufgebaute Deckschicht
eindringt, und nach Trocknung einen schlüssigen, rissfreien,
festen Haftverbund bildet.
Durch den Zusatz der Maisstärke wird eine äußerst sichere und
dauerhafte Verbindung (praktisch Verklebung) von Ummantelung
(2) und Grundkorn (1) erreicht, und ein diese optimale
Verbindung erzielendes Verfahren gelöst.
Claims (15)
1. Hochporöses Granulat zur Ad- und Absorption von flüssigen
Stoffen, insbesondere zur Ad- und Absorption von Exkrementen zur
Hygiene in der Heimtierhaltung als Katzenstreu,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses Granulat aus
- - 25 bis 50 Gewichtsteilen eines hochquellfähigen Tonminerals, und
- - 75 bis 50 Gewichtsteilen eines körnigen, porösen Trägermaterials besteht,
wobei die Tonmineralkomponente die Oberfläche des körnigen
Trägermaterial (Grundkorn 1) bedeckt.
2. Hochporöses Granulat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tonmineralkomponente aus Bentonit
besteht.
3. Hochporöses Granulat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das poröse, feinkörnige Material
(Grundkorn 1) aus mikroporigem Calciumsilikat und/oder
Porenbeton besteht.
4. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Grundkorn (1) von einem
Mantel (2) aus Bentonit gleichmäßig umgeben ist.
5. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus 25 bis 50
Gewichtsteilen hochquellfähigem Bentonit und 50 bis 75
Gewicht steilen mikroporigem Calciumsilikat und/oder Porenbeton
besteht.
6. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Grundkorn (1) in einer
Korngröße kleiner als 1,5 mm und/oder kleiner als 3,0 mm
vorliegt.
7. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bentonitmantel (2) eine
Schichtstärke von ca. 0,25 bis 0,5 mm hat.
8. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das hochquellfähige Tonmineral in
Mehlfeinheit vorliegt.
9. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses ein Schüttgewicht von
300 g/l bis 700 g/l, insbesondere von mindestens 400 g/l und
maximal 550 g/l aufweist.
10. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien (1, 2) in einer
Korngröße kleiner als 2,0 mm und/oder kleiner als 4,0 mm
vorliegen.
11. Hochporöses Granulat nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbindung von Grundkorn
(1) und Deckschicht (2) eine kaltquellende Stärke,
vorzugsweise Maisstärke, eingesetzt ist.
12. Verfahren zur Herstellung von hochporösem Granulat nach
einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
- - 25 bis 50 Bentonitmehl in Wasser zur einer Schlämme aufbereitet werden, und
- - 50 bis 75 Gewichtsteile poröses, körniges Trägermaterial (1) mit einer gleichmäßigen Schicht (2) der Bentonitschlämme bedeckt werden, und
- - nach Trocknung im Heißluftstrom feste Granulate in variabler Korngröße erhalten werden.
13. Verfahren zur Herstellung von hochporösem Granulat nach
einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bentonitschicht (2) durch Bepudern auf das feuchte
Trägermaterial (Grundkörner 1) aufgebracht wird.
14. Verfahren zur Herstellung von hochporösem Granulat nach
einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
poröse saugfähige Grundkorn (1) aus Calciumsilikat mit einer
wäßrigen Lösung angefeuchtet wird, in welcher 0,5 bis 2,5
Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,5 Gewichtsprozent, einer
kaltquellenden Stärke, vorzugsweise eine Maisstärke gelöst
sind, und danach die Ummantelung (2) mit einem
hochquellfähigen in Mehlfeinheit vorliegenden Tonmineral
vorzugsweise Bentonit erfolgt, wobei der auf der Oberfläche
des porösen, saugfähigen Grundkorn gebildete, kleberige Film
in die aus hochquellfähigem Tonmineralmehl aufgebaute
Deckschicht eindringt, und nach Trocknung einen schlüssigen,
rissfreien, festen Haftverbund bildet.
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