DE19509936C1

DE19509936C1 - Trägerstoffe aus natürlichen, organischen, biologisch abbaubaren, ökologisch und physiologisch unbedenklichem Material zur Konservierung pflanzlicher Produkte

Info

Publication number: DE19509936C1
Application number: DE19509936A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dabrowski
Original assignee: DABROWSKI CHRISTA; DABROWSKI MARTIN
Current assignee: DABROWSKI CHRISTA; DABROWSKI MARTIN
Priority date: 1995-03-18
Filing date: 1995-03-18
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2015-03-19

Description

Nach dem Stand der Technik ist aus der deutschen Patentschrift 22 01 284 bekannt, feste, pulverförmige Dispersionen mit Gehalt an Propionsäure mit landwirtschaftlichen Produkten zu deren Konservierung zu vermischen.

Diese Dispersionen bestehen aus feinteiligen, anorganischen Trägerstoffen, wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, oder aus Silikaten oder Aluminaten, die mit Propionsäure adsorbtiv beladen sind im Misch- oder Knetverfahren.

Diese Trägerstoffe bestehen auch aus expandiertem Vermikulit oder anderen, anorganischen Schichtgittermineralien.

Solche anorganischen Trägerstoffe haben den Nachteil, daß diese nur eine mäßige Adsorptionskapazität bei geringer Dessorption aufweisen.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Adsorbate durch festere adsorptive Bindung die Verdunstungsrate reduzieren und diese durch starke Säuren, wie Ameisensäure, mit der anorganischen Masse reagieren und durch Umsetzung verbraucht werden.

Diese Nachteile werden durch den organischen Trägerstoff der Erfindung vermieden.

Die DE 41 08 031 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung schwimmfähiger Füllkörper aus vorexpandierten Früchten, die bei 180- 450°C durch Verschwelung zu einer lockeren, rieselfähigen Masse verkohlt werden.

Dieser Füllkörper wird in biologischen Kläranlagen sowie als Isoliermasse und Füllstoff verwendet.

Dieses Verfahren hat nicht dazu angeregt, diese Masse mit flüssiger Phase zu beladen. Dies liegt offenbar daran, daß der Erhitzungsprozeß zu offener oder geschlossener oder gemischtporiger Oberflächenstruktur des Körpers führt und dadurch die Aufnahmekapazität für Flüssigkeiten, wie Ameisensäure oder Propionsäure zu gering ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Trägerstoff aus natürlichem, organischem, biologisch abbaubarem, ökologisch und physiologisch unbedenklichem Material zur Konservierung pflanzlicher Produkte.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten, expandierten Trägerstoff zu erfinden, der nach der Beladung mit Ameisensäure und/oder Propionsäure die Verdunstungsrate voll behält, herstellbar durch ein Verfahren, daß zu einer Blättchenstruktur mit hoher Speicherkapazität führt.

Der Trägerstoff der Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.

Es werden je 1 kg der folgenden Muster verglichen:
:

1) Unzerkleinertes, expandiertes Maiskorn, 5-20 mm,
2) Maiskorn nach 1) schonend zerkleinert gemäß Siebkennlinie, Abbildung 1,
3) Beladener Trägerstoff nach 1) mit 30% Ameisensäure und 70% Propionsäure als Gemisch in 2 Portionen im Abstand von 15 min.

Die Herstellung der Muster 2) und 3) erfolgt nach dem Verfahren der Erfindung durch thermische Behandlung im Wirbelbetterhitzer bei 190°C und rasche Dampfentspannung.

Die schonende Zerkleinerung des Musters 2) erfolgte in einer Schlagrotormühle, Fa. Retsch, Haan, Typ SR -2, Siebeinsatz 1 mm Öffnung, Durchsatz 260 g/min.

Wenn dagegen die dünne Plättchenstruktur beim Vermahlen durch zu starke Zerkleinerung zerstört wird, dann verringert sich die Speicherkapazität auf 200-250 ml/g Trägerstoff.

Diese Muster ergaben nach einer Standzeit ein rieselfähiges Schüttgut als Produkt.

Das Ergebnis der Speicherkapazität bestätigt ein hohes Speichervermögen, insbesondere für das Muster 3.

Es wird damit auch die synergetische Wirkung dieser Stoffkombination bestätigt.

Die folgende Aufstellung zeigt die Beladung des Trägerstoffes der Erfindung aus Getreidekorn mit einem Gemisch aus 20% konzentrierter Ameisensäure und 80+ Propionsäure. Es sind steigende Mengen des Säuregemisches auf je 1 Teil des Trägerstoffes zudosiert.

1) 4 Teile Säuregemisch / 1 Teil Trägerstoff
2) 5 Teile Säuregemisch / 1 Teil Trägerstoff
3) 6 Teile Säuregemisch / 1 Teil Trägerstoff

entsprechend 100 g Säuregemisch:

1) 80% Säure = 25 g Träger
2) 83,3% Säure = 20 g Träger
3) 85,7% Säure = 16,6 g Träger

Das Beladen auf den Trägerstoff bis 6,5 ml/g erfolgt in kürzester Zeit. Die maximale Beladung von 8,5 ml/g erfordert Zeitabstände und das Aufbringen in Teilmengen.

Diese Steigerung der Speicherkapazität beruht offenbar auf der bei der Expandierung entstehenden Plättchenstruktur. Diese ist im Mikroskop mit 600facher Vergrößerung ersichtlich mit etwa 30 µm.

Es wird mit Maiskorn als Trägerstoff ein Seitenabstand von 20-30 µm bei einer Dicke von etwa 3 µm im Kornbereich von 500-1000 µm erkannt.

Diese expandierte Plättchenstruktur bildet sich offenbar aus dem Stärkekorn des Getreides bei der Expandierung nach dem Verfahren der Erfindung.

Die beispielsweise Analyse des Maiskorns ist folgende: Trockenmasse 90%, Stärke 63%, Roheiweiß 10%, Rohfaser 2%, Zucker 1,5%.

Es beruht offenbar der Zusammenhalt der Agglomerate des Trägerstoffes der Erfindung auch auf einer "klebenden" Wirkung der Begleitstoffe und deren Abbauprodukte.

Die Steigerung der Speicherkapazität beruht nicht auf der spezifischen Oberfläche des Trägerstoffes. Dies bestätigt der folgende Vergleichsversuch.

Die spezifische Oberfläche ist nach der Methode von Blain bestimmt.

Der Trägerstoff der Erfindung hat mit der geringsten spezifischen Oberfläche die größte Speicherkapazität.

Nach dem Stand der Technik wäre zu erwarten, daß die Trägerstoffe mit der erheblich größeren spezifischen Oberfläche auch die größere Speicherkapazität aufweisen.

Dieses technische Vorurteil ist durch den Trägerstoff der Erfindung überwunden.

Die hohe spezifische Oberfläche bewirkt offenbar auch den Negativeffekt des reduzierten Dampfdruckes bei der Verdunstung der organischen Säuren.

Für die Trägerstoffe:

der Erfindung
+ +
Silika-Gel	-
Sipermat 200	+ -
Vermikulit	×
Nr. 0

wurde auch die Verdunstung bei 90°C qualitativ gegenübergestellt.

Es ergaben sich die Vergleichswerte der oberen Tabelle.

Dieser Vergleich bestätigt den besten Wert der Verdunstungsrate des Trägerstoffes der Erfindung.

Die Verdunstungsgeschwindigkeit wurde aus der Gewichtsveränderung/Zeit ermittelt und vergleichsweise gegenübergestellt.

Der Trägerstoff der Erfindung mit der Herstellung nach dem Verfahren der Erfindung bietet den Vorteil der Steigerung der Speicherungskapazität.

Dieser bietet weiter den Vorteil der vollen Abgabe der organischen Säuren als Wirkstoff zur Konservierung.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Auswahl des Getreidekorns als Trägerstoff in expandierter Form mit der Eigenschaft der praktisch vollständigen Abbaubarkeit.

Es ergibt sich auch der wirtschaftliche Vorteil der Möglichkeit der Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe. Daran liegt auch ein Vorteil für die Volkswirtschaft.

Ein technischer Vorteil des Trägerstoffes der Erfindung liegt auch in den wesentlich geringeren Energiekosten bei der Expandierung. Diese benötigt für die anorganischen Trägerstoffe nach dem Stand der Technik etwa 900-1000°C und das Verfahren der Erfindung dagegen nur 100-200°C.

Das Verfahren der Erfindung benötigt auch niedrigere Investierungskosten in der Expandiervorrichtung sowie in der Zerkleinerung und der Lagerung.

Beispiel

Es wird dem beladenen, rieselfähigen Trägerstoff auf Basis von Futtergetreide, hergestellt gemäß der Erfindung in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt zudosiert:

Die Lagerfähigkeit beträgt 6 Monate und mit Erhöhung der Säuremischung um etwa 25% 12 Monate.

Sofern die Lagerfähigkeit nur etwa 2 Monate betragen braucht, werden bei 20% Feuchtigkeit etwa 0,4% Säuregemisch zudosiert.

Die Dosierung erfolgt nach dem Stand der Technik mit einer Vibrationsrinne oder mit einer Förderschnecke oder diskontinuierlich mit einem Futtermischer.

Das Schroten erfolgt in einer Schrotmühle. Die Lagerung kann in Silos erfolgen oder in einem Haufwerk in einer Lagerhalle.

Der Trägerstoff, hergestellt nach der Erfindung, führt zu einer gleichmäßigen Verdunstungsgeschwindigkeit.

Es können auch beim Mischvorgang weitere Mischkomponenten hinzugegeben werden.

Claims

1. Trägerstoffe aus natürlichem, organischem, biologisch abbaubarem, ökologisch und physiologisch unbedenklichem Material zur Konservierung pflanzlicher Produkte aus expandierten Getreidekörnern, wie aus Weizen oder Mais mit hoher Speicherkapazität für Ameisensäure oder Propionsäure oder deren Gemische als körniges, rieselfähiges Schüttgut, herstellbar dadurch, daß Getreidekörner, wie aus Weizen oder Mais, mit Wasserdampf, gegebenenfalls mit Wasser, angequollen, danach auf Temperaturen zwischen 100 bis 200°C erhitzt werden und danach der Dampfdruck des Wasserdampfes rasch entspannt wird und dadurch eine Expandierung bewirkt wird unter Bildung eines schaumartigen, voluminösen Trägerstoffes mit Plättchenstruktur der Partikel, vorzugsweise mit einer Dicke der Plättchen von 3 µm bei einem Seitenabstand von 20-30 µm, im Kornbereich von 500-1000 µm, mit hoher Speicherkapazität, und diese gegebenenfalls durch schonende Vermahlung und Desintegration der Partikel zusätzlich erhöht wird, und diese Partikel mit dem flüssigen Mittel beladen werden, in einer solchen Menge, daß ein rieselfähiges Schüttgut ohne Behinderung der Verdunstung resultiert.

2. Trägerstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Speicherkapazität des Trägerstoffes durch partielles Anquellen mit mittelstarker bis starker Ameisensäure oder Propionsäure in hoher Konzentration erfolgt und danach der Quellprozeß mit Propionsäure dünnerer Konzentration gestoppt wird.

3. Verwendung des mit Ameisensäure und/oder Propionsäure beladenen Trägerstoffes zur Konservierung landwirtschaftlicher Produkte pflanzlicher Provenienz, wie Futtergetreide, Futtererbsen, Futterbohnen, Reis, ölhaltige Körner sowie für feuchtes Grünfutter, Futter-Silage, Kleearten, Luzerne und pflanzliche Rückstände.