DE19843887C5

DE19843887C5 - Hygienegranulat und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE19843887C5
Application number: DE19843887A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. Hums; Iwailo Dr. Petrov; Hartmut Dr. Walther
Original assignee: Xella Baustoffe GmbH
Current assignee: Xella Baustoffe GmbH
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: DE19843887A1; DE19843887B4

Abstract

Hygienegranulat, insbesondere mineralisches Tierstreu, auf Basis von Calciumsilikathydrat und Bentonit, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat pelletierte Granalien (1) mit einem zweischichtigen Aufbau mit einem Kern (2) aus einem Primärpellet und einer Schale (3) bzw. Mantel (3) aufweist, wobei der Kern (2) aus einer Mischung von 85 bis 95 M-% Calciumsilikathydratmaterial und 5 bis 15 M-% feinteiligem Bentonit ausgebildet ist und der Mantel (3) ein Gemisch aus feinteiligem quellfähigem Tonmineral und feinteiligem Calciumsilikathydrat aufweist, wobei die Mischung zur Ausbildung des Mantels 35–65 M-% Calciumsilikathydratmaterial und 65–35 M-% Bentonit und das feinteilige Calciumsilikathydrat-Material Korngrößen von 1 bis 100 μm aufweist und das Primärpellet Korngrößen von 0,5–3,5 mm und die Granalien des Granulats 2–5 mm aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein saugfähiges, mineralisches Granulat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung (Anspruch 20). Derartige Granulate werden als Tierstreu, insbesondere als Katzenstreu, verwendet. Eine weitere Verwendung ist die Ad-/Absorption umweltrelevanter Flüssigkeiten, beispielsweise bei Unfällen.
Bekannt sind Granulate auf Bentonitbasis. Bentonit ist ein hoch saugfähiges Tonmineral, welches nach dem Kontakt mit Wasser in erheblichem Maße aufquillt und Agglomerate bildet. Bei der Verwendung von Bentonit als Tierstreu bilden sich hierdurch Klumpen, welche aus dem restlichen Streu leicht entnommen und entsorgt werden können. Vorteilhaft ist, daß hierdurch eine störende Geruchsentwicklung vermieden werden kann, da mit Flüssigkeiten kontaminierte Teile des Streus entfernt werden und das restliche Streu trocken bleibt. Desweiteren kann hierdurch der Verbrauch an Tierstreu verringert werden. Nachteile einer Verwendung von reinem Bentonit sind die Kosten für den Rohstoff sowie das hohe Schüttgewicht von 900–1.000 g/l.
Darüber hinaus ist es bekannt, hoch saugfähige Granulate aus gebrochenem und klassiertem Poren- oder Gasbetongranulat als Tierstreu zu verwenden. Bei derartigen Granulaten ist insbesondere von Vorteil, daß das Schüttgewicht lediglich 400–500 g/l beträgt.
Es wurden darüber hinaus bereits Bemühungen unternommen, die Vorteile beider Produkte miteinander zu verbinden.
Aus der DE 195 09 747 A1 ist ein poröses Granulat zur Ad- bzw. Absorption von Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere zur Verwendung als Hygiene-Tierstreu bekannt. Gemäß dieser Druckschrift werden Granulate hergestellt, deren Korngröße zwischen 0,5 und 4, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 mm liegen soll. Die Tonmineralkomponente soll in möglichst feinteiliger Form als Mehl vorliegen, wodurch die Quellfähigkeit begünstigt sein soll. Das poröse Trägermaterial soll je nach Herstellungsverfahren in unterschiedlichen Schüttgewichten und Korngrößen verfügbar sein, wobei Schüttgewichte von 300–400 g/l bevorzugt werden. Gemäß dieser Druckschrift werden Wasser und Bentonitmehl zu einer dünnbreiigen Schlämme aufbereitet, in welche Calciumsilikat/Porenbetonmaterial mit einer Korngröße < 1,5 mm eingestreut werden. Diese Primärkörnung soll mikroporiges Calciumsilikat sein. Diese Körnung soll im Mischvorgang mit einer gleichmäßigen Schichtdicke der Bentonitschlämme umhüllt werden, wobei die fertigen Granulate eine Größe von in etwa 2 mm aufweisen sollen. Ein durchschnittliches Schüttgewicht dieser Granulate wird mit etwa 450 g/l angegeben. Der Anteil des hoch quellfähigen Tonminerals soll von 25–50% reichen und der Anteil des Calciumsilkathydratmaterials soll zwischen 50–75 Gew.-% liegen. Im Querschnitt betrachtet weisen die Granulate einen großen Kern aus porösem Calciumsilikathydratmaterial und einen im Verhältnis zum Kern gesehen dünnen Mantel aus Bentonit auf. Gemäß dieser Druckschrift kann darüber hinaus eine Wiederbefeuchtung der im Heißluftstrom getrockneten Granulate stattfinden, um weiteres feinteiliges Bentonit aufzupudern und so die Schichtdicke des Bentonits auf eine bestimmte Höhe zu vergrößern.
Aus der EP 0 716 806 A1 ist ebenfalls ein Granulat zur Verwendung als Tierstreu bekannt, bei dem ebenfalls 25–70 Gewichtsanteile eines hoch quellfähigen Materials und 30–75 Gewichtsteile eines Porenbetongranulats verwendet werden. Gemäß dieser Druckschrift ist es zusätzlich zu den Ausführungsformen gemäß der DE 195 09 747 A1 möglich, beide Materialien in der Art zu mischen, daß eine im Querschnitt homogene Struktur innerhalb der Granalie erzielt wird. Das Porenbeton/Calciumsilikatmaterial soll zur Herstellung eines homogen aufgebauten Granulats Korngrößen < 0,5 mm bei einem Bentonitanteil um 25 Gew.-% aufweisen.
Bei einem mit einer Bentonitschicht umhüllten Calciumsilikathydratgranalie ist von Nachteil, daß das Flüssigkeits-Absorptionsverhalten einer derartigen Granalien nicht optimal ist. Dies liegt daran, daß der Bentonit, in an sich bekannter Weise, durch die Quellung gegen weitere Flüssigkeit undurchlässig wird. Hierdurch wird nur ein geringer Anteil an Flüssigkeit in den Kern weitergeleitet. Das Flüssigkeits-Absorptionsverhalten einer derartigen Granalie ist somit von oberflächlicher Natur. Ein derartiges Granulat wird durch die Nichtnutzung des calciumsilikatischen Kerns verhältnismäßig teuer bei schlechtem Wirkungsgrad. Bei Granalien, welche eine homogene Mischung zwischen Calciumsilikathydrat-Körnchen und Bentonit darstellen, ist von Nachteil, daß hierbei für eine effektive Wasseraufnahme relativ viel Bentonit verwendet werden muß, weshalb dieses Produkt teuer wird. Darüber hinaus ist der Bentonitanteil derartiger Granulate und damit auch Preis und Schüttgewicht hoch.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Granulat zur Verwendung als Tierstreu zu schaffen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und ein gutes Flüssigkeitsabsorptionsverhalten aufweist, wobei eine gute Klumpwirkung und ein gutes Flüssigkeitsrückhaltevermögen erreicht wird.
Die Aufgabe wird mit einem Granulat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß weist das Granulat einen Zweischichten-Aufbau auf. Der Kern einer Granalie besteht, wie beim Stand der Technik auch, aus einem CSH-Korn, also insbesondere einem gebrochenen, klassierten Poren- bzw. Gasbetonmaterial. Der Mantel besteht aus einem CSH-Staub, also insbesondere einem Staub aus Porenbeton bzw. Gasbetonmaterial, welcher mit einem gewissen Anteil von Bentonit gemischt ist.
Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß eine Mischung von in etwa 50 Gew.-% Bentonit und 50 Gew.-% CSH-Staub zu sehr guten Ergebnissen bezüglich der Wasseraufnahme, aber auch des Klumpverhaltens geführt hat. Es wird vermutet, daß durch die kleinen CSH-Teilchen eine temporäre Kapillarität und Permeabilität für Flüssigkeiten des Mantels geschaffen wird. D. h., wenn eine derartige Granalie in Kontakt mit Wasser gerät, kann durch die sehr kleinen CSH-Bestandteile oder an diesen vorbei das Wasser zum Kern gelangen, während der Bentonit ebenfalls Flüssigkeit aufnimmt und zu quellen beginnt. Auch bei einer erfindungsgemäßen Granalie führt der Bentonit zu einer oberflächlichen Abdichtung, die jedoch durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mantels erst viel später als im Stand der Technik eintritt. Somit ist es möglich, daß die Flüssigkeit in den Kern gelangt und eine Abdichtung erst dann erfolgt, wenn das Saugvermögens des Kerns ausgeschöpft ist. Hierdurch wird eine überragende Flüssigkeitsrückhaltung erreicht, was darüber hinaus dazu führt, daß eine Geruchsentwicklung verzögert stattfindet.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert, deren einzige Figur eine erfindungsgemäße Granalie im Querschnitt darstellt.
Das erfindungsgemäße Hygienegranulat wird aus einzelnen Granalien 1 ausgebildet, welche einen zweischichtigen Aufbau mit einem Kern 2 aus einem CSH-Korn und einem Mantel 3 aus einem CSH-Staub, welcher mit einem gewissen Anteil von Bentonit gemischt ist aufweist.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Granulats werden zunächst Körner 2 aus porösem CSH-Material, insbesondere Körner aus einem Poren- bzw. Gasbetonmaterial, in einem Pelletiermischer vorgelegt. Die Körner 2 weisen vorzugsweise eine Korngröße von 0,5–3,5 mm auf. Diese Primärkörner 2 werden als Vorbereitung für die nachfolgende Pelletierung mit Wasser kontaktiert, beispielsweise durch Aufsprühen. Dabei werden in der Regel 5–25 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Körner, aufgesprüht. Die Menge des Wassers hängt von der Porosität und damit von Saugvermögen der Primärkörner 2 ab, d. h., bei hoher Porösität und hohem Saugvermögen steigt der Wasserbedarf.
Die CSH-Primärkörner 2 können auch durch das Pelletieren von CSH-Materialstäuben allein oder CSH-Stäuben und -Körnern zusammen gebildet werden, wobei die Stäube eine Korngröße von 50–200 μm aufweisen und die zugesetzte Körnung Korngrößen von 0,2–0,6 mm aufweist. Als Pelletierhilfsmittel und zur Vorbereitung der nachfolgenden Mantelbildung kann auch hier Wasser verwendet werden. Das Wasser kann, wie auch das Wasser, mit welchem das Porenbetongranulat für die Pelletierung vorbefeuchtet wird, geruchshemmende, insbesondere desinfizierende Substanzen enthalten, welche in diesem Verfahrensstadium in besonderes vorteilhafter Weise tief im späteren Granulat eingebettet sind. Zusätzlich können diese feinteiligen CSH-Materialien vor dem Pelletieren mit feinteiligem Bentonit vermischt werden, wobei Mischungen von 85–95 M-% CSH-Material (Staub oder Staub und Körnung) und 5–15 M-% Bentonit (als Mehl) bevorzugt sind.
Anschließend wird eine Mischung auf feinteiligem Bentonit und feinteiligem CSH-Material zu der vorbereitete, vorbefeuchteten Mischung gegeben. Das feine CSH-Material weist Korngröße von 1 bis 100 μm auf. Die Mischung besteht dabei insbesondere aus 35–65 M-% CSH-Material und 65–35 M-% Bentonit.
Hierbei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß eine derartige Mischung im Gegensatz zu reinem Bentonit oder einer Mischung mit überwiegendem CSH-Anteil in besonders effektiver Weise Feuchtigkeit aufnimmt, in das zentrale CSH-Korn 2 weiterleitet und speichert.
Die feinteilige Mischung kann beispielsweise aufgepudert werden, wobei als Granulierhilfsmittel beispielsweise Wasser fein eingedüst werden kann. Dem Wasser können zweckmäßigerweise ebenfalls bereits geruchshemmende Stoffe zugesetzt sein. Nach Abschluß des Pelletiervorgangs weisen die Pellets eine Größe von vorzugsweise über 2 mm, insbesondere 2–5 mm, auf.
Die Pellets 1 werden anschließend einer Trocknung unterzogen. Diese Trocknung kann in konventionellen Trocknern z. B. in einem Trommel-Trockner stattfinden, wobei das Gut, in diesem Fall die Pellets, bei Heißgastemperaturen zwischen 100°C und 400°C getrocknet werden, wobei die Verweilzeit der Pellets im Trockner beispielsweise zwischen 5 bis 16 Minuten, insbesondere 7 und 14 Minuten beträgt. Die Materialaustrittstemperatur in allen Bereichen der Granalie 1 sollte anschließend zumindest 100°C–160°C betragen, wodurch sichergestellt werden soll, daß die Granalien eine homogene Durchtrocknung aufweisen.
Durch die Trocknung wird in bevorzugter Weise auch das physikalisch gebundene Zwischen schichtwasser des Bentonits ausgetrieben, wodurch dessen Wasseraufnahme- und Quellvermögen aktiviert wird. Dies ist insbesondere für die Klumpwirkung der fertigen Granalien wichtig. Die getrockneten Granalien können anschließend mit einer Flüssigkeit oder einer Feststoffsuspension behandelt werden, welche insbesondere Duftstoffe, Desinfektionsmittel und Farbstoffe enthalten kann. Die Behandlung kann durch Besprühen aber auch durch Tränken erfolgen, wobei sich ein weiterer Trocknungsschritt mit Abwärme aus dem Trockner anschließen kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Die fertigen Granalien 1 weisen insgesamt einen Bentonitanteil von 15–24,8 Gew.-% Bentonit und 85–75,2% CSH-Material auf.
Bei diesen Granalien 1 ist von Vorteil, daß sie durch ihren geringen Bentonitanteil besonders preisgünstig sind. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß durch eine Mischung von 35–65 M-% Bentonit und 65–35 M-% CSH-Material im Mantel 3 der Granalie 1 eine besonders gute Feuchtigkeitsaufnahme, -weitergebe an den Kern und -speicherung erfolgt, wobei ein gutes Klumpvermögen der Granalien 1 erhalten bleibt.
Darüber hinaus ist von besonderem Vorteil, daß die Granalien 1 unter Feuchtigkeitszutritt in üblicher Menge die Feuchtigkeit aufsaugen und gleichzeitig Klumpen bilden, welche einfach aus der übrigen Menge des noch trockenen Gutes entnommen werden können. Bei der Verwendung eines pelletierten Kerns 2 aus CSH-Material und eines geringen Zusatzes Bentonit wird eine verbesserte Haftung zwischen Kern 2 und Mantel 3 der Granalie erreicht, wobei der Kern 2 an der Klumpenbildung beteiligt wird. Diese Granalien zerfallen bei Wasserüberschuß, so daß sie über eine normale Toilette entsorgt werden können. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Fall, wenn der Kern 2 aus pelletiertem CSH-Material besteht, da dieser in noch kleinere Bestandteile zerfällt.

Claims

Hygienegranulat, insbesondere mineralisches Tierstreu, auf Basis von Calciumsilikathydrat und Bentonit, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat pelletierte Granalien (1) mit einem zweischichtigen Aufbau mit einem Kern (2) aus einem Primärpellet und einer Schale (3) bzw. Mantel (3) aufweist, wobei der Kern (2) aus einer Mischung von 85 bis 95 M-% Calciumsilikathydratmaterial und 5 bis 15 M-% feinteiligem Bentonit ausgebildet ist und der Mantel (3) ein Gemisch aus feinteiligem quellfähigem Tonmineral und feinteiligem Calciumsilikathydrat aufweist, wobei die Mischung zur Ausbildung des Mantels 35–65 M-% Calciumsilikathydratmaterial und 65–35 M-% Bentonit und das feinteilige Calciumsilikathydrat-Material Korngrößen von 1 bis 100 μm aufweist und das Primärpellet Korngrößen von 0,5–3,5 mm und die Granalien des Granulats 2–5 mm aufweisen.
Hygienegranulat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tonmineralanteil von unter 25 M-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Granalie (1).
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsilikathydrat ein Porenbetonmaterial ist.
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kern (2) der Granalie (1) ausbildende Korn feinteiliges Calciumsilikathydratmaterial, insbesondere Calciumhydratmaterialstaub und Calciumsilikathydratkörner als Mischung aufweist.
Hygienegranulat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsilikathydratkörnung Korngrößen von 0,2 bis 0,6 mm aufweist.
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) der Granalie (1) geruchshemmende Stoffe enthält.
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) der Granalie geruchshemmende und/oder desinfizierende Stoffe enthält.
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) des Granulats Duftstoffe enthält.
Hygienegranulat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) Farbstoffe enthält.
Verfahren zur Herstellung des Hygienegranulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Kern (2), welcher überwiegend aus Calciumsilikathydratmaterial besteht, ein Mantel (3) aus einer Mischung aufpelletiert wird, welche überwiegend feinteiliges Calciumsilikathydratmaterial und feinteilige Tonmineralien enthält.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Pelletierung Körner aus porösem Calciumsilikathydratmaterial mit einer Korngröße von 0,5–1,5 mm in einem Pelletieraggregat oder auf einem Pelletierteller als Primärpellets vorgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Primärpellets Calciumsilikathydratstaub und/oder Calciumsilikathydratkörner sowie feinteiliger Bentonit in einem Pelletieraggregat vorgelegt und zu Primärpellets mit einer Korngröße von 0,5–1,5 mm pelletiert werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Calciumsilikathydratstaub mit einer Korngröße von 50–200 um verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsilikathydratkörner mit einer Korngröße von 0,2–0,6 mm verwendet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß 85–95 M-% Calciumsilikathydrat-Material und 5–15 M-% Betonit mit Pelletieraggregat vorgelegt werden und daraus die Primärpellets pelletiert werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Pelletierhilfsmittel Wasser zugedüst wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß geruchshemmende und/oder Duftstoffe beim Pelletieren der Primärpellets zugegeben werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärpellets nach dem Pelletieren getrocknet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß während des Pelletierens geruchshemmende und/oder Duftstoffe und/oder Farbstoffe zugemischt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Granalien (1) mit Korngrößen von 2–5 mm pelletiert werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets (1) nach der Pelletierung getrocknet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten Pellets (1) mit geruchshemmenden Stoffen behandelt, insbesondere besprüht werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets (1) mit Duftstoffen besprüht werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets (1) mit Farbstoffen behandelt, insbesondere besprüht werden.