DE2208594B2

DE2208594B2 - Herstellung von Viehfutter

Info

Publication number: DE2208594B2
Application number: DE2208594A
Authority: DE
Inventors: Alec William Arthur Kimbolton Huntingdonshire Burt; Michael John Frederick Stevington Bedfordshire Kelly
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1972-02-23
Publication date: 1979-06-07
Also published as: IE36437L; AR193516A1; FR2126365A1; DE2208594A1; NL171528B; NL171528C; ES400060A1; NL7202216A; IE36437B1; GB1366138A; FR2126365B1; DE2208594C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Viehfutier aus einem Gemisch, bestehend aus einem Lignocellulosekomplexe enthaltenden Material und einer wäßrigen Lösung von Alkali.

Stroh, das ein Beispiel für eine derartige Substanz ist, kann an Pflanzenfresser verfüttert werden, doch ist allgemein bekannt, daß ein erheblicher Anteil des Strohes sogar von Wiederkäuern unvollständig verdaut wird. Dies scheint auf die Anwesenheit eines Anteils von Lignocellulosekomplexen im Stroh zu beruhen, die gegen eine Verdauung wiedcrsiandsfähigcr als Cellulose sind, die eine gute Energiequelle für Pflanzenfresser st.

Man kann din Verdaulichkeit von Stroh verbessern und somit dessen Nährwert erhöhen, wenn man es 2 bis 24 b mil einer Natriumhydroxidlösung behandelt; jedoch muß man es anschließend mit Säure neutralisieren, oder man muß überschüssiges Natriumhydroxid aus dem Stroh durch Waschen mit Wasser auslaugen und danach das behandelte feuchte Stroh trocknen, bevor es vor dem Verfüttern an die Tiere in üblicher Weise gelagert werden kann. Dieses Verfahren ist nicht nur zeitraubend und kostspielig in der Arbeitsweise, insbesondere hinsichtlich des Trocknens des Endprodukts, sondern es kann auch ein beträchtlicher Verlust an Nährstoffen durch das Auslaugen auftreten, wenn das Stroh zum Entfernen überschüssigen Alkalis gewaschen wird.

Ks wurde nun ein Verfahren entwickelt, wodurch Stroh, und andere Lignocellulosekomplexe enthaltende Subslan/en, wie Heu, Gras, Bagasse und Holz, zur Verbesserung ihrer Verdaulichkeit behandelt werden können, indem man für eine innige und rasche Berührung derartiger Substanzen mil Alkali unter solchen Ik-dingungen sorgl. daU der Abbau der l.igrio'.ellulosekomplexe ohne Verlust an Nährstoffen und mil einem geringen Aufwand, derartig behandelte Siibsiiin/.en zu trocknen, schnell erfolgt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Viehfuüer aus einem Gemisch, bestehend aus einem Lignocellulosekomplexe enthallenden Malet ial und einer wäßrigen Lösung von Alkali, (bis ilinlurch gekennzeichnet ist. u\ilJ uns Gemisch mit einem l-eststoffgehalt von mindestens J()Gew.-% bei einer Temperatur von mindestens liO"(.^-, dabei jedoch nicht über I J¹J⁰C ansteigend, einer intensiven mechanischen Bearbeitung derart unterworfen wird, daß das Viehfutier eine Verdaulichkeit bezüglich organischer Substanz von mindestens60% aufweist.

Die Verdaulichkeit der organischen Substanz ist nach dem Invitro-Verfahren zu bestimmen, das von |.M.A.

Ti I ley und R. A.Terry in Journal British GraBland Society 18 (1963), Seile 104, besehrieben ist

Wenn Stroh verwendet wird, liegt es zweckmäßig in einem trockenen Zustand vor, d. h. mit einem Feuchtig-

-. keitsgehalt üblicherweise von 8—12%. Es kann jedoch auch feuchtes oder nasses Stroh verwendet werden. Zur zweckdienlichen Handhabung liegt das Stroh gewöhnlich gehäckselt oder gemahlen vor. Ähnliche Kriterien gelten bei der Verwendung anderer Lignocellulosekom-

Hi plexe enthaltender Substanzen.

Das Alkali ist wasserlöslich und reagiert unter dem Einfluß einer intensiven mechanischen Bearbeitung bei einer Temperatur von mindestens 60° C mit der Lignocellulosekomplexe enthaltenden Substanz, um Cellulose zu liefern. Beispiele von geeignetem Alkali sind Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Kaliumhydroxid und am besten Natriumhydroxid, das es preiswert, leicht verfügbar und einfach in der Handhabung ist.

2ii Wenn Natriumhydroxid verwendet wird, liegt es als wäßrige Lösung einer Konzentration von i bis 50 Gewichtsprozent pro Volumen vor. Es wurde gefunden, daß eine Lösung mit einem Gehalt von 5 bis 30 Gewichtsprozent Natriumhydroxid pro Volumen be-

ji sondersgeeigp.etist.

Die Menge an Alkali, die mit der Lignocellulosekomplexe enthaltenden Substanz zu vermischen ist, wird so gewählt, daß ein wesentlicher Anteil der Lignocellulosekomplexe in Cellulose umgewandelt wird. Somit sorgt

in man zweckmäßig dafür, daß das Alkali mindestens in einem geringen Überschuß vorliegt, so daß das Endprodukt der Reaktion alkalisch ist.

Wenn das Alkali Natriumhydroxid und das Lignocellulose enthaltende Material Stroh ist, beträgt das

r, Verhältnis von Natriumhydroxid zu Stroh etwa 1 :100 bis 1:10, bezogen auf die jeweiligen Trockengewichte. Das günstigsie Verhältnis beträgt etwa I : 20.

Die Konzentration der wäßrigen Alkalilösung und der Feuchtigkeitsgehalt der Lignocellulose enthaltenden Substanz werden so gewählt, daß der Feststoffgchali des Gemisches mindestens 30 Prozent, am besten 50-80 Prozent, beträgt.

Geeignete Mengen von Alkali und Lignocellulose enthaltender Substanz werden bei einer Temperatur von mindestens 60'C einer intensiven mechanischen Bearbeitung in einer Weise unterworfen, die sicherstellt, daß die Substanz gemischt und in eine innige Berührung mit der Alkalüösung unter dem Einfluß der mechanisch induzierten Scherkräfte gebracht wird, wodurch ein rascher Abbau eines wesentlichen Anteils der Lignocellulrvckomplexe verursacht wird, um einen höheren Anteil an verfügbarer Cellulose zu schaffen. Es isl nicht erforderlich, die Temperatur des Gemisches über I Vi"C ansteigen zu lassen.

Das Gemisch kann zum Beispiel derart einer intensiven mechanischen Bearbeitung unterworfen werden, indem es durch einen Extruder geführt wird, in dem das Gemisch bei hohem I )ruck gründlich mazeriert, zerkleinert und gemischt wird, wobei durch die auftretenden Reibungskräfte Wärme erzeugt wird. Der Extruder kann zum Beispiel mittels Dampf beheizt werden, um die erforderliche Wärme zur Beschleunigung der Reaktion /\\ liefern oder zu ergänzen.

Der Extruder k-iiin mil einem oder mehreren Schneckenbohrern ausgerüstet sein, die das Gemisch bearbeiten und gleichzeitig zerkleinern sowie es durch den Extruder zur Exiruderöffnung oder -düse führen, iius der es als ein halbfeiichics Exirudat austritt.

Gegebenenfalls kann der Extruder zum Beispiel ein Schneckenextruder sein, wie er in der Kunststoffindustrie Verwendung findet.

Es ist auch möglich, das Gemisch einer intensiven mechanischen Bearbeitung zu unterwerten, indem es durch eine Mahlvorrichtung mit einem perforierten Düsenprofil geführt wird, wie es bei der Tablettierung von Viehfutter verwendet wird. Auch in diesem Falle sind die Reibungskräfte, die sich beim Zerkleinern des Gemisches entwickeln, und die dadurch erzeugte Wärme ausreichend, eine rasche Wechselwirkung zwischen der Lignocellulose enthaltenden Substanz und dem Alkali hervorzurufen.

Während es möglich ist, die mit Alkali behandelte Substanz unmittelbar als Viefutter mit einer verbesserten Verdaulichkeit zu verwenden, wird am besten ein gegebenfalls vorhandener Überschuß an Alkali durch Zugabe einer geeigneten Menge einer sauren Verbindung neutralisiert.

Es können beiwbige physiologisch unbedenkliche Säuren verwendet werden. Salzsäure oder Essigsäure sind für diesen Zweck geeignet, doch besitzen sie den Nachteil, daß Schwierigkeiten bei der Handhabung und an der Ausrüstung infolge Korrosion entstehen können und daß man den mit der Säurelösung zugegebenen Feuchtigkeitsgehalt anschließend entfernen muß, wenn ein trockenes neutralisiertes Produkt gewünscht wird.

Demgemäß wird zweckmäßig ein festes saures Salz des Harnstoffs als saure Verbindung zum Neutralisieren der mit Alkali behandelten Substanz verwendet. Dadurch vermeide' man die Zufuhr zusätzlicher Feuchtigkeit, die üblicherweise durch Trocknen der behandelten Substanz vor einem Weiicrverarbciten und Lagern wieder entfernt werden i'itiß. Die Verwendung eines sauren Marnstoffsal/es ist auch msofern vorteilhaft, daß es weder erforderlich ist, eine besondere Vorrichtung zum Einbringen des Harnstoffsalzes in die zu neutralisierende alkalische Substanz anzuwenden, noch daß irgendwelche Korrosions-, Handhabungs- oder I.ageriingsschwicrigkeiten auftreten, wie sie bei flüssigen Sauren vorkommen. Weiterhin kann das trockene Harnstoffsalz in einer beliebigen Stufe nach der Alkalibehandlung der Substanz zugesetzt werden, d. h. vor oder nach derTrockntingsstufe.

Das saure I larnstoffsalz muß natürlich gegenüber den Tieren physiologisch unbedenklich sein. Beispiele derartiger Salze sind llarnsloffphosphat, Harnstoffacetat, llarnstoffpropionat und Harnstoffsulfat. Es wurde festgestellt, daß Harnsloffphosphat bei der Verwendung eine besonders günstige Verbindung ist, da es eine Vorratsquelle sowohl für Stickstoff als auch für Phosphor darstellt, die die Tiere mit Vorteil verwerten können.

Die Menge des festen s.mren I larnsloffsal/.es, das zur Herabsetzung des pH-Wertes der alkalibchandcltcn Substanz auf eine annehmbare Höhe verwendet wird, hängt von dem ursprünglichen pH-Wert der .Substanz, von der Acidiläl des gewählten I larusloffsal/.es und von dem gewünschten pH-Hndwert der Substanz ab. Wenn erst die Absicht verwirklicht wird, ein saures I larnsloffsal/. zu/tigeben, ist es natürlich einfach, durch Berechnung oder durch Titration die geeignete Menge des zuzusetzenden Harnsloffsal/es /u bestimmen.

Es wurde gefunden, dall die geeignete Menge Harnsloffphosphal, die der alkalibehandellen Substanz zugegeben werden kann, etwa I bis etwa f> Gewichtsprozent betragt, bezogen auf den l'eslsloffgehalt der Substanz.

Wenn anstelle von Harnstoffphosphat Harnstoffsul-

fat, -acetat oder -propionat als Neutraltsierungsmittel

verwendet wird, ist anteilmäßig mehr saures Salz erforderlich, um eine entsprechende Menge der

·; alkalischer. Substanz zu neutralisieren.

Die Reaktion des Natriumhydroxids mit den Lignocellulosekomplexe enthaltenden Substanzen besteht vermutlich darin, den Lignocellulosekomplex abzubauen und dadurch den Gehalt an für das Tier verfügbarer

in Cellulose zu erhöhen. Es wurde jedoch gefunden, daß ein geeignetes Verfahren zur Beurteilung des Abbaugrades und somit zur Steigerung des Nährwertes, wie er sich durch Verbesserung bei der Verdaulichkeit widerspiegelt, die stattgefunden hat, darin besteht, die

Ii neuiralisierte, mit Alkali behandelte Substanz einer In-vitro-Verdauung zu unterwerfen.

Die Verdaulichkeit von organischen Verbindungen in einer unbehandelten, Lignosellulosekomplexe enthaltenden Substanz wird im allgemeinen mit etwa 35 bis 45

jo Prozent angegeben, wie sie durch das In-vitro-Verfahren bestimmt wird, das von J. M. A. T i!! e y und R. A. Terry in Journal British Grassland Society 18 (196J), Seite 104, beschrieben ist. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung dieser Substanzen wird die Verdaulichkeit

_·> der organischen Verbindungen gewöhnlich auf mindestens 60 Prozent erhöht und liegt häufig bei 70 bis 80 Prozent.

Die alkalibehandeltc Substanz, gleichgültig ob sie neutralisiert ist oder nicht, kann als solche als Viehfutter

«ι verwendet werden. Sie kann auch gegebenenfalls getrocknet werden, zum Beispiel durch rasche Verdampfung der Feuchtigkeit in dem Augenblick, wenn das Extrudat den Extruder verläßt, oder durch Wärmcirocknung nach dem Extrudieren, zum Beispiel

i> durch Anwendung heißer Luft, um den Feuchtigkeitsgehalt auf den gewünschten Wert herabzusetzen, bei dem die Substanz gelagert oder in anderer Weise behandelt oder an Tiere verfüttert wird.

Die getrocknete, alkalibehandclte Substanz kann

4« unmittelbar als Teil des Viefutlers verfüttert oder zusammen mit anderen Fultcrbcstandicilcn verarbeitet und tablettiert werden.

Die Erfindung wird anhand der nachsiehenden Beispiele erläutert.

Beispiel I

(a) Stroh wird zerkleinert und /iisammen mit einer äquivalenten Menge einer 4,5pro/eniigen wäßrigen

>(i Lösung von Natriumhydroxid einem Doppelschneckenextruder zugeführt, wie er in der Kunststoffindustric verwendet wird. Das Gemisch wird etwa 10 Minuten bei einer Temperatur von 80 bis 90"C kraftigen und intensiven Scher- und Druckkräften unterworfen und

r> danach aus dem Extruder als ein feuchtes endloses Extrudat mit einem Feststoffgehali von etwa 45% ausgestoßen.

(b) Bei einem ähnlichen Versuch wird Strom von I5,24eir Länge mit einer ähnlichen Menge einer

Wi 4,5prozcntigen wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid vermischt. Wiederum erhält man ein Extrudat mit einem Feslstoffgchalt von 45%.

In beiden füllen wird das Endprodukt an Luft bis /u einem (•'euchligkeitsendgchalt von 4¹Vn getrocknet.

h'i Dieser Feuchtigkeitsgehalt entspricht dem durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt von unbehandcltem trocknen Stroh. Die Verdaulichkeit organischer Verbindungen steigt bei der In-vitro-Bestimmiing von 47ⁿ/n für

übliches unbehandelies Stroh auf 86% im Falle des Versuchs (a) und auf 83% im Falle des Versuchs (b).

Beispiel 2

Stroh wird zu Stückchen von höchstens 2,54 cm Länge zerkleinert und danach mit der gleichen Menge einer 4,5prozentigen wäßrigen Natriumhydroxidlösung vermischt. Das Gemisch wird durch einen Doppelschneckenextruder geschickt, wie er in Beispiel 1 verwendet worden ist. Die Behandlungstemperatur beträgt 90^cC, und das tablettierte Extrudat hat einen Feststoffgehalt von 47%. Nach dem Trocknen wie in Beispiel 1 beträgt die Verdaulichkeit des alkalibehandellen Strohs nach der In-vitro-Bestimmung 82%.

Ein Teil der derart hergestellten Tablettisierten Extrudats mit einem Feslstoffgehalt von 47% wird zusammen mit n-HCI mit einer Geschwindigkeit von 36 ml/100 g alkalibehandeltcr Substanz durch den Extruder geschickt, um es zu neutralisieren. Der Feststoffgehalt der neutralisierten Substanz beträgt 59%. Nach dem Trocknen auf einen Feuchtigkeiisgehaii von etwa 9% beträgt die Verdaulichkeit der organischen Verbindungen nach der In-vitro-Bestimmung 80%.

Beispie I 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbesserung der Verdaulichkeit der organischen Verbindungen in Stroh, wenn das Stroh mit Natriumhydroxidlösung behandelt wird, und unterstreicht den crzielbaren Vorteil bei Anwendung einer intensiven mechanischen Bearbeitung des Gemisches im Vergleich zu ähnlichen Ansätzen mit einem Gemisch, das keiner derartigen Behandlung unterworfen worden ist. Die intensive mechanische Bearbeitung wird dadurch erzielt, daß das Gemisch von zerkleinertem Stroh und Natriumhydroxidlösung durch einen Extruder geschickt wird.

Bei jedem Versuch wird das Stroh zerkleinert und gesiebt, um Teilchen einer Länge über 2,54 cm

ίο auszuschließen. Ansätze von 45 kg werden in einem waagerechten diskontinuierlich arbeitenden Mischer mit 2 kg Natriumhydroxid, das in einer geeigneten Menge Wasser gelöst ist, vermischt. Die Gemische werden einige Stunden bis zur Oberführung in den

is Extruder in Kunststoffbehältern gelagert.

Der Extruder arbeitet mit einem Durchsatz von 400 bis 450 kg je Stunde. Die Extruderbchandlung dauert bei jedem Ansatz 5 bis 10 Minuten.

In der nachstehenden Tabelle wird die Verdaulichkeit

2(> der organischen Verbindungen wach dem In-vilro-Verfahren bei 5 Ansätzen von Stroh verglichen, das mit unterschiedlichen Mengen Wasser mit jeweils der gleichen Menge Natriumhydroxid (4,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des Strohes) vermischt und dann extrudicrt wird. Zum Vergleich wird die Verdaulichkeit der organischen Verbindungen von ähnlichen Proben, die jedoch nicht exirudicrt worden sind, zusammen mit einem Kontrollversuch von Stroh angegeben, das weder mit Natriumhydroxid behandelt

in noch extrudicrt worden ist.

Ansatz	% zuge gebene NaOH- Lösung	Dauer (Std.)	Exlrusions- tcmp. (0	Verdaulichkeit Verbindungen nach der Extrusion	der organischen in % ohne Extrusion
la	20	0,75	134	68,0	56,4
Ib	20	24	12.,	71,3	58,9
2a	25	2	130	71,4	56,0
2b	25	24	124	69,0	62,0
3a	30	4	120	72,2	64,6
3b	30	24	120	67,1	62,6
4a	40	5	116	69,5	66,6
4b	40	24	110	69,3	64,0
5a	60	4	110	72,0	67,4
5b	60	24	120	71,4	66,0
Kontrolle	_	_	_	_	48,0

Diese Ergebnisse veranschaulichen die Tatsache, dall nach einem Extrudieren die Verdaulichkeit der organischen Verbindungen des behandelten Strohes stark verbessert wird. Ein Extrudieren zeigt außerdem den Vorteil, daß etwas Feuchtigkeit abfließt, wenn das Produkt austritt, und daß dadurch ein kürzeres Endlrocknen erforderlich ist, als dies bei ähnlichen Gemischen der Fall ist, die nicht extrudicrt worden sind.

Beispiel 4

Dieses Beispiel .'cranschaulicht anhand eines In-vitro-Verfahrens die Verbesserung bei der Verdaulichkeit. die erreicht werden kann, wenn Ziegen mit einem Futter gefüttert werden, das alkalibehandeltes Stroh enthält, im Vergleich zu einer Vcrfütterung von unbchandcltcs Stroh enthaltendem Futter.

Verfahren

Bei diesem Versuch werden 6 Geißen in zwei Blöcke von je drei Tie/cn eingesetzt. Das Versuchsvorhaben ist im Hinblick auf die Tiere und die Behandlungen statistisch ausgeglichen. Der Versuch dauert 4 Wochen. Faeces und Urin werden gesammelt und wahrend der

letzten 10 Tage des Versuchs vermerkt. Der alkalibchandelte Strohbestandteil wird unter Verwendung eines Extruders wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt. Das alkalibehandclte Stroh wird dann mit heißer Luft auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 9 - 12% getrocknet. Das Putter wird wie folgt hergestellt:

a) 50% alkalibchandeltes Stroh plus 50% Konzentrat,

b) 50% unbehandelles Stroh plus 50% Konzentrat C) 100% Konzentrat.

Der Konzentratanteil des Futters hat die folgende Zusammensetzung:

Gewichtsprozent
Mais 40,0

Sojaschrotmehl	47,0
Melasse	10,0
Dicalciumphosphat	1.5
Kalkstein	1.0
Salz	0.5

Ergebnisse
Die Verdaulichkeit von organischen Verbindungen (OMD) wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

!Aufnahme- von organischen Verbindungen aus dem I utter) (organische Verbindungen im Kot) (Aufnahme von organischen Verbindungen aus dem Futter)

I.s werden die nachstehenden Verdaulichkeiten son organischen Verbindungen vermerkt:

Futter

α) hl

Verdaulichkeit von organischen 75.5 Verbindungen in ">

68.1

Durch Anwendung des Differcn/verfalirens /ur Uercchniing der Verdaulichkeit von Stroh, um die Wirkung des Konzentrats in |cdem iitrohfuller auszu- ^ halten, werden die nachsteherden berichtigten Werte :ur die Verdaulichkeil der organischen Verbindungen erhalten:

Slrohbcstandleil de; I utters

al h)

Verdaulichkeit von organischen
Verbindungen in ''■■

65.0

Dies·. Daten /eigen, dall eine Alkalibehandlung von Siroh niuh νorhegcnder Erfindung d'C Vcr(j:iulti_hkcil \on organischer Vcrbindungci im Stroh wesentlich verbessert.

B e ι s ρ ι c I 5

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbesserung bei der Futtcraufnahme bei Hammein, die auftritt, wenn der Strohbestandteil des Futters erfindungsgemäß alkalibehandelt worden ist im Vergleich mit einem ähnlichen Futter, bei dem das Stroh nicht mit Alkali behandelt worden ist.

Verfahren

Zwei Hammel werden mit dem nachstehenden Futter gefüttert:

Futter A: 50% Konzentrat plus 50%

unbehandcltes Stroh Futter B: 50% Konzentrat plus 50%

neutralisiertes aikaübehandeites Stroh.

Stroh und Konzentrat sind in jedem Falle ähnlich denjenigen, die bei dem in Beispiel 4 beschriebenen Versuch verwendet worden sind, mit der Ausnahme, daß das alkalibehandclte Stroh zuvor mit I larnstoffphos phal neutralisiert worden ist.

Während der ersten 10 Tage des Versuchs wird der Hammel Nr. I mit dem lütter A und der Hammel Nr. 2 mit dem Futter B gefüttert. Die nachstehenden Daten werden aus den Informationen berechnet, die vom 6. bis /um 10. Tilge verzeichnet worden sind, da die ersten 5 Tage eine Anpassungsperiode darstellen, wahrend der sich die Hammel an das entsprechende Futter anpassen. Fin ähnliches Verfahren wird während der zweiten zehntägigen Periode angewendet, wobei Hammel Nr. 1 mit dem Futter B und Hammel Nr. 2 mit dem Futter A gefüttert werden.

Ergebnisse

Bei den nachstehenden Ergebnissen sind die Verdaulichkcilsv» erte für die organischen Verbindungen nach dem In-vitro-Verfahren bestimmt worden.

Futter
Λ

Durchschnittliche Futteraufnahme 2254 2593 (g/Tag)

Durchschnittliche Aufnahme von 1893 2098

organischen Verbindungen (g/Tag)

Durchschnittliche Aufnahme von 1318 1696

verdaubaren organischen Verbindungen (g/Tag)

Lebendgewicht (kg) 71.2 72.6

Aus diesen Daten ist ersichtlich, daß die Verwendung von alkalibehandeltem neutralisierten Strohfutter eine wesentlich höhere Aufnahme von verdaubaren organischen Verbindungen im Vergleich zu unbehandeltem Strohfutter ergibt.

Beispiel 6

Diese.; Beispiel veranschaulicht die Verbesserung bei der Milchausbeute und -zusammensetzung, die erreicht werden, wenn ein alkalibehandeltes neutralisiertes Strohfutter im Vergleich mit einem ähnlichen Futter, das unbehandeltes Stroh enthält, verwendet wird.

Verfahren

Zehn Ayrshire-Kühe werden über einen ununterbrochenen Zeitraum von b Wochen gefüttert. Es werden

zwei verschiedene Futter verwendet, und die Kühe sind paarweise angeordnet, um individuelle Unterschiede bei der Milchiiusbeute auszuschalten.

Das bei diesem Versuch angewendete »Fodderitc«- System umfaßt das Füttern von Stroh plus einem Strohausgleich zur Erhaltung und normale handelsübliche Konzentrate zur Erzeugung. Gerstenstroh, das cnfw jder nach der Alkalibehandlung wie in Beispiel 5 beschrieben neutralisiert worden ist oder unbehandelt ist, wird in einer Menge von 4,5 kg je Tag und Tier verfüttert.

Ergebnisse

Die aufgezeichneten Daten werden verwendet, um die folgende Zusammenfassung der Ergebnisse /u berechnen, die die durchschnittliche Ausbeute und Zusammensetzung der Milch angeben, die während der sechswöchigen Dauer des Versuchs gesammelt worden ist.

Stroh/ulcilung

unhcli.inilell behandelt

5,42	17,78
1,93	12,85
8,32	8,61
3,63	4,23
3,23	3,34
4,56	4,84

Milchausbeute (kg/Tag/Kuh)
GesamlfeststofTe der Milch

Fettfreie Feststoffe (%)
Bulterfett (%)

Lactose (%)

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Ersatz des unbchandelten Strohes durch behandeltes Stroh eine sehr vorteilhafte Wirkung sowohl auf die Milchausbeute als auch auf die Milchzusammensclzung hai.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden große Mengen Stroh, die sonst auf den Feldern verbrannt werden, als Viefutter nutzbar gemacht. Dabei schafft die Maßnahme, daß erfindungsgemäß das Gemisch aus Lignocellulose enthaltendem Material und wäßrigem Alkali einer intensiven mechanischen Durcharbeitung Im erhöhter Temperatur unterworfen wird, bevor die Zunahme der Verdaulichkeit des Lignocellulose enthaltenden Materials den durch die Einwirkung von Alkali erzicibaren Maximaiwert erreicht hat, Bedingungen, unler denen diese Zunahme der Verdaulichkeit sehr wirksam und rasch abläuft. Dies unterscheidet die erfindungsgemaße Lösung von jedem bislang angewandten oder zur Anwendung vorgeschlagenen Verfahren. Wesentlich ist dabei die intensive mechanische Durcharbeitung, bei der es auf hohe Schereinwirkung, hohen Druck und die Erzeugung von Reibungswärme ankommt. Es ist nämlich kein großer Vorteil hinsichtlich erhöhter Verdaulichkeit zu erzielen, wenn die intensive mechanische Durcharbeitung des die Lignocellulose enthaltenden Materials erfolgt, nachdem das Alkali mit diesem so lange in Berührung war, daß die langsame, aber unvermeidliche Verbesserung der Verdaulichkeit (die sich lediglich aus dem verlängerten Kontakt mit dem starken Alkali ergibt) bereits eingetreten ist. Dann gäbe es keine weitere Wechselwirkung mehr, die durch die iiitensive mechanische Bearbeitung beschleunigt werden könnte. Um aus der inlensiven mechanischen Ik-arheiüing einen maximalen Vorteil zu erzielen, sollte sie sobald wie möglich nach dem Mischen des Lignocellulose enthaltenden Materials und der Alkalilösung stattfinden. Dies zeigen deutlich die Beispiele I und 2, in denen Stroh in einem Extruder intensiv mechanisch bearbeitet wurde, sobald es mit wäßriger Natronlauge gemischt worden war; so ergaben sich Verdaulichkeiten von 80% und darüber.

Die intensive mechanische Bearbeitung sollte also so sein, daß die chemische Reaktion zwischen dem Alkali und der Lignocellulose im wesentlichen abgelaufen ist, während noch intensiv mechanisch bearbeitet wird, und dann ist es am wirksamsten mit der intensiven mechanischen Bearbeitung sobald wie möglich /u beginnen. Demgemäß /eigen auch die Beispiele I und 2. daß ohne Verweilzeit /wischen dem Herstellen des Gemischs und der intensiven mechanischen Bearbeitung gearbeitet wird.

Andererseits zeigt Beispiel 3. welche Vorteile kurze Verweil/eilen haben können. Unler Berücksichtigung

liegt der Durciischnilt für alle Werie der Verdaulichkeit des organischen Materials nach dem Extrudieren bei 70,1%. So demonstriert der Ansatz I a des Beispiels 3 ein sehr wirksames Verfahren. Die intensive mechanische Bearbeitung erfolgte hier 0.Ti Ii nach dem Mischen von Stroh und Natronlauge. Bei einem ähnlichen Ansatz Ib erreichte dagegen die Verdaulichkeil organischen Materials selbst nach 24 Ii nur "58,9% ohne intensives mechanisches Bearbeiten. Beim Ansatz 2a, bei dem 2 h nach dem Mischen von Stroh und Alkali intensiv mechanisch bearbeitet wurde, war die Verdaulichkeit im wesentlichen die gleiche wie beim Ansatz la. Natürlich liegen unter kommerziellen Gesichtspunkten die Vorteile der praktischen Auswertung besonders dann auf der Hand, wenn die intensive mechanische Bearbeitung in Verbindung mil geringen Volumina Alkalilösung und kurzen Verweil/eilen zur Anwendung gelangt.

Nach Wilson & Pigden (Can. |. Animal Sei. 44 (1964), S. 122—123) wurden bereits Gemische aus I.ignocellulose-Malerial und wäßrigem Alkali mit mehr als 30Gew.-% Lignocellulose-Material hergestellt und diese Gemische wurden auch einer intensiven mechanischen Bearbeitung in einer Pellctiervorrichtung unterworfen, offenbar aber erst lange nach der Verbesserung der Verdaulichkti durch das Alkali. Es wurde nicht erkannt, daß die mechanische Bearbeitung zur Verdaulichkeit beiträgt oder die Reaktion mit dem Alkali verstärkt.

In Aiigew. Chemie 4b, 19 33, S. 707-7!!. ist unler anderem eine Technik beschrieben, nach der Holz einer gewissen mechanischen Bearbeitung in Gegenwart alkalischer Stoffe unterworfen wird. Zusammenfassend wird festgestellt, daß eine Verdaulichkeit der Rohfascr von etwa 60%, welche derjenigen guten Wiesenheus entspricht, beim Wiederkäuer erreicht werden kann durch alkalische Hydrolyse in Verbindung mit Quellung durch Quellmittel, wie Kohlehydrale, unter gleichzeitiger oder nachfolgender mechanischer Bearbeitung.

Diese Behandlung ist offenbar mit der erfindungsgemäßen nicht zu vergleichen, sie unterscheidet sich durch die Gegenwart von quellmittel einerseits und durch eine wesentlich weniger intensive mechanische Bearbeitung andererseits, so daß nur eine Verdaulichkeil von etwa 60% erzielt wird. Empfohlen wird letztlich eine spätere mechanische Bearbeitung, und gegen Ende der Veröffentlichung wird schließlich die Alkalibehandlung tatsächlich fallen gelassen.

Die I)E-PS 128 661 offenbart ein Verfahren zur Herstellung hoch verdaulicher I iillennillel u.a. aus

H 12

Stroh, das darin besteht, daß das Alisgangsmaterial So lassen jahrzehntelange Bemühungen erkennen,

unter Druck mit einer zur völligen Aufschließung daß zwar immer wieder das Problem der sinnvollen

ungenügenden Menge einer wäßrigen Base erhitzt wird, Verwertung von Lignocellulose enthaltendem Material

wobei die Gesamtmasse das Futtermittel bildet. in Angriff genommen wurde, doch erst die erfindungs-

ßeispielsweise wird ein Druck von 4 bis 5 at für 6 h ϊ gemäße Lösung ermöglicht nun überraschenderweise

genannt. Die Anwendung einer .Schereinwirkung wie eine Umwandlung in ein hoch-verdauliches Material,
erfindiingsgemäß läßt sich dagegen nicht mitnehmen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Viehfutter aus einem Gemisch, bestehend aus einem Lignocellulosekomplexe enthaltenden Material und einer wäßrigen Lösung von Alkali, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch mit einem Feststoffgehalt von mindestens 30 Gewichtsprozent bei einer Temperatur von mindestens 60° C, dabei jedoch nicht über I35°C ansteigt, einer intensiven mechanischen Bearbeitung derart unterworfen wird, daß das Viehfutter eine Verdaulichkeit bezüglich organischer Substanz von mindestens 60% aufweist.