DE2545222C3 - Behandlung von faserhaltigen! Pflanzenmaterial mit Alkali in wässriger Lösung zwecks Steigerung und Verbesserung des Futterwertes - Google Patents

Description

Jährlich gehen durch das Verbrennen oder Unterpflügen von Stroh viele Millionen Futtereinheiten verloren. In einigen Fällen kann es günstig sein, den} Boden eine gewisse Menge Stroh durch Unterpflügen wieder zuzuführen, aber in vielen Fällen kann sich dies ungünstig auswirken und gelegentlich große Bodenprobleme verursachen.

Früher wurde Stroh in weit größerem Umfang als jetzt als Tierfutter benutzt, aber die VerwenduMg von Stroh als Tierfutter, vor allem als Futter für Milchkühe, hat aus verschiedenen Gründen, vor allem infolge des niedrigen Proteingehaltes des Strohs, mit der Zeit immer mehr abgenommen.

Durch technische Behandlung kann jedoch das Fasermaterial für die Tiere zugänglicher gemacht werden, und der Nährwert des Strohs kann bedeutend erhöht werden. Tatsächlich ist es möglich, den Nährwert des heute als Tierfutter benutzten Strohs um mehr als das Doppelte zu erhöhen.

Es erscheint deshalb wichtig, die hier in Frage stehende Verfahrenstechnik dorthin weiterzuentwikkeln, daß man den Futterwert von Stroh und anderem faserreichem Pflanzenmaterial in wirtschaftlicher und umweltfreundlicher Weise ausnutzen kann.

Das ursprüngliche Verfahren zur Verbesserung des Wertes des Strohs ist die allgemein übliche Strohlaugung, die sich auf das Beckman-Verfahren aus dem Jahre 1921 gründet Gemäß diesem Verfahren wird Stroh während 20—24 h in einer l,5°/oigen Natriumhydroxydlösung eingeweicht, wonach das Stroh mehrere Male mit Frischwasser gewaschen wird. Der Wasserverbrauch ist sehr hoch und beträgt 5000 bis 10 000 Liter pro 100 kg trockenen Strohs.

Dieses Verfahren verlangt in seiner ursprünglichen Form einen großen Arbeitsaufwand, und ein großer Teil der wertvollen Nährstoffe im Stroh geht verloren, und zwar die in Wasser oder in schwach alkalischer, wäßriger Läsung löslichen Stoffe. Tatsächlich werden 20—30% der Trockensubstanz des Strohs zusammen mit dem Waschwasser abgeleitet Dieser biologisch hochaktive Abfall stellt eine ernste Verunreinigungsquelle dar.

Ein anderes, bekanntes Verfahren, welches vor einigen Jahren entwickelt worden ist, gründet sich auf die rasche Reaktion des Zellstoffes im Stroh mit Alkali.

ίο Gemäß diesem Verfahren wird das Stroh mit einer Natriumhydroxydlösung besprüht Die Konzentration dieser Lösung schwankt (3—15%) in Abhängigkeit von der Struktur und dem Feuchtigkeitsgehalt des Materials sowie der für das Besprühen benutzten Flüssigkeitsmen ge. Bei geringer Flüssigkeitsmenge und niedriger Konzentration kann das Stroh bereits nach einigen Stunden nach der Behandlung direkt als Tierfutter benutzt werden. Bei größeren Mengen Alkalilösung und höherer Konzentration wird ein Teil des Überschusses an NaOH dadurch neutralisiert, daß das Stroh mit einer Säure besprüht wird. In Abhängigkeit von der zur Neutralisierung benutzten Säure können für die Tiere wichtige Stoffe erzeugt werden. Mit diesem Verfahren werden Nährwert und Schmackhaftigkeit des Materials erhöht, aber der Nährwert wird weiterhin nur unvollständig ausgenutzt

Am »Forskningsinstitutet for Handels- og Industriplanter« in Kolding, Dänemark, arbeitet man seit einigen Jahren mit der Alkalibehandlung von Stroh durch sogenannte Trockenlaugung.

Gemäß diesem Verfahren wird das Stroh mit Natronlauge unter sehr hohem Druck, bis zu 500 atm, und hoher Temperatur, etwa 100⁰C, behandelt, wodurch die Reaktionszeit auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Durch dieses umweltfreundliche Verfahren (keine Abwässer) wird der Alkaliverbrauch im Vergleich zu dem ursprünglich benutzten Verfahren reduziert, ohne daß reichliche Wasservorrärte erforderlich sind. Das Erzeugnis kann zum Unterschied von dem in herkömm licher Weise gelaugten Stroh leicht verpackt und transportiert werden. Es ist noch abzuwarten, ob das Erzeugnis auch den an Schmackhaftigkeit und diätetische Eigenschaften gestellten Anforderungen genügt. Bei der Verwendung von gelaugtem Stroh zu Fütterungszwecken kann festgestellt werden, daß dieses Stroh Eigenschaften besitzt, die sich weitgehend von den Eigenschaften unbehandelten Strohs unterscheiden. Die Laugung erhöht den Gehalt der Trockensubstanz an umsetzbarer Energie von 1,4 auf 2,0 Megakolorien pro kg und verdoppelt die Ausbeute an Nettoenergie. Erfahrungsgemäß hat es sich erwiesen, daß die Energie besser von den Tieren ausgenutzt werden kann, und daß Tiere, die früher mit Weidenfutter herkömmlicher Zusammensetzung gefüttert wurden, ihre Produktion steigerten, als die Futterzusammensetzung durch gelaugtes Stroh ergänzt wurde. Das gelaugte Stroh scheint nicht mit dem restlichen Grobfutter zu konkurrieren, sondern der gesamte Grobfutterverbrauch der Tiere wird im Gegenteil höher, so daß auch bei hochlaktierenden Tieren ein physiologisch günstiges Verhältnis zwischen Grobfutter und Kraftfutter aufrechterhalten werden kann. Die Zugabe von gelaugtem Stroh scheint somit zu bedeuten, daß die Tiere ihren gesamten Energieverbrauch steigern können, was seinerseits ein besseres Ausnutzen ihres Produktionsvermögens herbeiführt.

Professor D. N. M ο w a t an der Universität Guelph hat auf der »Nutrition Conference für Feed Manufactu-

rers« in Toronto, Ontario, im April 1973 über Fütterungsversuche mit gelaugtem Stroh in der Futterzusammensetzung berichtet Aus den Versuchen (angestellt an Schafen) ging hervor, daß der Futterverbrauch an Trockensubstanz um 48% stieg. Die; Schmelzbarkeit der Trockensubstanz stieg um 41% und die Stickstcffretention um 78%. Das behandelte Material erwies sich als äußerst schmackhaft

Die vorzügliche diätetische Wirkung des gelaugten Strohs ist noch ungeklärt Es hat sich erwiesen, daß man beim Laugen eine physikalische Wirkung erzielt die dazu führt, daß die »entkleideten« Zellen im Stroh schwellen, und daß ihr Vermögen, Flüssigkeit zurückzuhalten, größer wird. Dies bedeutet seinerseits, daß die Zellen zugänglicher werden, und daß das Material ein besseres Substrat für Enzyme wird.

Es kann angenommen werden, daß das Stroh auch den pH-Wert im Pansen einregelt, beispielsweise infolge der Jonenaustauscheigenschaften des durch das Laugen »entkleideten« Zellstoffs, und weil im Enderzeugnis, dem gelaugten Stroh, eine gewisse Menge Alkali zurückbleibt Die Zugabe von pH-Reglern vom Typ Bicarbonat oder Bentonit um der negativen Wirkung von großen Getreidemengen im Futter entgegenzuwirken, ist während längerer Zeit studiert worden, aber irgendwelche überraschenden Wirkungen sind nicht entstanden. Dagegen kann man behaupten, daß Proteinkraftfuttermittel, so wie sie nach den heute üblichen Normen verabreicht werden, sowohl den Proteinbedarf der Tiere decken als auch eine die Produktion anregende Wirkung besitzen, indem das von diesen Futtermitteln abgegebene Ammoniak als Puffersubstanz wirkt Falls man diese Wirkung in anderer Weise erzielen kann, müßte es möglich sein, die Proteinnorm zu reduzieren.

Die Alkalibehandlung des Strohs hat also zwei wichtige Aufgaben: Teils soll sie die Faserstruktur in einer solchen Weise beeinflussen, daß die Tiere die Nährstoffe im Stroh besser verdauen und ausnutzen können, und teils sollen die veränderte Struktur und der Alkaligehalt des Strohs den Appetit der Tiere reizen, so daß sie mehr Futter verzehren und ihre Produktion steigern.

Wie oben erwähnt hat das Strohlaugungsverfahren in seiner ursprünglichen Form mehrere ernste Nachteile. Einer dieser Nachteile ist der große Wasserverbrauch beim Waschen des gelaugten Strohs. Dieser Nachteil ist um so ernster, als die zugänglichen Wasserfassungen in den meisten Fällen schon maximal ausgenutzt sind. In Gebieten, wo nur geringe Wassermengen zur Verfügung stehen, kommt ein Strohlaugungsverfahren mit hohem Wasserverbrauch selbstverständlich überhaupt nicht in Frage. Ein weiterer, äußerst ernster Nachteil dieses Verfahrens sind die großen Mengen verunreinigten Abwasssers, die, wenn sie nicht aufgesammelt und zersetzt werden, die Umwelt gefährden, und eine solche Zersetzung ist nur unter hohem Kostenaufwand möglich. Dem Abwasser folgen außerdem große Mengen nahrungswichtiger Substanzen, die aus dem Stroh ausgelöst werden.

Die schwedische Patentschrift 46 598 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von faserhaltigen! Pflanzenmaterial, wie Stroh, mit Alkali in wäßriger Lösung zur Steigerung des Futterwertes. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Überschuß an Alkali mit Wasser ausgewaschen. Gemäß Anspruch 3 dieser Patentschrift verfährt man in einer solchen Weise, daß die erste Lauge durch andere, bereits benutzte oder frische Laugen verdrängt wird, so daß man die Laugen weitmöglichst wieder verwenden kann. Nach beendeter Laugung wäscht man mit Wasser, um die für den Tierkörper schädlichen Alkalireste zu entfernen. Die DE-PS 3 35 155 betrifft eine Weiterentwicklung des letztgenannten Verfahrens, bei der die benutzte Lauge für weitere Behandlungen weiterverwendet wird, gegebenenfalls bis zur sauren Reaktion, wobei die erste Behandlung mit einer schwächeren Lauge und die letzte Behandlung mit einer stärkeren Lauge ausgeführt wird.

Die Nachteile der Strohlaugungsverfahren gemäß diesen beiden Patentschriften sind mannigfaltig: hoher Wasserverbrauch, Verlust an aus dem Stroh ausgelösten oder in einer Lösung aufgeschlämmten, wertvollen Substanzen, und die notwendige Beseitigung großer Mengen verunreinigter Flüssigkeiten, die sowohl verbrauchte Behandlungslösungen als auch Waschflüssigkeiten umfassen und sowohl Alkalireste als auch aus dem Stroh ausgelöste Stoffe oder in der Flüssigkeit aufgeschlämmte Teilchen enthalten können. Diese Flüssigkeiten werden üblicherweise in die Gewässer abgeleitet und führen dann zu einer ernsten Entstellung der Umwelt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Laugungsverfahren zu schaffen, durch das die obengenannten Nachteile beseitigt werden, d. h. der Wasserverbrauch wird auf im wesentlichen die vom Stroh aufgenommene Wassermenge reduziert es entstehen keine Abwässer, und in der Flüssigkeit aufgelöste Stoffe und aufgeschlämmte Teilchen werden als Futter oder anderswie ausgenutzt gleichzeitig wie der Verbrauch an Alkali möglichst niedrig gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.

Es wird also die Alkalibehandlung von faserhaltigen! Pflanzenmaterial, das aus verschiedenen Arten von Stroh oder anderen, faserhaltigen Pflanzenstoffen bestehen kann, beispielsweise Schilf, Bagasse, gedreschten Maiskolben, Forsterzeugnissen, insbesondere Laubholz loser Struktur, zellstoffhaltigem Abfall der Holzindustrie usw, sowie die Beseitigung des Überschusses an alkalischer Behandlungslösung mit darin aus dem Material aufgelösten Stoffen in einem geschlossenen System vorgenommen. Dies bedeutet unter anderem, daß die benutzte Alkalilösung, die vom behandelten Material abgezapft wird, erneut zur Behandlung von weiterem Material benutzt wird, nachdem verbrauchtes Alkali durch neues ersetzt worden ist. In dieser Weise wird sowohl Wasser als auch Alkali eingespart

Das geschlossene System bedeutet auch, daß die zur Reduzierung des Laugengehalts im behandelten Material benutzte Waschflüssigkeit nicht abgeleitet, sondern zur Behandlung (Vorlaugung) von weiterem, unbehandeltem oder mit alkalischer, wäßriger Lösung behandeltem, vorgelaugtem Material verwendet wird.

Die Behandlung des Strohs oder anderen Pflanzenmaterials mit alkalischer Lösung wird stufenweise derart vorgenommen, daß das Material mit einer oder mehreren schwachen Alkalilösungen vor der endgültigen Behandlung mit stärkerer Alkalilösung vorbehandelt wird. Zur Vorbehandlung des Materials wird alkalische, wäßrige Lösung benutzt, die vom Waschen von mit stärkerer Alkalilösung behandeltem Stroh oder anderem Material erhalten worden ist

Auch das Waschen des mit der stärkeren Alkalilösung behandelten Strohs oder anderen Ausgangsmaterials

wird stufenweise derart vorgenommen, daß das Material mit einer oder mehreren schwachen Alkalilösungen vor dem endgültigen Waschen mit frischem Wasser gewaschen wird. Dabei braucht nur soviel frisches Wasser in das System eingeführt zu werden, wie dies im wesentlichen der im Stroh zurückgehaltenen Wassermenge entspricht Für die einleitende Waschbehandlung oder -behandlungen werden diejenigen Lösungen benutzt, die vorher zur Vorbehandlung des Strohs benutzt worden sind.

Damit wird der Wasserverbrauch auf etwa 300—350 Liter Wasser pro 100 kg trockenen Strohs berechnet Das gelaugte Stroh enthält etwa 80% Wasser, wodurch der Trinkwasserbedarf der Tiere reduziert wird. Außer dem Wasser, welches verbraucht wird, kreisen im System etwa 1200 Liter Wasser pro 100 kg trockenen Strohs, das sich unter Behandlung befindet Diese Fiüssigkeitsmenge kann reduziert werden.

Jedesmal bevor die letzte Laugenbehendlungsphase des Zyklus eingeleitet wird, wird der Behandlungslauge eine der während der vorhergehenden Laugenbehandlung verbrauchten Menge Alkali entsprechende Alkalimenge, am besten Natriumhydroxyd, zugesetzt Bei dem ursprünglichen Verfahren belief sich der Verbrauch auf etwa 8 kg NaOH pro 100 kg trockenen Strohs. Beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Dekantierung wird der Alkaliverbrauch um etwa 20% reduziert. Die Konzentration der starken Lauge darf bei Anfang des Verfahrens 1,6% nicht unterschreiten und kann natürlich etwas höher sein, jedoch nur so hoch, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens das gelaugte und fertiggewaschene Stroh nicht mehr als 1,5 g NaOH pro kg gelaugten Strohs enthält. Das gelaugte Stroh hat am besten einen Alkaligehalt entsprechend 1,0—1,5 g NaOH pro kg gelaugten Materials mit einem Wassergehalt von etwa 80%. Falls das gelaugte Stroh völlig ausgewaschen ist, nimmt die Schmackhaftigkeit beträchtlich ab, und die Einnahme des Strohs durch die Tiere nimmt gleichfalls ab. Falls der NaOH-Gehalt etwas höher ist als 1,5 g pro kg gelaugten Strohs kann man das Stroh vor der Fütterung »lüften«, da der NaOH-Gehalt einerseits durch das Fortschreiten des Laugungsverfahrens und andererseits dadurch sinkt, daß ein Teil des NaOH durch Vereinigung mit Kohlensäure aus der Luft in Carbonat übergeht. Die Größe der in dem fertiggewaschenen Stroh zurückbleibenden Menge NaOH hat größere Bedeutung als ein genauer pH-Wert, der PH-Wert liegt in der Regel zwischen 8,5 und 9,0. Es ist somit nicht notwendig, ein mit Alkali behandeltes Futter vor der Fütterung ganz zu neutralisieren. Der pH-Wert im Pansen bei Wiederkäuern ist bei Fütterung mit behandeltem Futter oft niedriger als bei Fütterung mit unbehandeltem Futter, abhängig von der im Pansen gebildeten, größeren Menge organischer Säure und von der abgesonderten Menge Speichels.

Um bei der Behandlung eine gute Wirkung zu erreichen, sollte das verwendete Material trocken oder getrocknet und in einigen Fällen feinverteilt sein. Die Laugwirkung bei Stroh (etwa 85% Trockensubstanz) wird gleichartig, ob das Stroh nun ganz (gepreßt) oder gehackt ist. Die Leistung des Laugbehälters steigt bei Verwendung von gehacktem Stroh um 40 bis 45%. Es gehen etwa 45 kg trockenen, ganzen Strohs bzw. 75 kg gehackten Strohs auf einen Kubikmeter.

Wie oben erwähnt, reagiert der Zellstoff in faserhaltigen! Pflanzenmaterial schnell mit Alkali. Die Laugungszeit ist von mehreren Faktoren abhängig, wie

Alkalikonzentration, Temperatur, Druck, Koinsistenz und Feuchtigkeit des Materials usw. Gemäß dem ursprünglichen Verfahren dauert die Behandlung mit Natriumhydroxyd etwa 24 h. Bei dem erfindungsgemäßen Behandlungsprozeß ist das Stroh »vorgelauft« bevor es mit »Starklauge« behandelt wird, wodurch die Zeit bei einer Arbeitstemperatur von 10 bis 20⁰C und einer Mindestkonzentration der Starklauge von 1,6% auf etwa 18 h erniedrigt werden kann. »Auswaschen « bzw. »Vorlaugen« kann kontinuierlich stattfinden, d. h. die eine Phase erfolgt unmittelbar nach Beendigung der vorhergehenden Phase. Bei niedrigerer Temperatur dauert der Prozeß etwas langer und die Laugwirkung wird ebenfalls etwas schlechter. Bei höherer Temperatur spielt sich der Prozeß schneller ab, und bei einer Erhöhung der Temperatur um 10° C verkürzt sich die Zeit auf etwa die Hälfte.

Bei Anwendung des ursprünglichen Verfahrens zur Alkalibehandlung von Stroh oder anderem faserhaltigem Pflanzenmaterial werden, wie bereits erwähnt, die aus dem Material herausgelösten oder in den Lösungen aufgeschlämmten Stoffe mit dem Waschwasser abgeleitet Beim »Laugen« in einem geschlossenen System gemäß der Erfindung findet eine allmähliche Anreicherung in den Alkalilösungen statt, die beim Prozeß stufenweise verwendet werden. Wie bereits erwähnt, handelt es sich um beträchtliche Mengen, 25—30% der Trockensubstanz des Strohs. Es hat sich gezeigt, daß diese für die Tiere nahrungsreichen Stoffe im großen bei einer 10°C nicht untersteigenden Temperatur in Lösung verbleiben, falls der pH-Wert nicht unter 9,0 herabsinkt, und bei der Fütterung dem Stroh folgen weil sie in der vom Stroh aufgenommenen Flüssigkeit enthalten sind. Sollte die Temperatur sinken und/oder der pH-Wert unter 9,0 liegen, werden einige der gelösten Stoffe als »Schlamm« ausgefällt. Falls sich allzu große Mengen oder harte, zusammenhängende Klumpen bilden, liegt die Gefahr vor, daß die Stoffe nicht das Stroh begleiten, sondern sich in Laugbehältern oder Rohrleitungen absetzen und den Prozeß stören. Um dies zu vermeiden oder falls es erwünscht ist, diese wertvollen, aus dem Material herausgelösten Stoffe für sich zu verwenden, kann man selbstverständlich eine oder mehrere der angereicherten Lösungen, die den Prozeß mitmachen, durch ein besonderes Behandlungsgefäß strömen lassen, gleichzeitig wie man den pH-Wert durch Zusatz von Chemikalien herabsetzt.

Zu diesem Zweck lassen sich in Fütterungshinsicht geeignete Säuren, wie Propionsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure oder Milchsäure, mit Vorteil anwenden. Auch Phosphorsäure kann in Frage kommen, da bei der Fällung entstandene Phosphate als Futter zur Deckung des Phosphorbedarfs der Tiere verabreicht oder als Düngemittel verwendet werden können. Ein Gemisch verschiedener Säuren kann zweckdienlich sein, um auf diese Weise geeignete Nährstoffe und andere Stoffe, die der Produktionseinstellung angepaßt sind, zu erhalten.

Bei der Senkung des pH-Wertes setzen sich die ausgefällten Stoffe zusammen mit in den Alkalilösungen suspendierten Teilchen als Schlamm auf dem Boden des Behandlungsgefäßes ab. Als Behandlungsgefäß kann ein Dekantierapparat verwendet werden. Um die Hantierung des Schlammes zu erleichtern, kann man dessen Konsistenz durch Wahl einer geeigneten Säure bzw. Mischung von Säuren beeinflussen. Der Schlamm wird von der Lösung abgeschieden und die Lösung danach mit der erforderlichen Menge Alkali versetzt, so daß sie

aufs neue in dem geschlossenen System zur Behandlung von weiterem Material verwendet werden kann.

Der erhaltene an Nahrung reiche Schlamm kann wie oben erwähnt für sich verabreicht werden oder dem gelaugten Produkt aufs neue zugeführt werden. Es ist auch denkbar, den Schlamm als Düngemittel zu verwenden, und es gibt weiterhin die Möglichkeit, aus ihm gewisse chemische Produkte zu gewinnen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das die Anwendung der Erfindung an der Behandlung von Stroh mit einer wäßrigen Lösung aus Natriumhydroxyd darstellt.

Beispiel

Es wird in diesem Beispiel vorausgesetzt, daß die Arbeitstemperatur nicht 10⁰C unterschritet. 4 Alkalilösungen werden in dem geschlossenen System im Kreislauf geführt, und zwar:

Die Starklauge, die nach jeder Behandlung durch Natriumhydroxyd ergänzt wird. Nach jeder beendigten Laugung und vor der Ergänzung durch Natriumhydroxyd wird die Lösung als Ablauge (Schwarzlauge) bezeichnet.
Waschflüssigkeit I, die abwechselnd für rein erstes Überspülen (Waschen) von fertiggelaugtem Stroh und für eine dritte Vorbehandlung des zu laugenden Strohs verwendet wird.

Waschflüssigkeit II, die abwechselnd für ein zweites Überspülen (Waschen) des gelaugten Strohs und für eines zweite Vorbehandlung des zu laugenden Strohs verwendet wird.

Waschflüssighkeit III. die Abwechselnd für ein drittes Überspülen (Waschen) des gelaugten Strohs und für eine erste Vorbehandlung des unbehandelten, zu laugenden Strohs verwendet wird.

Zufuhr von Wasser: Der Flüssigkeitsverlust an Ablauge wird durch Überpumpen von einem Teil der Waschflüssigkeit I in die Ablauge gedeckt Der Ersatz der entsprechenden Flüssigkeitsmenge sowie der Flüssigkeitsverlust an Waschwasser I werden durch Überpumpen von der entsprechenden Menge Waschflüssigkeit II gedeckt.
In der gleichen Weise geht man vor, um die Volumenverminderung der Waschflüssigkeit II durch Überpumpen von Waschflüssigkeit IiI zu decken. Die Volumenverminderung der Waschflüssigkeit III, die 3 — 3'/2mal das Gewicht des trockenen Strohs beträgt, wird mit Frischwasser gedeckt, nachdem dieses Wasser für das letzte Überspülen (Waschen) des fertiggelaugten Strohs verwendet worden ist. Diese Menge Flüssigkeit stellt somit den gesamten Wasserverbrauch dar.

Man kann auch mit einer geringeren oder größeren Anzahl Waschflüssigkeiten arbeiten und/oder beim Fällen ein Endprodukt zustandebringen, das nur soviel freies NaOH enthält, daß es sich als Tierfutter eignet

Arbeitsprogramm

Die folgenden, mit A, B, C, D, E, Zl und Z2 bezeichneten Figuren stellen die verschiedenen, zum Durchführen des Prozesses verwendeten Behandlungsgefäße dar.

A	B

C	D

Ausgangsstellung

Behälter A

Mit fertiggelaugtem Stroh sowie Ablauge (d.h.

65 verwendeter Starklauge) gefüllt.
Behälter B

Mit vorgelaugtem Stroh sowie Waschflüssigkeit I

gefüllt.
Behälter C

Mit vorgelaugtem Stroh sowie Waschflüssigkeit II

gefüllt.
Behälter D

Mit vorgelaugtem Stroh sowie Waschflüssigkeit III

gefüllt.
Behälter E

Der Behälter an fertiggewaschenem, gelaugtem und fütterungsbereitem Stroh entleert und aufs

neue mit unbehandeltem trockenem Stroh gefüllt.
Dekantiergefäß Zl

Enthält Schlamm aus der letzten Dekantierung,

welcher aus dem Gefäß entfernt wird.
Dekantiergefäß Z2

Leer.
Zl und Z2 werden abwechselnd angewendet.

Arbeitsmomente

Moment 1

Waschflüssigkeit III wird aus D gepumpt und über das trockene unbehandelte Stroh in E gesprüht.

Moment 2

Waschflüssigkeit II wird aus C gepumpt und über das vorgelaugte Stroh in D gesprüht.

Moment Waschflüssigkeit I wird aus B gepumpt und über das vorgelaugte Stroh in C gesprüht.

Moment 4

Die Ablauge in A wird zu B gepumpt.

Moment 5

Waschflüssigkeit I wird aus C gepumpt und über das fertiggelaugte Stroh in A gesprüht. Von dort wird zunächst aus der Bodenschicht in A soviel Flüssigkeit zu B gepumpt, daß B gefüllt wird, während der Rest zu C zurückgepumpt wird.

Moment 6

Nachdem die Ablauge in B durch Waschflüssigkeit I gemäß Moment 5 ergänzt worden ist, wird der Ablauge eine so große Menge Natriumhydroxyd hinzugesetzt, daß die festgestellte Konzentration erreicht wird (Starklauge).

Die Starklauge in B wird in gewissen Zeitspannen durch Pumpen im Kreislauf geführt (umgerührt).
Der Laugmoment in B läuft nun in der Endphase.

Moment 7

Waschflüssigkeit II wird aus D gepumpt und über das fertiggelaugte Stroh in A gesprüht Von dort wird zunächst aus der Bodenschicht in A soviel Flüssigkeit zu C gepumpt, daß C gefüllt wird, während der Rest zu D gepumpt wird.

Moment 8

Waschflüssigkeit IH wird aus E gepumpt und über das fertiggelaugte Stroh in A gesprüht Von dort wird aus der Bodenschicht in A soviel Flüssigkeit zu D gepumpt, daß D gefüllt wird, während der Rest zu E gepumpt wird.

Moment Eine so große Menge Frischwasser, wie sie zusammen mit der restlichen Waschflüssigkeit III in E enthalten sein kann, wird über das fertiggelaugte Stroh in A gesprüht (Endwaschen) und danach in die Waschflüssigkeit II in E gepumpt, welcher Behälter somit gefüllt wird.

Moment 10

Nach Moment 10 ist die Laugung des Strohs in A beendigt und das Stroh fütterungsbereit.
A wird an gelaugtem Stroh ganz entleei t und aufs neue mit trockenem Stroh gefüllt.

Danach setzt die Laugung gemäß dem gleichen Arbeitsprogramm wie oben fort, bei welchem aber A durch B, B durch C, C durch D, D durch E und E durch A usw. ersetzt ist

Falls sich der pH-Wert in einer der Alkalilösungen im Laufe des Arbeitsprogramms — es kann sich in erster Linie um Waschflüssigkeit III und II handeln — 9,0 nähert (es wird vorausgesetzt, daß die Arbeitstemperatur über 10° C liegt), wird diese Lösung in das Dekantiergefäß ZI oder Z2 gepumpt, gleichzeitig wie der pH-Wert durch Zusatz einer Säure oder einer Mischung von Säuren mit Hilfe einer Dosierpumpe herabgesetzt wird

Nachdem die dabei entstandene Fällung und ein Teil der in der Lösung aufgeschlämmten Teilchen abgetrennt worden sind, wird die Lösung, gleichzeitig wie der pH-Wert durch Zusatz von Natriumhydroxyd mit Hilfe einer Dosierpumpe eingeregelt wird, in das System zurückgepumpt, und der Prozeß setzt nach dem aufgestellten Arbeitsprogramm fort Man hat hierdurch die Möglichkeit, bei der Dekantierung der letzten Waschflüssigkeit einen für das Endprodukt gewünschten pH-Wert zustandezubringen.

Die Fällung und die abgetrennten, suspendierten Teilchen, gemeinsam als Schlamm bezeichnet, werden aus dem Dekantiergefäß ZI oder Z2 gegebenenfalls mittels einer Förderschnecke entfernt und in beabsichtigter Weise verwendet.

Falls keine Gefahr einer Fällung vorzuliegen scheint (pH-Wert der Alkalilösung über 9,0 und/oder Temperatür bedeutend über 10⁰C), und es nicht erwünscht ist, den Schlamm gesondert zu erhalten, wird das Arbeitsprogramm ohne Pumpen irgendeiner der Alkalilösungen durch Z1 oder Z2 durchgeführt.
Anstatt diskontinuierlich, wie gemäß dem obigen

ίο Ausführungsbeispiel, läßt sich das Verfahren kontinuierlich in genau dergleichen Behandlungsfolge ausführen.

Dieses kontinuierliche Verfahren kann in einem Förderer oder in einer anderen Vorrichtung, alternativ in einer Reihe von Förderern oder Vorrichtungen, stattfinden, wo man durch Pumpensysteme die Möglichkeit hat, die verschiedenen Alkalilösungen und Waschflüssigkeiten über das geförderte Material im Kreislauf zu führen. Das Materia! kann vor der Behandlung in verschiedene Längen geschnitten werden, falls dies für erforderlich erachtet wird.

Falls es erwünscht ist die aus dem Material gelösten, in den Alkalüösungen enthaltenen Stoffe getrennt vom Material zu erhalten, wird ein kontinuierliches Ausfällen nach demselben Grundsatz wie in dem obigen Ausführungsbeispiel durchgeführt.

In dieser Beschreibung ist es nicht möglich gewesen, zwischen Waschen und Behandeln bzw. zwischen Waschflüssigkeit und Behandlungslösung klar zu unterscheiden, da sie während des Prozesses bald als Waschflüssigkeit und bald als Behandlungslösung wirken.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren bei der Behandlung von faserhaltigen! Pflanzenmaterial, wie Stroh, mit Alkali in wäßriger Lösung zwecks Steigerung und Verbesserung des Futterwertes und mit darauffolgendem Waschen des behandelten Pflanzenmaterials, bei welchem das Pflanzenmaterial stufenweise bebandelt wird, wobei die erste Behandlung mit Alkali mit dem niedrigsten Alkaligehalt in der Lösung und die letzte Behandlung mit dem höchsten Alkaligehalt in der Lösung ausgeführt wird, und das verwendete Alkali durch wiederholte Verwendung der Lösungen möglichst lange ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem geschlossenen System arbeitet, in welchem sowohl die Behandlungs- als auch die Waschflüssigkeiten stufenweise innerhalb des Systems geführt werden, wobei die in der letzten Stufe verwendete Alkalilösung nach Ersatz von berbrauchtem Alkali zur Endbehandlung von vorbehandeltem Pflanzenmaterial verwendet wird, und die übrigen verwendeten, alkalihaltigen Behandlungsflüssigkeiten zur Vorbehandlung von Pflanzenmaterial bzw. Waschen von fertigbehandeltem Pflanzenmaterial aufs neue verwendet werden, wobei Frischwasser nur für das letzte Waschen des behandelten Pflanzenmaterials angewendet wird.