DE2729917A1 - Verfahren zur herstellung von presslingen aus mehlfoermigen futtermitteln - Google Patents
Verfahren zur herstellung von presslingen aus mehlfoermigen futtermittelnInfo
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Description
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Verfahren zur Herstellung von Presslingen aus mehlförmigen Futtermitteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Futterpellets
d.s. Strangpreßlinge durch homogenes Vermischen der Futtermittel mit 0,1 bis 2 Gew.? eines pulverförmigen Harnstoff-Formaldehydharzes
und anschließendes Verpressen.
Die Herstellung von Pellets d.s. zylindrische Stränge oder Stränge
mit andersgeformten Querschnitten von z.B. 1 bis 20 mm und z.B. 2 bis 50 mm Länge und Briketts aus mehligen Futtermitteln
insbesondere Mischfutter ist eine verbreitete Methode um dem Futtermittel vorteilhafte Eigenschaften zu erteilen, wie Verhinderung
der Entmischung der Komponenten, geringere Lager- und Transportkosten durch höhere Dichte, bessere Dosierung wegen
der guten Rieselfähigkeit und damit besondere Eignung bei nicht manueller Fütterungsweise, geringere Futterverluste, geringere
Empfindlichkeit gegen Veränderungen durch Luft und Licht wegen der geringeren spezifischen Oberfläche sowie bessere Ausnutzung
des Futters durch das Tier infolge chemischer Veränderungen (Aufschluß) des Futters beim Pressen»
Das Herstellen der Pellets oder Preßlinge ist jedoch ein komplizierter
technischer Vorgang und die dabei auftretenden Probleme sind noch nicht befriedigend gelöst. Man muß nämlich folgende
Parameter beim Pressen vermeiden:
Hohe Temperatur, die Nährstoffe und Vitamine schädigt. Hohe Temperatur entsteht jedoch durch die notwendige Dampfzugabe
zum Mischfutter vor dem Pressen und durch die Reibungswärme beim Pressen durch die Matrizen;
Zu hoher Energieaufwand beim Pressen, da zu harte Preßlinge nicht gefressen werden. Außerdem tritt hoher Matrizenverschleiß
ein;
Staubbildung (Umweltbelästigung, technischer Aufwand zum
Entfernen des Staubs aus den Arbeitsräumen); FuttermittelVerluste
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zu leichter Abrieb des Preßlings, bewirkt durch zu niedrigen Energieaufwand und dadurch zu geringe Verdichtung beim
Pressen;
Zu schlechte Bindung der Partikel, besonders bei groben Rohstoffen und bei hohem Fettgehalt, daher Brökeln des
Preßlings.
Diese Nachteile und Probleme, die in sehr unterschiedlichem Ausmaß
auftreten, sind sehr schwierig zu lösen. Der Erfolg ist von einer Menge bekannter und unbekannter nicht immer zu erkennender
Größen abhängig. Man versucht, diese Probleme auf verschiedene Weisen zu beeinflussen. Dies geschieht zum Teil apparativ,
d.h. durch Variation der physikalischen oder technischen Parameter, zum Teil durch persönliche Geschicklichkeit der Arbeiter
und des Pressenführers und zum Teil durch Preßhilfsmittel.
Preßhilfsmittel haben vielfältige Wirkungen und man stellt demgemäß
an sie eine Reihe verschiedener Anforderungen:
a) Schmierende oder gleitendmachende Wirkung, so daß sich das mehlige Putter leichter/mit weniger Energie pressen
läßt.
b) Bindewirkung, so daß die kleinen Teilchen besser zusammenbacken.
Dabei soll der Preßling zwar abriebfest werden, aber nicht spröde. Wird er spröde und unelastisch, so
bricht er beim Transport und bei der Lagerung.
c) Der Geschmack soll nicht beeinträchtigt werden, da die Tiere das Putter sonst nicht annehmen.
d) Das Preßhilfsmittel muß für Tier (und Mensch) physiologisch unbedenklich sein.
e) Das Preßhilfsmittel soll mit allen Putterkomponenten verträglich
sein.
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f) Es soll schon in geringer Konzentration wirksam sein.
g) Es soll nicht mikrobiell angegriffen werden oder selbst
mikrobielle Verunreinigungen in das Futter hineinbringen.
h) Es soll thermisch stabil sein, um die beim PreßVorgang
entstehende Wärme zu überstehen.
Es sind nun mehrere Preßhilfsmittel bekannt, die diese Anforderungen
erfüllen. So sind nach dem Futtermittelgesetz zugelassen:
1. Ligninsulfonat bis zu 30 g je kg Futter
2. Weißer Ton bis zu 30 g je kg Futter
3. Zelluloseäther
(= Carboxymethylcellulose) bis 3 g je kg Futter .
Ligninsulfonat wird hauptsächlich als Preßhilfsmittel bei Mischfutter
verwendet. Es hat den Nachteil, daß je nach Rezeptur zwischen 1,5 und 10 % benötigt werden und dies meist noch in Verbindung
mit Melasse. Hohe Melassegehalte verbieten jedoch hohe Temperaturen, da Melasse karamelisiert. Ligninsulfonat verdünnt
durch die notwendige relativ hohe Konzentration das Futter und setzt dadurch den Nährstoffgehalt herab. Diesen kann man
nur durch Verwendung von hochenergetischen Futtermitteln, die aber teurer sind, ausgleichen. Ferner wird die Resorption durch
Ballaststoffe wie Ligninsulfonat verlangsamt. Schließlich enthält Ligninsulfonat immer Schwefeldioxid, welches laxierende
Wirkungen hervorruft.
Weißer Ton hat ebenfalls den Nachteil, daß er das Futtermittel
verdünnt und die Nährstoffkonzentration herabsetzt. Ferner hat
er eine geringe Backwirkung. Die Folge ist ein wenig abriebfester Preßling. In Bezug auf die Bindewirkung steht weißer Ton
noch hinter Ligninsulfonat.
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Zelluloseäther etwa in Form von Carboxymethylcellulose findet wegen des relativ hohen Preises nur in Spezialfuttern Verwendung.
Dieser Stoff hat aber auch den technischen Nachteil, hohe Fettanteile im Futter unzureichend zu binden.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Futterpellets vorzuschlagen, die nicht die angegebenen Nachteile
aufweisen.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch homogenes Vermischen
der zu pelletierenden mehligen Futtermittel mit 0,1 bis 2 Gew.Z vorzugsweise 0,15 bis 1,5 Gew.Jf, bezogen auf das Futtermittel,
mit einem pulverförmigen Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Wassergehalt von höchstens 2 Gew.?, bezogen auf das Harz
und anschließendes Vorpressen zu Strängen. Vorzugsweise wird die Futtermittelmischung vorher erhitzt, insbesondere mit Dampf.
Das erfindungsgemäße Pelletierungsverfahren eignet sich für alle mehligen Einzelfutter und insbesondere Mischfutter.
Mischfutter sind Gemische aus pflanzlichen, tierischen und synthetischen
organischen und anorganischen Stoffen, z.B. Mehl, Sojaschrot, Fischmehl, Mineralstoffen wie Monocalciumphosphat,
Dicalciumphosphat, Spurenelementen in Form von Magnesiumoxid und Kupfersulfat und Vitaminen wie Vitamin-A-acetat und Vitamin-E-acetat.
Als pulverförmige Harnstoff-Formaldehydharze kommen Harze in Be*
tracht, die in für die Leimherstellung bekannter Weise als ca. 50 %-ige wflßrige Lösung hergestellt werden. (Viskosität: 80 bis
120 mPa.sec bei 20°C, Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd =
1:1,95 bis 1:2,05), die bei 100 bis 170°C zu einem höchstens 2 Gew.% Wasser enthaltenden Produkt, z.B. durch Versprühen,
getrocknet wird. Zweckmäßig verwendet man dabei ein Verhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,6 bis 1:2. Im Gegensatz zu den
Anforderungen an einen Holzleim darf bzw. soll sogar dieses
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Pulver einen relativ hohen Gehalt an freiem Formaldehyd aufweisen z.B. 1 bis 4 Gew.?, insbesondere 1,4 bis 3 Gew.? und vorzugsweise
1,6 bis 2,4 Gew.?. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Abriebfestigkeit der Preßlinge umso höher ist, je höher der
Gehalt an freiem Formaldehyd im Harz ist. (Der Gehalt an freiem Formaldehyd wird nach bekannten Methoden z.B. Aufschlämmen des
Pulvers in Äthylenglykol und Bestimmung des freien Formaldehyds nach de Jong - De Jong et al, Rec. Trav. Chim. Pays-bas 2i»
(1952) - ermittelt.)
Der freie Formaldehyd hat zudem den weiteren Vorteil, daß er von den Proteinen gebunden wird, die damit vor dem vorzeitigen
Abbau im Pansen geschützt werden und unabgebaut in den Labmagen und/oder Dünndarm gelangen. Ferner konserviert Formaldehyd das
Futter. Der Geschmack wird nicht beeinträchtigt und das Futter behält einen angenehmen Geruch.
Bezüglich der Herstellung der Harze wird im einzelnen auf UIlmann
Technische Encyclopädie Bd. 12, Seite 406, 412-415 (4. Aufl. 1976) verwiesen.
Die Harnstoff-Formaldehydharze vermischt man mit den mehligen Futtermitteln in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.?. Dabei tritt eine
deutliche Wirkung bei Mengen über 0,1 Gew.? ein, die zunächst
zunimmt und sich bei Mengen über 2 Gew.it nur noch geringfügig
weiter verstärkt. Die obere Grenze der Zusatzmenge ist somit vor allem durch wirtschaftliche Gründe begrenzt. Deshalb werden
im allgemeinen Mengen von 0,15 bis 1,5 ?, vorzugsweise Mengen
von 0,2 bis 0,5 Gew.? angewandt.
Die Vermischung der Harnstoff-Formaldehydharze mit den Futtermitteln
geschieht zweckmäßig in den üblichen Mischern, z.B. Schleudermischern, Schneckenmischern, Doppelschneckenmischern,
Wirbelmischern, Horizontalmischern, Vertikalmisehern, Chargenmi-Behern, Durchlaufmischern, bis eine homogene Verteilung erzielt
ist. Dann wird die erhaltene Mischung nach Zugabe von Flüssig-
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keit und/oder Wasserdampf je nach der gewählten Pelletierungsmethode
durch Matrizen zu Pellets gepreßt, die in der gewünsch ten Länge z.B. zwischen 2 und 50 mm abgeschnitten werden.
Bezüglich der Einzelheiten der Preßvorrichtungen und der Pelletierung wird auf "Peed Manufacturing Technology" (American
Peed manufactures Association, Feed Production Council) 1970,
Verlag: American feed manufactures Association Inc., 53 West Jackson Boulevard, Chicago Illinois 60604, Seiten 96 ff und
385 ff verwiesen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt man bei geringerem
Energieaufwand beim Pressen einen geringeren Abrieb, hohe Elastizität und glatte Oberfläche des Preßlings und eine Schutzwirkung
gegen Befall durch Schimmel oder Bakterien.
Ferner haben die erfindungsgemäß erhältlichen Presslinge eine gewisse Porosität, so daß die Dichte um 20 bis 25 % kleiner als
ohne Harzzusatz ist. Zwar wird dadurch der Vorteil des geringeren
Packmxttelaufwandes und Transportvolumens zum Teil aufger hoben, doch wirkt sich diese Eigenschaft in der Fütterung sehr
vorteilhaft aus:
Beim Schweinefutter führt die Volumenvergrößerung dazu, daß
sich die Schweine nicht mehr überfressen, da das erhöhte Volumen den Magen eher ausfüllt. Das Futter wird auch besser
eingespeichelt, da es beim Kauen in kleinere Teile zerfällt. Beides wirkt sich durch längere Verweilzeit im Darm und bessere
Ausnutzung, sowie besseren Voraufschluß durch den Speichel in einer besseren Verdauung aus. Die bessere Futterausnutzung
bewirkt eine höhere Futterverwertung. Beim Fischfutter ist die Schwimmfähigkeit verbessert. Die Verunreinigung der Teiche wird
dadurch erheblich geringer.
Die vorteilhaften Eigenschaften der pelletierten Futtermittel durch den Zusatz der Harnstoff-Formaldehydharze und die Wirkung
der geringen Mengen der Harze ist überraschend, obgleich die
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Klebwirkung von Harnstoff-Formaldehydharzen von der Verwendung als Holzleim her wohlbekannt ist. Die Summe der genannten
Eigenschaften in Mischfuttern läßt sich nämlich nicht durch die Erfahrungen bei der Anwendung als Holzleim erklären. Hohe
Roggenmehl- oder Stärkekleisterzusätze (also Kohlehydrate wie im Futter) beeinflussen nämlich die Klebqualität nachhaltig,
die Härtung erfolgt relativ langsam, weswegen man damit hätte rechnen müssen, daß die Preßlinge aneinanderkleben; auch hätte
man relativ spröde Preßlinge erwarten sollen.
Gemäß der Offenbarung der DT-OS 19 27 971 wurden auch schon Harnstoff-Formaldehydharze Futtermitteln zugegeben. Demgegenüber
unterscheidet sich die vorliegende Erfindung in den Maßnahmen, der Zielsetzung und den Ergebnissen wesentlich. Dort
wird ein teilchenförmiges d.h. nicht mehliges Futter zunächst einer Behandlung mit einem Amid unterzogen, das Futter erhitzt
und getrocknet, dann ein flüssiges, konzentriertes Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat
aufgebracht und das Futtermittel pelletiert. In dem einzigen diesbezüglichen Beispiel wird Orangenpulpe
nach Behandlung mit Harnstoff mit einem Kondensat umgesetzt, das ein Molverhältnis Formaldehyd zu Harnstoff von 4,6:1 aufweist.
Die Menge des Kondensats beträgt 12,5 Gew.?, ist also
beträchtlich höher als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Beispiel 1
Schweinemast-Alleinfutter
Schweinemast-Alleinfutter
5000 kg Schweinemast-Alleinfutter werden unter Zusatz von 1 Gew.i pulverförmigem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat zu Pellets
verpreßt. Das Schweinefutter hat folgende Zusammensetzung:
15 % Gerste
9 % Milokorn
8 % Weizen
7 % Mais
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25 % Weizenkleie
3 % Maiskeimsehrot
1,5 ί Malzkeime
10 % Sojaschrot
2 % Rapssehrot
10 % Tapiokamehl
10 % Tapiokamehl
0,5 % Fischmehl
2,5 % Tiermehl
1 % Fleischknochenmehl
3 % Melasse
1 % Futterfett
Rest Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente
Rest Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente
Die Pellets zeigen eine Härte von 10,44 kg/cm und einen Abrieb
von 1,42 %. Die Preßleistung ist unvermindert gegenüber dem Vergleichsversuch ohne Harnstoff-Formaldehydkondensat.
Das Harnstoff-Formaldehydkondensat wird wie folgt hergestellt.
Eine in üblicher Weise durch saure Kondensation erhaltene wäßrige Lösung von Harnstoff und Formaldehyd, vorliegend als
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit 50 % Feststoffgehalt
wird bei 100 bis 1700C in einem Sprühtrockner zu einem Pulver eingedampft. Das Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd
beträgt 1 zu 1,9. Der Wassergehalt des Pulvers beträgt 1,5 %» Der Qehalt an freiem Formaldehyd liegt bei 3 % und nimmt
nach 1 Woche auf 2 % ab. Das Schüttgewicht beträgt 0,7 kg/1. Die Korngrößenverteilung ist wie folgt:
100 % kleiner als 0,2 mm
90 % kleiner als 0,1 mm
30 % kleiner als 0,05 mm
90 % kleiner als 0,1 mm
30 % kleiner als 0,05 mm
a) Vergleichsversuch
5000 kg Schweinemast-Alleinfuttermischung der oben angegebenen Zusammensetzung werden ohne Zusatz von Harnstoff-Formaldenyd-
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Kondensat verpreßt. Die Pellets wiesen eine Härte von nur 8,31^ kg/cm und einen Abrieb von 3»**0 % entsprechend dem 2,4-fachen
der erfindungsgemäß hergestellten Pellets auf.
Der Abrieb wird folgendermaßen bestimmt:
Die Pellets werden in einem Drehkasten gefüllt, der mit 50 Umdrehungen
pro Minute 500 Umdrehungen ausführt. Anschließend werden die Pellets gesiebt. Der Siebdurchgang, das Material
mit einem kleineren Durchmesser als der eines ganzen Pellets, wird als Abrieb bezeichnet.
Beispiel 2
Karpfenfutter
Karpfenfutter
5OOO kg Karpfenfutter werden unter Zusatz von 1 % pulverförmigem
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat von derselben Zusammensetzung
wie in Beispiel 1 beschrieben zu Pellets gepreßt. Das Karpfenfutter hat die Zusammensetzung:
13 % Gerste
9 % Milokorn
8 % Weizen
12 % Mais
20,5 % Weizenkleie
3 % Mais keims ehr ot
1,5 % Malzkeime
10 % Sojaschrot
2 % Rapssehrot
5 % Tapiokamehl 5 % Fischmehl 2,5 % Tiennehl
3 % Fleischknochenmehl 3 % Melasse
1 % Futterfette Rest Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente
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Die Pellets haben eine Härte von 10,1 kg/cm und einen Abrieb
von 1,51 %. Die Pellets hatten nach 12 Stunden Verbleiben unter
Wasser noch ihre Form und sind nicht aufgelöst. Das ist überraschend,
da Harnstoff-Formalehydleim wasserlöslich ist und
eine Verleimungswirkung in dieser Konzentration unbekannt ist.
a) Vergleichsversuch
5000 kg Karpfenfutter von der oben angegebenen Zusammensetzung werden ohne Zusatz von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat gepreßt.
Die Preßlinge haben eine Härte von nur 8,2 kg/cm und weisen
3,42 % Abrieb auf. Im Wasser lösen sie sich nach 4 Minuten völlig
auf. Die Bestandteile verteilen sich im Fischbassin.
Karpfen-Alleinfutter
1000 kg Karpfenfutter der Zusammensetzung
32 % Mais
25,68 % Sojaschrot
12 % Weizen
5 % Hafer
5 % Milokorn
5 % Fischmehl
3,50 % Weizennachmehl
2,5 % Futterfett
2,0 % phosphorsaurer Futterkalk
1,5 % kohlensaurer Futterkalk
1,0 % Fleischknochenmehl
1,0 % Hefe getrocknet
1,0 % Biertreber getrocknet
1,0 % Zuckerrübenschnitzel
0,7 % Vitamin-Vormischung
0,62 % Coccidiostatika-Vormischung
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0,20 % Spurenelemente-Vormischung 0,20 % antibiotische Vormischung
0,10 % Viehsalz jodiert
werden mit 5 kg pulverförmigem Formaldehyd-Kondensat (= 0,5 %)
(hergestellt gemäß Beispiel 1) gemischt und zu Pellets gepreßt. Die Pellets bleiben 3 Tage im Wasser stabil und zerfallen dann.
10 Karpfen, deren Gewicht zu Versuchsbeginn zwischen 10 und 20 g liegt, werden 61 Tage mit dieser Mischung gefüttert. Als Gefäß
dient ein Versuchsaquarium mit den Abmessungen 60 χ 30 cm, Höhe 40 cm. Das Aquarium enthält 60 1 chlorfreies Leitungswasser.
Das Wasser wird im Kreislauf geführt, wobei Kohlefilter eingeschaltet sind. Die Temperatur beträgt 20 bis 22°C. Die 10 Karpfen
erhalten pro Tag 3 g des Futters. Die Gewichtszunahme pro Tier und Tag beträgt 0,46 g.
Ein analog durchgeführter Versuch, jedoch ohne Zusatz von Formaldehyd-Harnstoff-Kondensat,
ergibt Pellets, die nur 1 bis 2 Tage stabil bleiben. Die Gewichtszunahme pro Tier und Tag beträgt
0,28 g.
Ein analog durchgeführter Versuch, jedoch mit 2 % Zusatz an Formaldehyd-Harnstoff-Kondensat
ergibt Pellets, die 3 bis 10 Tage stabil bleiben. Die Gewichtszunahme beträgt 0,31 g pro Tier und
Tag.
Schweinemast-Alleinfutter
4000 kg Schweinemastfutter der Zusammensetzung
15 % Mais
20 % Gerste
10 % Tapioka
10,5 % Soja
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8 % Weizennachmehl
4,5 % Weizenvollmehl
10 % Webenerzeugnisse der Maisöl-Gewinnung
3 % Rapsschrot
7 % Maiskeime
3 % Trockenschnitzel
3 % Melasse
2 % Fleischknochenmehl
0,5 % Fischmehl
1,5 % Fett
Rest Vitamine, Spurenelemente
werden mit 0,25 % Formaldehyd-Harnstoff-Kondensatpulver gemischt
und zu Pellets gepreßt. Die Temperatur am Presseneingang beträgt 74°C, am Pressenausgang 80°C, Kühlertemperatur l6°C. Der Wassergehalt
der Mischung nach dem Kühlen (infolge Dampfzusatzes) beträgt 14,6 %. Der Abrieb wurde zu 4 % gefunden.
Vergleichsversuch
In einem analog durchgeführten Ansatz wird soviel Ligninsulfonat zugegeben (durch Probieren) bis der gleiche Abriebwert erreicht
ist. Der Gehalt an Ligninsulfonat beträgt 1,6 %s d.h. das 6-fache
des Wertes für das Formaldehyd-Harnstoff-Kondensat.
BASF Aktiengesellschaft
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Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Presslingen von mehlförmigen Futtermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Futtermittel mit 0,1 bis 2 Gew.i? eines pulverförmiger
durch Versprühen einer Leimlösung erhaltenen Harnstoff-Formaldehydharzes homogen vermischt und anschließend verpresst.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,6 bis 1:2 verwendet.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß
man 0,15 bis 1,5 Gew.? des Harnstoff-Formaldehydharzes
zusetzt.
M. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß
man ein Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Gehalt an freiem Formaldehyd von 1 bis 1J % verwendet.
198/77 - 2 -
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ORIGINAL INSPECTED
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