DE2849341C2

DE2849341C2 -

Info

Publication number: DE2849341C2
Application number: DE2849341A
Authority: DE
Inventors: Jean Bellevue Genf/Geneve Ch Rossi
Original assignee: CRINA CENTRE DE RECHERCHES INTERNATIONAL DE NUTRITION ET ALIMENTATION GLAND WAADT/VAUD CH
Current assignee: CRINA CENTRE DE RECHERCHES INTERNATIONAL DE NUTRITION ET ALIMENTATION GLAND WAADT/VAUD CH
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1988-11-10
Also published as: DE2849341A1

Description

Es ist seit über 50 Jahren bekannt, daß Stroh nach einer Behand lung mit Basen leichter verdaut werden kann. Diese als Beckmann- Verfahren (Behandlung mit einer basischen Lösung, Auswaschen des Überschusses an basischen Verbindungen) bekannte Behand lung ist in Deutschland und Norwegen in der Praxis angewandt worden und daneben sind beispielsweise die von Rexen, Stigsen und Kristersen beschriebenen Verfahren bekannt(Homb, T. (1948). Foringsforsøk med lutet halm, 64, beretning fra foringsforsøkene. Norges Landbrukshøgskole).

Ein Verfahren der vorgenannten Art zur Herstellung von Futter für Wiederkäuer ist in der FR-PS 21 26 365 beschrieben. Es han delt sich hierbei um ein Verfahren, bei dem das Tierfutter aus einer Lignocellulose und eine wäßrige alkalische Lösung ent haltende Mischung hergestellt wird. Diese Mischung, deren Fest stoffgehalt mindestens 30% beträgt, wird bei einer Temperatur von mindestens 60°C mechanisch gerührt. Es wird ein Tierfutter erhalten, dessen Prozentsatz an verdaulichen organischen Be standteilen relativ hoch ist.

Die bekannten Verfahren weisen Nachteile auf. Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere aus den unverdaulichen Komponenten der Lignocellulose enthaltenden Materialien. Eine unverdauliche Komponente ist beispielsweise Lignin, das bei einer einfachen alkalischen Hydrolyse unter üblichen Bedingungen nicht aufge schlossen wird. Derartige Verbindungen sind in den Zellwänden fixiert und vermindern deshalb stark die Wirkung der alkalischen Hydrolyse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Futter für Wiederkäuer zur Verfügung zu stel len, das die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt und die Herstellung eines Futters gestattet, das hinsichtlich Ver daulichkeit und Futterwerte den nach entsprechenden bekannten Verfahren erhaltenen Futterarten deutlich überlegen ist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeich neten Gegenstand.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der Zusatz von Oxidationskatalysatoren und gegebenenfalls Oxidationsmitteln in Kombination mit einem halbtrockenen Verfahren einer alkali schen Hydrolyse den Ligningehalt des Endprodukts herabsetzt und dessen Anwendungsmöglichkeiten verbessert. Es hat sich hierbei gezeigt, daß im Pansen der Wiederkäuer mehr flüchtige Fettsäuren, z. B. Carboxylsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffato men, freigesetzt werden, wenn man das erfindungsgemäß herge stellte Futter einsetzt. Diese Vorteile werden nicht erzielt, wenn das verabreichte Futter nur durch eine alkalische Hydroly se oder eine halbtrockene Hydrolyse erhalten worden ist.

Das erfindungsgemäß hergestellte Futter kann man Futterkonzen traten in Mengen bis z. B. 45% zusetzen. Die beste Verdaulich keit wird bei einem Zusatz von etwa 35% erreicht, wobei in diesem Fall erfindungsgemäß behandeltes Weizenstroh eine sehr gut verdauliche Nahrung ergibt, die 90% der Energie erreicht, die durch eine entsprechende Menge Gerste erzielt wird.

Als Lignocellulose enthaltendes Material wird beispielsweise Stroh, wie Weizenstroh, Reisschalen, Obstrückstände von Wein trauben, Tomaten und Oliven, Kaffeebohnenfleisch, Kohl, Palme, Sägemehl und Heu, das auch von schlechter Qualität sein kann, eingesetzt. Es kann auch ein Gemisch aus verschiedenen Ligno cellulose enthaltenden Materialien erfindungsgemäß behandelt werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann während der halbtrockenen basischen oxidativen Hydrolyse des Lignocellulose enthaltenden Materials auch Harnstoff, z. B. in einer Menge von 0,1 bis 5%, vorzugsweise 1 bis 3%, zugesetzt werden. Dadurch wird die Verdaulichkeit des erfindungsgemäß erhaltenen Produkts ver bessert. Abgesehen davon verbessert der Harnstoffzusatz die Futterwerte des Futters in bekannter Weise.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine alka lische Hydrolyse von Lignocellulose enthaltendem Material. Das Verfahren wird in Gegenwart eines oxidierenden Katalysators und halbtrocken, d. h. bei 10 bis 20% Feuchtigkeit der zu be handelnden Mischung, durchgeführt. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein starkes Reiben der zu be handelnden Mischung, wobei das Zellgewebe des Lignocellulose enthaltenden Materials aufgebrochen wird und das Natrium hydroxid sowie der Oxidationskatalysator mit der Lignocellulose gemischt werden, wodurch die gewünschte Hydrolyse wirkungsvoll abläuft. Hierbei ist als besonders überraschend anzusehen, daß der Oxidationskatalysator auch noch in dem halbtrockenen Re aktionsmedium eine große Wirkung entfaltet.

Das Lignocellulose enthaltende Material wird im erfindungsge mäßen Verfahren im allgemeinen trocken, d. h. mit einem übli chen Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis 12%, vorzugsweise etwa 10%, eingesetzt. Vor der erfindungsgemäßen Behandlung wird das Ma terial fein zerkleinert, z. B. bis auf eine Länge von 0,1 bis 5 cm gehäckselt und gegebenenfalls zu Mehl gemahlen. Das zer kleinerte Material kann gewünschtenfalls auch noch gesiegt wer den.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Oxidationskatalysator kann ein an sich bekannter, physiologisch verträglicher Katalysator sein, z. B. Kaliumpermanganat, Kaliumnitrat, Natriumsulfat, ein Kupfer-, Mangan-, Kobalt-, Vanadium-, Chrom- oder Nickelsalz oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbin dungen. Von den vorgenannten Salzen sind Nitrate und Permanga nate bevorzugt. Von den Kupfersalzen ist auch Kupfersulfat be vorzugt.

Die Menge des zugesetzten Oxidationskatalysators beträgt 0,5 bis 5%, vorzugsweise 1 bis 3%, jeweils bezogen auf die Menge des Lignocellulose enthaltenden Materials.

Die Menge des einzusetzenden Natriumhydroxids beträgt 1 bis 10%, vorzugsweise 2 bis 8%, insbesondere etwa 5%, jeweils bezogen auf die Menge des Lignocellulose enthal tenden Materials. Das Natriumhydroxid wird dem Lignocellulose enthaltenden Material im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lö sung mit einer Konzentration von über 30%, vorzugsweise über 50%, oder vorzugsweise in festem Zustand, zugegeben.

Das Lignocellulose enthaltende Material wird bei der Zugabe des Oxidationskatalysators und des Natriumhydroxids auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 20% eingestellt. Die Ge samtmenge des Lignocellulose enthaltenden Materials und der an deren Feststoffe in der gesamten Mischung beträgt 60%, vorzugs weise über 70%, insbesondere über 75% und unter 80%. Die Menge des Wassers der Mischung beträgt über 20 und unter 40%, vorzugsweise unter 30%, insbesondere unter 25%.

Das Mischen des Lignocellulose enthaltenden Materials, das Oxi dationskatalysators und des Natriumhydroxids erfolgt im allge meinen innerhalb 2 bis 120 Minuten, vorzugsweise 10 bis 90 Mi nuten, insbesondere etwa 10 bis 60 Minuten, am besten innerhalb 10 bis 40 Minuten. Das Mischen erfolgt im allgemeinen bei Tem peraturen von 30 bis 60°C, vorzugsweise 40 bis 50°C.

Die mechanische Bearbeitung, insbesondere das kräftige Reiben der Mischung, kann in einer üblichen zur Herstellung von Tier futter geeigneten Granulierpresse erfolgen. Dabei wird die zu behandelnde Mischung in einen zylindrischen Behälter überführt, dessen Wandungen Bohrungen aufweisen. Das Reiben und Granulie ren der Mischung geschieht mit sogenannten Kollern, d. h. in dem zylindrischen Behälter angeordneten Granulierorganen, die im wesentlichen einen runden Querschnitt aufweisen, rotieren und gegen die Innenfläche des zylindrischen Behälters gedrückt werden. Diese Behandlung der Mischung erfolgt bei Temperaturen von mindestens 60 bis 120°C, vorzugsweise 80 bis 100°C. Der beim Reiben der Mischung auf das Lignocellulose enthaltende Material ausgeübte Druck variiert zwischen dem Umgebungsdruck und mehreren 10 oder mehreren 100 Atmosphären Überdruck. Dabei wird das Zellgewebe des Lignocellulose enthaltenden Materials wirksam aufgebrochen, so daß die Hydrolyse schnell erfolgen kann.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

880 Teile gemahlenes oder zerhacktes Stroh (Häcksellänge 0,1 bis 5 cm) werden im Mehlmischer mit 20 Teilen eines Oxidations katalysators vermischt, der aus 1 bis 5 Teilen CuSO₄·5H₂O, 1 bis 5 Teilen KMnO₄, 5 bis 10 Teilen KNO₃ und 5 bis 10 Teilen wasserfreiem Na₂SO₄ besteht. Die Mischung wird im gleichen Mi scher mit 100 Teilen einer Natriumhydroxidlösung (Konzentration 30 bis 70 Gewichtsprozent) versetzt. Sobald die Mischung homo gen ist, was je nach Mischertyp 2 bis 20 Minuten dauert, wird es in eine Kornpresse (Betrieb mit oder ohne Wasserdampf) der üblichen Art zur Futterbereitung eingebracht. Die Mischung wird in der Presse einige Minuten bei Temperaturen von 80 bis 100°C behandelt. Je nach der Feinheit des ursprünglich einge setzten Strohhäcksels und dem späteren Verwendungszweck wird das Produkt zu Körnern mit 5 bis 20 mm Durchmesser granuliert. Nach der Abkühlung der Körner in einer üblichen Vorrichtung enthal ten sie beispielsweise 10 bis 16% Feuchtigkeit. Zur Verwen dung in Futtermischungen können die Körner noch in einer üb lichen Schlagmühle gemahlen werden.

In entsprechender Weise kann auch eine Mischung behandelt wer den, die 800 bis 850 Teile Stroh und 30 bis 70 Teile Harnstoff enthält.

Beispiel 2

1. Beim Vergleich von gewöhnlichem Stroh, erfindungsgemäß behandeltem Stroh und Gerste mittlerer Qualität hinsichtlich der durch Verdauung erzielten Energie bei Schafen und Rindern werden folgende Werte erhalten:

Gewöhnliches Stroh1300 Kalorien Behandeltes Stroh2600 Kalorien Gerste mittlerer Qualität3000 Kalorien

2. Umwandlung im Pansen.

Hinsichtlich der Freisetzung flüchtiger Säuren, die als Maß für die Verdaulichkeit von Cellulose angesehen werden kann, wer den 1, 2, 4 und 8 Stunden nach Aufnahme des Futters folgende Werte erhalten:

3. Bezüglich des Wachstums bei Rindern mit Lebendgewichten von 300 bis 370 kg werden die nachfolgend angegebenen täglichen Gewichtszunahmen sowie Wirkungsgrade des Futters (verzehrtes Futter/zusätzliches Gewicht) während dieser Zeit erzielt:

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Futtermittels für Wiederkäuer, wobei man ein Lignocellulose enthaltendes Material auf eine Länge von 0,1 bis 5 cm häckselt, die erhaltene Masse mit einer Menge von 1 bis 10% Natrium hydroxid vermischt und dabei einen Feuchtigkeitsgehalt der Mischung von 10 bis 20% einstellt, die Mischung bei Temperaturen von 60 bis 100°C kräftig reibt und das er haltene Produkt formt, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Vermischen außerdem 0,5 bis 5% Kaliumpermanganat, Kaliumnitrat, Natriumsulfat, ein Kupfer-, Mangan-, Cobalt-, Vanadium-, Chrom-, oder Nickelsalz oder ein Gemisch aus mindestens 2 der vorgenannten Verbindungen, jeweils bezogen auf die Menge des Lignocellulose enthaltenden Materials, zusetzt, 2 bis 120 min vermischt und nach dem Reiben granuliert.

2. Verwendung des nach Anspruch 1 erhaltenen Produkts als Futter für Wiederkäuer.