NO151107B - Fremgangsmaate for aa hindre agglomerering av lignosulfonatholdige bindemidler som skal anvendes for pelletisering av dyrefor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for

å hindre aggioinerering av lignosulfonatholdige bindemidler som skai anvendes for pelletisering av dyrefor.

I de senere år har betraktelige anstrengelser vært

gjort for å kombinere forskjellige typer av dyreforbestand-deler til pellets og andre kunstig agglomererte forformer for å frembringe produkter med maksimal velsmak og håndterings-egenskaper. Bindemidlene som for tiden anvendes i stor skala, utgjøres av forskjellige typer av leirer og tørrede sulfit-avluter, se U.S. patent 3 035 920. Mer komplekse bindemiddel-preparater har også vært foreslått, se finske patenter 40 509 og 51 035.

De nuværende bindemidler på lignosulfonatbasis eller som inneholder lignosulfonat, er hygroskopiske og oppviser en mer eller mindre utpreget tilbøyelighet til agglomerering, hvilket er et alvorlig problem for fremstiller og forbruker av dette materiale. Da graden av agglomerering står i direkte forbindelse med fuktighetsinnholdet og øker med stigende temp-eratur og trykk, er produsentene tvunget til:

å fremstille materialer med meget lave fuktighetsinn-

hold som er voluminøse av natur og derfor dyre å trans-portere ,

anvende meget effektiv og dyr avkjøling for anbringelse

av det tørrede materiale i lagringsbinger, og

unngå store og derfor økonomiske lagringsbinger for å

redusere trykket.

En ulempe fra forbrukersynspunkt som begrenser anvend-elsen av tilgjengelige sulfitavlutvæskepreparater for bindemidler for dyrefor, er det forhold at mange bindemidler ikke bare agglomererer, men endog forvæskes under dannelse av klebrige siruper når de er i kontakt med atmosfæren. Det er derfor nødvendig å pakke, levere og lagre disse produkter i fuktighetssikre poser. På grunn av håndteringsproblemene og de ytterligere omkostninger som påløper ved tilintetgjørelse av brukte innpakningsmaterialer, blir imidlertid de posepakkede produkter i økende grad avvist av moderne forstoffmøller beregnet på å behandle de hundreder av tusener av tonn av materialer hvert år.

På grunn av de ovennevnte ulemper har anstrengelser

vært gjort for å redusere og/eller eliminere agglomereringstil-bøyelighetene av bindemidler på basis av sulfitavlut, men hittil uten særlig hell. „En kjent fremgangsmåte omfatter å tilsette bindemidlet 3 til 30 vekt% leirefaststoffer (SE-patent 320 568) eller å tilsette omtrent tilsvarende mengder av fortilsetninger av mineraltypen (DE-off.skr. 2 749 108). Disse tilsetninger virker som fortynningsmidler for lignosulfonatet og nedsetter den effektive kontaktflate mellom partiklene og reduserer således deres sammenklebning. En ulempe ved fremgangsmåten ifølge SE-patent 3 20 568 er at leiretilsetningen nedsetter næringsverdien av bindemidlet, mens forblanding av bindemidlet med andre forstoffbestand-deler skaper et problem for fremstilleren da det begrenser friheten med sammensetning av rasjoner (DE-off.skr. 2 749 108). En annen for tiden anvendt metode også av begrenset effek-tivitet til å forhindre agglomerering, anvender tilsetning av kalk til sulfitavlut før tørring. Av grunner som er åpenbare for fagfolk, er en slik tilsetning meget vanskelig å utføre fordi den til slutt bevirker felning av basisk calciumlignosulfonat som kompliserer de etterfølgende tørreoperasjoner alvorlig. En ytterligere begrensning ved behandling av sulfitavlut med kalk før tørringen er at forbindelsen reagerer med de nærende carbohydrater som er tilstede i sulfitavluten ved å overføre dem til sure produkter og annet og derved redusere den iboende forverdi av bindemidlet eftersom kalk-innholdet øker og dets hygroskopisitet avtar.

Ved hjelp av forbestanddelen fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse kan de ovenfor nevnte ulemper med hensyn til agglomerering av bindemidler på lignosulfonatbasis elimineres, eller med andre ord håndteringsegenskapene for produkter som oppviser aggLomereringstilbøye1 ighet, kan forbedres betraktelig.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for å hindre agglomerering av liqnosuLfonatholdiae bindemidLer som er oppnådd fra tørret restavlut basert på ealoium, magnesium eller natrium eller en blanding derav ved sul fit/koking av tre, hvilke bindemidler skal anvende? for pel leter ing av forst.offer, og fremgangsmåten er særpreget ved at den tørrede restavlut forenes med en tilstrekkelig mengde av ca Lriumhy.droxyd- og/

eller calciumoxydholdig forbindelse til å gi en produkt-pH

på minst 5 målt i 5%-ig vandig opplesning ved værelsetempera-tur, idet imidlertid mengden av tilsatt calciumforbindelse, beregnet som CaO, er høyst 10 vekti.

Slike betingelser tjener til å sikre tilstrekkelig

sterk alkalinitet ved partikkelgrenseflåtene til å bevirke den enestående og gunstige virkning av bindemidlet som frem-stilles ifølge oppfinnelsen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilsettes imidlertid fortrinnsvis tilstrekkelig med calciumhydroxyd-og/eller claciumoxydholdig forbindelse til å gi en pH på 6

til 9, målt i en 5%-ig vandig oppløsning, og den tilsatte mengde, beregnet som CaO, er fortrinnsvis 1 til 3 vekt%, skjønt den nødvendige mengde kan stige til 10% dersom støv-påførelsen utføres under anvendelse av en grov calciumforbindelse, eller hvis der er et tap av alkalinitet og opp-løselig calcium på grunn av calciumcarbonatdanneIse, f.eks. når støvet påføres i nærvær av røkgasser fra tørreoperasjonen. Andre betingelser som krever større tilsetninger av CaO enn

de foretrukne 1 til 3 vekt%, foreligger når det tørrede ligno-sulf onatholdige materiale som skal behandles oppviser en meget lav pH, f.eks. under 3. Tilsvarende kan behovet for produkt-pH også være høyere enn de foretrukne 6 til 9, f.eks. når man behandler noen typer av materiale som inneholder lavmolekylære lignosulfonater.

Bindemidlene behandlet ifølge oppfinnelsen forblir fritt-rislende selv under uheldige betingelser av høy relativ fuktighet og inneholder praktisk talt all næringsverdi av det opprinnelige materiale som er tilbøyelig til agglomerering, og gir dessuten en hårdere og mer fjærende pellet med økende pH .

Prinsipielt kan en hvilken som helst type av lutnings-væske-råmateriale anvendes ifølge oppfinnelsen, bare begrenset til at dets bundne S02~innhold på et hvilket som helst trinn under kokingsprosessen bør ha vært av størrelsesorden 50% eller mindre av det totale ( "Lignins", K. Sarkanen & C. Ludwig, Wiley-Interscience, side 598, 599). Dessuten er virkningen ved foreliggende oppfinnelse ikke avhengig av noen annen faktor med hensyn til oppslutningsprosessen eller basert på noen spesielt anvendt tretype. Likeledes er en hvilken som helst forbindelse som inneholder fritt calciumhydroxyd eller -oxyd egnet ved utførelse av foreliggende oppfinnelse. Av grunner som er åpenbare for fagfolk, foretrekkes det imidlertid å

arbeide med relativt rent calciumhydroxyd.

Skjønt sammenføringen av den tørrede restlut og calciumforbindelsen kan utføres på en rekke forskjellige måter, som tørrblanding og maling, foretrekkes det å integrere støvpå-føringsoperasjonen med spraytørringen av sulfitavlut ved skruematning av ekstremt findelt calciumforbindelse direkte i tørrekammeret eller i det pneumatiske transportsystem som fører tørret sulfitavlut-faststoffer fra spraytørrings-

kammeret til oppsamlingssyklonene og videre til lagrings-bingene.

Produktene fremstilt ifølge oppfinnelsen skiller seg fra materialer behandlet med kalk i flytende tilstand ved at deres hygroskopisitet forblir i det vesentlige uforandret. Skjønt det er vanskelig presist å forklare den gunstige virkning av den calciumholdige forbindelse til å redusere agglomererings-tilbøyeligheten av pulverisert restavlut, antas det at tørr-blandingen eller støvpåføringsoperasjonen fører til et over-flatebelegg av avlutpartiklene. Hvis og når fuktighetsinnholdet stiger til tilstrekkelige høyder, begynner den basiske calciumforbindelse å virke under dannelse av en lokalisert beskyttende film av uppløselig basisk calciumlignosulfonat og calcium-sukkerkomplekser ved skilleflaten, hvilket i sin tur er en hindring for agglomereringen av partikler. Under pelletiser-ingsbetingelser, dvs. i nærvær av damp, fjernes det beskytt-

ende lag, oq produktet virker på normal måte som et bindemiddel, idet den økede pH øker graden av nøytra 1 isasjon av lignosulfonat- og sukkerbestanddeler og således gir en betraktelig hårdere pellet.

Iakttagelsen at en stadig økende mer fjærende og hårdere pellet fås med økende produkt-pH har en viktig praktisk følge idet den tillater økning av bindemiddel innholdet i foret. Denne virkning kan stå i forbindelse med den fundne nedsatte oppløselig-het av sulfitavlutbestanddeler med økende kalkkonsentrasjon. Når de hittil anvendte lavaLkaiiske produkter således møter damp under pelletriseringsbetingelser, er de tilbøyelige til å oppløses lettere enn de mer basiske produkter fremstilt ifølge oppfinnelsen. Oppløst bindemiddel vil imidlertid trenge inn i forpartiklene og kan ikke lenger bidra til å lime disse partikler sammen.

Foreliggende oppfinnelse bygger således på det tidligere ukjente prinsipp at tørret lignosulfonatmateriale kan gjøres betraktelig mindre agglomererende for lagrings-, behandlings-og transportformål ved å bestøve det med en basisk calciumforbindelse, og at bestøvningen, forbausende nok, ikke bare nedsetter, men endog betraktelig forbedrer bindingsegenskapene av lignosulfonatet under betingelser som hersker under dyre-forpelletisering.

Det følgende eksempel belyser foreliggende fremgangsmåte for å redusere agglomereringstilbøyeligheten hos binde-materialet.

Eksempel

I det pneumatiske transportsystem av en "NIRO ATOMIZER" spraytørringsenhet som produserer 7,2 tonn pr. time av tørret calciumbasert bjerk-sulfitavlutfaststoff eller Alternativt fra alkohol fermentert gran-rayonkvalitet sulfitavlutfaststoff inneholdende 6% fuktighet og med produkt-pH'er på 4,3, ble det injisert like under tørrekammeret tilstrekkelig finmalt calciumhydroxyd (99% passerte 0,09 mm sikt, 72% CaO) til å øke det respektive CaO-innhold av de to forskjellige produkter med hhv. 0,75, 1,5, 2,25 og 3,0%.

Ovenstående to råmaterialprodukter representerer i virkeligheten ekstremer i agglomereringstendens. Materialet på bjerkbasis inneholder nær 50% kullhydratmateriale, er vanskelig å tørre og kan ikke vanligvis føres i ubehandlet tilstand via lagerbinger. Mens det dessuten oppviser en ut-merket næringsverdi, er dets bindingsegenskaper også dårlige. Det fermenterte materiale på granbasis inneholder på den annen side bare 25% kullhydrater, kan håndteres relativt lett og utgjør et relativt godt bindemiddel.

Ved behandling med hydratisert kalk forbedres agglomerer-ings- og bindeegenskapene av begge typer av materialer med økende CaO-innhold. Det er således mulig å heve håndterings-og bindeegenskapene av det opprinnelige bjerkeprodukt tii nivåer som normalt forbindes med granbaserte produkter uten å ofre dets fordelaktige næringsverdi, mens egenskapene av granproduktet økes slik at det blir i det vesentlige ikke-agglomererende under noen forhold. Reduksjon i agglomerer-ingsegenskaper viser seg igjen å være ledsaget av en økning i bindeegenskaper som viser seg ved at de behandlede gran-basisprodukter gir like effektiv binding ved lavere tilset-ningsmengder og at de tillater et betraktelig høyere melasse-innhold i pellets sammenlignet med det ubehandlede materiale. Som kjent utgjør melasse en billig energikilde for drøvtygger-for, men dets tilsetningsmengde er begrenset på grunn av dets tilbøyelighet til å bevirke myke og klebrige pellets.

Agglomereringstilbøyelighetene av bindemidlet er vist

på fig. 1 (som viser agglomerering som en funksjon av fuktighetsinnholdet og pH, respektive CaO-tilsetning av preparatene). Prøvene ble oppbevart i inntil to uker i en eksikator ved

23°C over en 21%-ig svovelsyreoppløsning som representerer en relativ fuktighet på 89%. De ble bedømt som sviktet når en hård skorpe begynte å utvikles på overflaten av prøvene.

Fra fig. 1 vil det ses at toleransegrensen for fuktig-

het av prøvene er betraktelig utvidet ved tilsetning av hydratisert kalk. Dessuten er det åpenbart at materialer på bjerkbasis krever en produkt-pH på ca. 2 enheter over den for produkt på granbasis for å tilsvare sistnevnte med hensyn til fuktighe tstoleranse.

Et viktig aspekt ved foreliggende oppfinnelse er at den eliminerer behovet for noen pH-innstillinger i væsketilstand. For å oppnå en minimum produkt-pH på 4,3 var det tidligere ofte nødvendig å heve pH av sulfitavluten før tørring. Man har nå funnet at slike pH-innstillinger ledsages av et tap i volumdensiteter for det spraytørrede produkt. Det ble således funnet at en rayonkvalitet av bjerk-sulfitavlut ga et produkt som oppviste en volumdensitet på 680 g/l når tørret ved pH 3.1, mens en lignende type av materiale inneholdende ytterligere 1.2% CaO og oppvisende en pH på 4,3 ga en densitet på bare 510 g/l på sammenlignbar basis. Støvpåføring med CaO

i en grad som øket CaO-innholdene i produktene med 4,2 hhv.

3,0% (produkt-pH1 er på 9,1 hhv. 8,8), hevet volumdensitetene med ytterligere 60 g/l i begge tilfeller. Forskjeller i klumpning kunne ikke iakttas for de to produkttyper.

For pelletiseringsformål blandes påmatningsbestand-delene jevnt, og bindemidlet tilsettes i en mengde av 0,75 til 12% på tørrvektbasis. Fortrinnsvis tilsettes imidlertid bindemidlet til påmatningsblandingen i en mengde av 1,5 til 6% på tørrvektbasis.

Selve pelletiseringen kan utføres i en hvilken som helst egnet pelletiseringsanordning eller ved å anvende andre konvensjonelle agglomereringsmetoder.

De ved oppfinnelsen fremstilte bindemidler er ikke bare anvendbare for det vide område av sammensatte forrasjoner, men kan med fordel anvendes for å fremstille høy-, gressmel-og lusern-pellets.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for å hindre agglomerering av lignosul fonatholdige bindemidler som er oppnådd fra tørret restavlut basert på calcium, magnesium eller natrium eller en blanding derav ved sulfitkokning av tre, hvilke bindemidler skal anvendes for pelletering av ffirstoffer, karakterisert ved at den tørrede restavlut forenes med en tilstrekkelig mengde av calciumhydroxyd-og/eller calciumoxydholdig forbindelse til å gi en produkt-pH på minst 5 målt i 5%-ig vandig oppløsning ved værelsetempera-tur, idet imidlertid mengden av tilsatt calciumforbindelse, beregnet som CaO, er høyst 10 vekt%.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der tilsettes en mengde av calciumforbindelse, beregnet som CaO, på 1 - 3 vekt%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilstrekkelig calciumforbindelse tilsettes til å gi en produkt-pH på 6 - 9 målt i en 5%-ig vandig oppløsning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at der anvendes calciumhydroxyd .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at calciumforbindelsen tilsettes i forbindelse med spraytørring av sulfittavluten.