CS240621B1 - Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials - Google Patents
Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials Download PDFInfo
- Publication number
- CS240621B1 CS240621B1 CS842841A CS284184A CS240621B1 CS 240621 B1 CS240621 B1 CS 240621B1 CS 842841 A CS842841 A CS 842841A CS 284184 A CS284184 A CS 284184A CS 240621 B1 CS240621 B1 CS 240621B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- mixture
- acid
- dry matter
- feed
- lignocellulosic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Způsob přepravy energetického krmivá z lignocelulózových materiálů kyselou hydrolýzou spočívá v tom, že se hydrolýza provádí při teplotě 5 až 130 C směsí kyselin chlorovodíkové a fosforečné v poměru 1 : 0,2 až 5, přičemž celková hmotnostní koncentrace kyselin ve vodném prostředí se pohybuje v rozmezí 0,5 až 5 % a hmotnostní poměr vodného roztoku kyselin k sušině lignocelulo'zového materiálu je 2 až 10 : 1.The method of transporting energy feed from lignocellulosic materials by acid hydrolysis consists in that the hydrolysis is carried out at a temperature of 5 to 130 C with a mixture of hydrochloric and phosphoric acids in a ratio of 1:0.2 to 5, with the total mass concentration of acids in the aqueous medium ranging from 0.5 to 5% and the mass ratio of the aqueous solution of acids to the dry matter of the lignocellulosic material being 2 to 10:1.
Description
(54) Způsob přípravy energetického krmivá z těžko stravitelných lignocelulosových materiálů(54) Method for preparing energy feed from indigestible lignocellulosic materials
Způsob přepravy energetického krmivá z lignocelulózových materiálů kyselou hydrolýzou spočívá v tom, že se hydrolýza provádí při teplotě 5 až 130 C směsí kyselin chlorovodíkové a fosforečné v poměru 1 : 0,2 až 5, přičemž celková hmotnostní koncentrace kyselin ve vodném prostředí se pohybuje v rozmezí 0,5 až 5 % a hmotnostní poměr vodného roztoku kyselin k sušině lignocelulo'zového materiálu je 2 až 10 : 1.The method of transporting energy feed from lignocellulosic materials by acid hydrolysis consists in that the hydrolysis is carried out at a temperature of 5 to 130 C with a mixture of hydrochloric and phosphoric acids in a ratio of 1:0.2 to 5, with the total mass concentration of acids in the aqueous medium ranging from 0.5 to 5% and the mass ratio of the aqueous solution of acids to the dry matter of the lignocellulosic material being 2 to 10:1.
Vynález, se týká způsobu, přípravy energetického krmivá a těžko stravitelných lignocelulózových materiálů, např. slámy, obilovin, kukuřičných vřeten a pilin listnatých dřevin, např. buku, topolu, dubu, osiky, břízy.The invention relates to a method for preparing energy feed and difficult-to-digest lignocellulosic materials, e.g. straw, cereals, corn cobs and sawdust of deciduous trees, e.g. beech, poplar, oak, aspen, birch.
Nejdůležitější energetickou složkou výživy hospodářských zvířat jsou jednoduché sacharidy, které se buá tvoří v zažívacím traktu hospodářských zvířat z polysacharidických krmiv (obiloviny, objemová krmivá), nebo jsou do krmiv záměrně přidávána (např. melasa). Zatímco v obilovinách převažují snadno stravitelná polysacharidy typu různých škrobů, jsou v objemových krmivech polysacharidy zastoupeny hlavně ve formě různých hemicelulóz a celulózy. Kromě zmíněných dvou polysacharidických složek je v různém množství zastoupena i polymerní složka s aromatickým charakterem, tzv. lignin. Poměr jednotlivých složek, jejich vzájemné propojení a tzv. nadmolekulárnl struktura složek je do značné míry určující i pro stravitelnost přírodních lignocelulózových komplexů, tj. různých travin a bylin, slámy, různých částí užitkových rostlin a v neposlední řadě i rozmělněných dřevin. Dále uvedené příklady dokumentují kvalitativní podobnost složení různých přírodních lignocelulózových materiálů i jejich značně rozdílnou stravitelnost.The most important energy component of livestock nutrition is simple carbohydrates, which are either formed in the digestive tract of livestock from polysaccharide feeds (cereals, roughage) or are intentionally added to feeds (e.g. molasses). While cereals are dominated by easily digestible polysaccharides of the type of various starches, in roughage polysaccharides are mainly represented in the form of various hemicelluloses and cellulose. In addition to the two polysaccharide components mentioned, a polymeric component with an aromatic character, so-called lignin, is also present in varying amounts. The ratio of individual components, their mutual interconnection and the so-called supramolecular structure of the components are largely determining for the digestibility of natural lignocellulose complexes, i.e. various grasses and herbs, straw, various parts of useful plants and, last but not least, comminuted woody plants. The examples given below document the qualitative similarity of the composition of various natural lignocellulose materials and their significantly different digestibility.
Hodnoty v tabulce byly převzaty z materiálu o procesu STAKE 11 společnosti Compagnie Prancaise d'Etuděs et de Construction Technique, Paris la Dáfense, France, presentované na Symposium on Biomass Steam Cracking Applications v Moskvě v únoru 1983.The values in the table were taken from the material on the STAKE 11 process by Compagnie Prancaise d'Etudes et de Construction Technique, Paris la Dáfense, France, presented at the Symposium on Biomass Steam Cracking Applications in Moscow in February 1983.
a/ sláma upravená parním krakováním v procesu STAKE 11 b// bagasa upravené parním krakováním v procesu STAKE II listnaté dřevo (osika) upravené parním krakováním v procesu STAKE II.a/ straw treated by steam cracking in the STAKE 11 process b// bagasse treated by steam cracking in the STAKE II process hardwood (aspen) treated by steam cracking in the STAKE II process.
Při trávení lignocelulózových krmiv dochází k narušení lignocelulózového komplexu, jehož hloubka určuje stravitelnost, tj. využitelnost sacharidových složek pro výstavbu a funkci celého zvířecího organismu. Některé rostliny nebo části rostlin, téměř obecně to platí o dřevinách, nají strukturu, která odolává chemickým a biochemickým účinkům zažívacího traktu, jsou tedy pro výživu organismu nevyužitelná.During the digestion of lignocellulosic feeds, the lignocellulosic complex is disrupted, the depth of which determines digestibility, i.e. the usability of carbohydrate components for the construction and function of the entire animal organism. Some plants or parts of plants, almost generally this applies to woody plants, have a structure that resists the chemical and biochemical effects of the digestive tract, and are therefore unusable for the nutrition of the organism.
Omezený rozsah zemědělské půdy nebo její omezené úrodnost v různých zemích vyvolává snahy až nutnost úplného zužitkování zemědělské fytomasy, popříp. částečného zúžit3 ko*éní dendromasy. Tato skutečnost se odráží v různých chemických či biochemických úpravách slámy, resp. obdobných zemědělských odpadů, a v úpravách dřevných odpadů pro krmivéřské účely, kterým Je společná narušení jednotlivých složek (hemicelulóz a celulózy).The limited extent of agricultural land or its limited fertility in various countries gives rise to efforts and even the necessity of complete utilization of agricultural phytomass, or. partial narrowing of dendromass. This fact is reflected in various chemical or biochemical treatments of straw, or. similar agricultural waste, and in the treatments of wood waste for feed purposes, which have in common the disruption of individual components (hemicelluloses and cellulose).
Biochemické cesty spočívají v naražení těžko stravitelné struktury účinkem enzymů, které jsou nejčastěji produktem určitých druhů hub. Protože vynález se tohoto způsobu úpravy nedotýká, není zmíněná biochemická cesta dále diskutována.Biochemical pathways involve breaking down the indigestible structure by the action of enzymes, which are most often the product of certain types of fungi. Since the invention does not concern this method of treatment, the aforementioned biochemical pathway is not discussed further.
Chemické cesty lze hrubě dělit na hydrotermální úpravy, alkalické úpravy, částečně delignifikace louhem až částečná alkalická hydrolýza a úpravy spočívající na principu kyselé hydrolýzy polysacharidickáho podílu lignocelulózového materiálu (částečná, resp. úplná hydrolýza polysacharidickáho podílu).Chemical routes can be roughly divided into hydrothermal treatments, alkaline treatments, partial delignification with alkali to partial alkaline hydrolysis and treatments based on the principle of acid hydrolysis of the polysaccharide portion of the lignocellulosic material (partial or complete hydrolysis of the polysaccharide portion).
V současné době se nevyužívá kyselé hydrolýzy lignocelulózových materiálů k přímé přípravě krmivá. Nydrolýzní závody v SSSR, ve více než 40 závodech se zpracovává několik set kt dřeva a lignocelulózových zemědělských odpadů, připravují tzv. perkolační hydrolýzou (J. J. Korolov: Perkoljacionyj gidroliz rastitělnovo syrja, Izdatelstvo Lesnaja promyšlenost Moskva 1968) při vyšších teplotách 130 až 190 °C a tlacích 1,6 až 1,8 MPa zředěné roztoky sacharidů, které slouží jako surovina pro fermentační zpracování na kvasničnl biomasu Ctobulu), příp. na etanol.Currently, acid hydrolysis of lignocellulosic materials is not used for direct feed preparation. Hydrolysis plants in the USSR, in more than 40 plants processing several hundred kilos of wood and lignocellulosic agricultural waste, prepare diluted carbohydrate solutions by so-called percolation hydrolysis (J. J. Korolov: Perkolyatsionyj gidroliz rastitělnovo syrja, Izdatelstvo Lesnaja promyshlenost Moscow 1968) at higher temperatures of 130 to 190 °C and pressures of 1.6 to 1.8 MPa, which serve as raw materials for fermentation processing into yeast biomass (Ctobul), or into ethanol.
Hydrolýza se uskutečňuje v poměrně složitých kyselinovzdomýoh věžových reaktorech, na který navazuje systém výměníků tepla, příp. dest. kolona pro odstranění furalu. Nerozpustný zbytek přibližně 50 % sušiny výchozího lignocelulózového materiálu je odpad, který se spaluje, příp. používá jako hnojivo nebo má řadu různých objemově meněích využití Z lignocelulózového materiálu se pro krmivářský průmysl využívá tedy jen polovina a to ještě nepřímo až po fermentačním zpracování.Hydrolysis is carried out in relatively complex acid-resistant tower reactors, which are followed by a system of heat exchangers, or a distillation column for removing furan. The insoluble residue of approximately 50% of the dry matter of the starting lignocellulosic material is waste, which is burned, or used as fertilizer or has a number of different smaller volume uses. Only half of the lignocellulosic material is used for the feed industry, and even then indirectly after fermentation processing.
Katalyzátor kyselé hydrolýzy-kyselina sírová, které se používá v množství až 0,09 t/t suroviny, se odstraňuje z reakční směsi ve formě CaSO^, což vyžaduje spec. filtry (kalolisy) nebo filtrační odstředivky. Vedle uvedených separačních problémů jde o postup energeticky značně náročný. Spotřeba energie na 1 t sanharidů ve formě 3% roztoku je 27 OJ.The acid hydrolysis catalyst - sulfuric acid, which is used in an amount of up to 0.09 t/t of raw material, is removed from the reaction mixture in the form of CaSO^, which requires special filters (filter presses) or filter centrifuges. In addition to the above separation problems, this is a very energy-intensive process. The energy consumption per 1 t of sanharides in the form of a 3% solution is 27 OJ.
Rovněž další průmyslově realizovaný postup kyselé hydrolýzy lignocelulosových materiálů nasycenou kyselinou chlorovodíkovou (41 ž&) nepřipravuje přímo krmivo, ale koncentrovaný roztok cukrů, který je případně možné i přímo zkrmovat. Vedlejším produktem je asi 30 % ligninu, odpad, který lze využít jako zdroj energie. Na 1 t suché výchozí suroviny je třeba cca 1,5 t chlorovodíku, tj. asi 3,5 t 41½ chlorovodíkové kyseliny. Postup dává vysoké výtěžky sacharidů, vyšší než 90 teorie, je však komplikován vysoce korozivním prostředím a nutností nákladně a složitě regenerovat použitou kyselinu chlorovodíkovou. (Ullmans Encyklopedie der technischen Chemie, svazek 23, strana 581, Verlag Chemie Weinheim 1980).Another industrially implemented process of acid hydrolysis of lignocellulosic materials with saturated hydrochloric acid (41 ž&) does not directly prepare feed, but a concentrated solution of sugars, which can also be fed directly. The by-product is about 30% lignin, a waste that can be used as an energy source. For 1 t of dry starting material, about 1.5 t of hydrogen chloride is needed, i.e. about 3.5 t of 41½ hydrochloric acid. The process gives high yields of carbohydrates, higher than 90% of theory, but is complicated by a highly corrosive environment and the need to regenerate the hydrochloric acid used in a costly and complex manner. (Ullmans Encyclopedia of Technical Chemistry, volume 23, page 581, Verlag Chemie Weinheim 1980).
Postupy hydcolýzy se zředěnými kyselinami 0,5 až 2 % HgSO^, resp. 0,5 až 0,2 % HC1 za nižších teplot 100 až 130 °C byly použity většinou pro tzv. předhydrolýzu dřeva, většinou před vlastní hydrolýzou celulózové složky lignocelulózového materiálu. Opět se v těchto případech většinou separuje zředěný kyselý roztok sacharidů, po neutralizaci se zpracovává fermentačně na torulu, od nerozpustného zbytku, který je určen k dalšímu zpracování, nikoliv však přímému zkrmování.Hydrolysis procedures with diluted acids of 0.5 to 2% HgSO^, or 0.5 to 0.2% HC1 at lower temperatures of 100 to 130 °C were mostly used for the so-called pre-hydrolysis of wood, mostly before the actual hydrolysis of the cellulose component of lignocellulosic material. Again, in these cases, the diluted acidic solution of carbohydrates is usually separated, after neutralization it is processed by fermentation on torula, from the insoluble residue, which is intended for further processing, but not direct feeding.
Uvedené nevýhody odstraňuje postup hydrolýzy podle vynálezu, který spočívá v tom,The above disadvantages are eliminated by the hydrolysis process according to the invention, which consists in
Že se na lignócelulózový materiál při teplotě 5 až 130 °C působí směsí kyseliny chlorovodíkové a fosforečné ve vzájemném poměru 1 : 0,2 až 5, přičemž celkové hmotnostní koncentrace kyselin ve vodném prostředí se pohybuje v rozmezí 0,5 až 5 % a hmotnostní poměr vodného roztoku kyselih k sušině lignocelulózového materiálu je 2 až 10 : 1.That the lignocellulosic material is treated at a temperature of 5 to 130 °C with a mixture of hydrochloric and phosphoric acid in a ratio of 1:0.2 to 5, with the total mass concentration of acids in the aqueous medium ranging from 0.5 to 5% and the mass ratio of the aqueous acid solution to the dry matter of the lignocellulosic material being 2 to 10:1.
Během doby styku lignocelulózového materiálu β vodným roztokem kyselin dochází postupně k stále hlubšímu stupni narušení lignocelulózového komplexu a rozkladu polysacharidických složek, což se projevuje jednak stoupajícím obsahem látek rozpustných ve vodě, jednak rostoucím obsahem redukujících sacharidů. Ke zvýšeni stravitelnosti nepřispívá jen obsah rozpustných látek, ale například 1 nerozpustná celulóza uvolněná z lignocelulózo váho komplexu.During the period of contact of lignocellulosic material with an aqueous solution of acids, there is a gradual increase in the degree of disruption of the lignocellulosic complex and the decomposition of polysaccharide components, which is manifested both by an increasing content of water-soluble substances and by an increasing content of reducing carbohydrates. Not only the content of soluble substances contributes to the increase in digestibility, but also, for example, 1 insoluble cellulose released from the lignocellulosic complex.
Po zvolené době působeni zvoleného roztoku minerálních kyselin na uvedené lignocelulózové substráty lze přítomné kyseliny neutralizovat, a to s výhodou hydroxidy nebo uhličitany kationtů, které jsou fyziologicky žádoucí nebo nezávadné. Nejčastěji se jedná o hydroxid sodný a hydroxid resp. uhličitan vápenatý. S výhodou se ke směsi přidává množství hydroxidu sodného, které je ekvivalentní předloženému množství kyseliny chlorovodíkové , načež se přidá tolik hydroxidu nebo uhličitanu vápenatého, aby bylo dosaženo zvolené hodnoty pH, většinou 4,5 až 5,0.After the selected time of action of the selected mineral acid solution on the lignocellulosic substrates, the acids present can be neutralized, preferably with hydroxides or carbonates of cations that are physiologically desirable or harmless. Most often, these are sodium hydroxide and hydroxide or calcium carbonate. Preferably, an amount of sodium hydroxide is added to the mixture that is equivalent to the amount of hydrochloric acid introduced, after which enough hydroxide or calcium carbonate is added to achieve the selected pH value, usually 4.5 to 5.0.
Takto získaný produkt lze přímo bez daláí úpravy použít jako složku krmných směsí, takže celý tento jednoduchý proces úpravy je vlastně v pravém slova smyslu bezodpadovou technologií.The product obtained in this way can be used directly as an ingredient in feed mixtures without further treatment, so this entire simple treatment process is actually a waste-free technology in the truest sense of the word.
Výroba je bezodpadová a všechny složky reakční směsi včetně chemikálií k neutralizaci zůstávají ve výrobku a přispívají k nutriční hodnotě výrobku.The production is waste-free and all components of the reaction mixture, including chemicals for neutralization, remain in the product and contribute to the nutritional value of the product.
Dojde ke zvýšené stravitelnosti upravovaného materiálu, zvýšením stupně využitelnosti sacharidů v důsledku narušení lignocelulózového komplexu, snadnějším a rychlejším vstřebáváním v zažívacím traktu ve vodě rozpustných sacharidů ' a dalěíeh organických látek.The digestibility of the treated material will be increased by increasing the degree of utilization of carbohydrates due to the disruption of the lignocellulose complex, and by easier and faster absorption in the digestive tract of water-soluble carbohydrates and other organic substances.
Dále jsou výrazně zlepšeny senzorické a organoleptické vlastnosti připraveného krmivá v porovnání s výchozím materiálem. Navíc se z původního lignůcelulózového materiálu až 50 % přemění na organické látky rozpustné ve vodě a z rozpustných látek je přibližně polovina tvořena redukujícími sacharidy.Furthermore, the sensory and organoleptic properties of the prepared feed are significantly improved compared to the starting material. In addition, up to 50% of the original lignocellulosic material is converted into water-soluble organic substances, and of the soluble substances, approximately half is made up of reducing carbohydrates.
Staěs kyselin - chlorovodíkovou a fosforečnou, která lze obě neutralizovat přímo v reakční směsi po hydrolýze na fyziologicky neškodné soli, naopak přispívají ke zlepěení kvality připraveného krmivá. To znamená, že po hydrolytická úpravě odpadají složité a obtížné separační operace a celý postup se zjednodušuje. Jednoduché je při postupu podle vynálezu i zařízení, kterým je kyselinovzdorný kotel, např. smaltovaný nebo nádoba z polypropylenu či korobonu, opatřený topným pláštěm, topným hadem nebo jiným vyhřívacím tělesem, příp. míchadlem. Na kvalitu výchozí sueoviny, obsah vlhkosti, obsah popelovin, není kladen zvláštní důraz. Jak hydrolyzní médium, tak hydrolyzovaná surovina se předloží do reaktoru, po určité době zahřívání se směs neutralizuje ve stejném zařízení a po vypuštění je směs připravená ke krmení nebo se může míchat s jinými složkami krmiv.The presence of acids - hydrochloric and phosphoric, which can both be neutralized directly in the reaction mixture after hydrolysis to physiologically harmless salts, on the contrary contribute to improving the quality of the prepared feed. This means that after hydrolytic treatment, complex and difficult separation operations are eliminated and the entire process is simplified. The device used in the process according to the invention is also simple, which is an acid-resistant boiler, e.g. enameled or a container made of polypropylene or corobon, equipped with a heating jacket, heating coil or other heating element, or a stirrer. No special emphasis is placed on the quality of the starting feed, moisture content, ash content. Both the hydrolysis medium and the hydrolyzed raw material are introduced into the reactor, after a certain period of heating, the mixture is neutralized in the same device and after draining the mixture is ready for feeding or can be mixed with other feed components.
V případě drcených odzměných kukuřičných paliv (kukuřičných vřeten), případně i jiného materiálu, lze připravovat ze zásoby jen množství potřebné pro jednodenní nebo několikadenní krmnou dávku (čerstvá směs), nebol najíždění a odstavování jednoduchého zařízení je neproblémové.In the case of crushed modified corn fuels (corn cobs), or other materials, only the amount needed for a one-day or several-day feed ration (fresh mixture) can be prepared from the stock, as starting up and shutting down a simple device is not a problem.
Přípravu a vlastnosti získaných produktů ilustrují příklady provedení.The preparation and properties of the products obtained are illustrated by the examples.
Přiklad 1Example 1
120 kg šrotu připraveného z kukuřičných vřeten (odzrněných kukuřičných palic) a průměřným obsahem vlhkosti 20 % hmot. se přidává ke směsi 110 kg vodného roztoku 2% kyseliny chlorovodíkové-a 330 kg vodného roztoku 2% kyseliny fosforečné. Za míchání se uvedená směs zahřívá v smaltovaném kotli k varu a při teplotě varu 100 °C se míchá další čtyři hodiny.120 kg of meal prepared from corn cobs (de-kerned corn cobs) and with an average moisture content of 20% by weight is added to a mixture of 110 kg of an aqueous solution of 2% hydrochloric acid and 330 kg of an aqueous solution of 2% phosphoric acid. While stirring, the said mixture is heated to boiling in an enameled kettle and stirred at a boiling temperature of 100 °C for another four hours.
Původně heterogenní směs získá kašovitou konzistenci a po schlazení na cca 60 °C se postupně ve formě 25% vodného roztoku přidává 2,41 kg NaOH. Po vneseni veškerého množství NaOH se postupně přidá celkem 5,00 kg hydroxidu vápenatého, pH reakční směsi po neutralizaci je 4,6.The initially heterogeneous mixture acquires a mushy consistency and after cooling to approximately 60 °C, 2.41 kg of NaOH is gradually added in the form of a 25% aqueous solution. After the entire amount of NaOH has been introduced, a total of 5.00 kg of calcium hydroxide is gradually added, the pH of the reaction mixture after neutralization is 4.6.
Ze sušiny kukuřičných vřeten vznikne 49,0 % látek ve vodě rozpustných, z toho 28 íé redukujících látek. Tímto způsobem připravená směs obsahuje 8,63 ve vodě rozpustných organických látek, z toho je 4,9 % redukujících látek, déle směs obsahuje 0,62 % NaCl a 1,6 Ϊ CaHPO4.The dry matter of corn cobs produces 49.0% water-soluble substances, of which 28% are reducing substances. The mixture prepared in this way contains 8.63% water-soluble organic substances, of which 4.9% are reducing substances, and the mixture also contains 0.62% NaCl and 1.6% CaHPO 4 .
Příklad 2 kg kukuřičných vřeten (50 kg sušiny) se smísí ve smaltované tlakové nádobě (v pařáku) se 165 kg 2$ vodné kyseliny fosforečné a 55 kg 2% kyseliny chlorovodíkové. Po uzavření tlakové nádoby a po vyhřátí na 110 °C se tato teplota udržuje ještě po další 3 hodiny. Po ochlazeni na cca 50 °C se směs vypustí do mísící nádrže, ve které se nachází roztok 1,2 kg NeOH a 2,5 kg hydroxidu vápenatého ve 25 litrech vody.Example 2 kg of corn cobs (50 kg of dry matter) are mixed in an enamel pressure vessel (in a steamer) with 165 kg of 2% aqueous phosphoric acid and 55 kg of 2% hydrochloric acid. After closing the pressure vessel and heating to 110 °C, this temperature is maintained for another 3 hours. After cooling to approximately 50 °C, the mixture is discharged into a mixing tank containing a solution of 1.2 kg of NeOH and 2.5 kg of calcium hydroxide in 25 liters of water.
Zneutralizovaná a zhomogenižovaná směs obsahuje 8,8 % rozpustných organických látek, z toho 4,8 % redukujících látek.The neutralized and homogenized mixture contains 8.8% soluble organic substances, of which 4.8% are reducing substances.
Příklad 3Example 3
125 kg drcených kukuřičných palic s průměrným obsahem vlhkosti 20 % hmot. bylo smícháno ve smaltovaném duplikáterovem kotli se 100 kg 0,5% HCl a 300 kg 0,5% HjPO^.125 kg of crushed corn cobs with an average moisture content of 20% by weight were mixed in an enameled duplicator kettle with 100 kg of 0.5% HCl and 300 kg of 0.5% HjPO^.
Směs se za mícháni zahřívala 8 hodin k varu (100 °C). Během zahřívání směs postupně nabývá kašovité konzistence. Po ochlazení na 60 °C se postupně za míchání přidá 0,55 kg NaOH ve formě 25$ vodného roztoku a přibližně v pěti dávkách 1,1 kg hydroxidu vápenatého tak, aby pH výsledné reakční směsi se pohybovala kolem 4,5.The mixture was heated to boiling (100 °C) for 8 hours with stirring. During heating, the mixture gradually acquired a mushy consistency. After cooling to 60 °C, 0.55 kg of NaOH in the form of a 25% aqueous solution and 1.1 kg of calcium hydroxide were gradually added with stirring in approximately five portions so that the pH of the resulting reaction mixture was around 4.5.
Ze sušiny výchozího materiálu vzniklo 44 % látek rozpustných ve vodě, z toho 25 % redukujících látek. Takto připravená směs obsahuje 0,80 kg NaCl a 2,1 kg Ca (HPO^), kg rozpustných organických látek, převážně sacharidické povahy, tj. cca 0,15 % Nad,From the dry matter of the starting material, 44% of water-soluble substances were formed, of which 25% were reducing substances. The mixture prepared in this way contains 0.80 kg NaCl and 2.1 kg Ca(HPO^), kg of soluble organic substances, mainly of a saccharide nature, i.e. approx. 0.15% Nad,
0,4 % CaíHPO^) a 8,3 % rozp. mono- a oligosacharidů.V přepočtu na sušinu připraveného krmivá je složení následující 42,76 % mono- a oligosacharidů rozp. ve vodě, 0,78 % NaCl, 2,04 % Ca(HPO4).0.4% Ca(HPO4) and 8.3% soluble mono- and oligosaccharides. The composition of the prepared feed, calculated on the dry matter, is as follows: 42.76% mono- and oligosaccharides soluble in water, 0.78% NaCl, 2.04% Ca( HPO4 ).
Příklad 4Example 4
125 kg drcených odzrněných kukuřičných palic (kukuřičných vřeten) s průměrnou vlhkostí 20 % hmot. bylo provlhčeno ve smaltovaném autoklávu 200 kg směsi kyselin, která byla připravena smísením 100 kg, 1,0% HCl a 100 kg 1,0% Η^ΡΟ4. Směs byla během 30 minut zahřátá na 130 °C a na této teplotě udržována dalších 90 minut. Po ochlazení na 80 °C bylo do husté kašovité směsi vmícháno postupně 4 kg 25% roztoku NaOH a 0,75 kg CatOH?), směs byla po vnesení veškerého CaíOHJg ještě 20 minut míchána a dosaženo pH 4,8. Podle analýzy obsahovala sušina připraveného krmivá 54,6 % mono- a oligosacharidů rozpustných ve vodě, 1,55 % NaCl a 1,35 % CaH(HPO)4 125 kg of crushed de-kerned corn cobs (corn spindles) with an average moisture content of 20% by weight were moistened in an enameled autoclave with 200 kg of an acid mixture prepared by mixing 100 kg, 1.0% HCl and 100 kg 1.0% Η^ΡΟ 4 . The mixture was heated to 130 °C within 30 minutes and maintained at this temperature for another 90 minutes. After cooling to 80 °C, 4 kg of a 25% NaOH solution and 0.75 kg of CaηOH? were gradually mixed into the thick slurry mixture. After all the CaηOHJg had been added, the mixture was stirred for another 20 minutes and a pH of 4.8 was reached. According to the analysis, the dry matter of the prepared feed contained 54.6% water-soluble mono- and oligosaccharides, 1.55% NaCl and 1.35% CaH(HPO) 4
Příklad 5Example 5
62,5 kg drcených očerněných kukuřičných palic s průměrným obsahem vlhkosti 20 % hmot. bylo mícháno a zahříváno k varu pod zpětným chladičem po dobu 5 hodin s 200 kg 2% HCl a 300 kg 2% H^PO4· Po ochlazení poměrně řídké kašovité směsi na 60 °C bylo přidáno 17,5 kg 25% roztoku NaOH a 6,2 kg jemně mletého vápence, pH směsi bylo 4,3.62.5 kg of crushed blackened corn cobs with an average moisture content of 20% by weight were stirred and heated to reflux for 5 hours with 200 kg of 2% HCl and 300 kg of 2% H^PO 4 · After cooling the relatively thin slurry mixture to 60 °C, 17.5 kg of 25% NaOH solution and 6.2 kg of finely ground limestone were added, the pH of the mixture was 4.3.
Ze sušiny kukuřičných vřeten přešlo do roztoku 55 % hmotnostních, z toho 32 % představují redukující sacharidy.55% by weight of the dry matter of corn cobs passed into the solution, of which 32% represented reducing carbohydrates.
čC
Směs obsahuje 4,89 % organických látek rozpustných ve vodě, z toho 2,84 % redukujících sacharidů, dále obsahuje 1,13 % NaCl a 1,48 % CaHP04·The mixture contains 4.89% of water-soluble organic substances, of which 2.84% are reducing carbohydrates, and also contains 1.13% NaCl and 1.48% CaHP0 4 ·
V sušině připravovaného krmivá to odpovídá 42,5 % mono- a oligosacharidů, 9,9 %In the dry matter of the prepared feed, this corresponds to 42.5% mono- and oligosaccharides, 9.9%
NaCl a 12,85 % CaHP04.NaCl and 12.85% CaHP0 4 .
Příklad 6Example 6
62,5 kg drcených odzrněných kukuřičných palic (kukuřičných vřeten) bylo smícháno s 250 kg vodného roztoku kyseliny fosforečné a chlorovodíkové s obsahem 0,84 % hmot.62.5 kg of crushed de-kerned corn cobs (corn cobs) were mixed with 250 kg of an aqueous solution of phosphoric acid and hydrochloric acid containing 0.84% by weight.
HC1 a 4,16 % H3PO4 (poměr HC1 : H^PO4 = 1 : 5). Směs byla zahřívána 5 hodin k varu (100 °C) a po zchlazení na 80 °C za míchání neutralizovaného 9,2 kg 2516 roztoku hydroxidu sodného a 7,86 kg Ca(0H)2, resp. 10,5 kg CaCO-j do pH 4,5.HCl and 4.16% H 3 PO 4 (ratio HCl : H^PO 4 = 1 : 5). The mixture was heated to boiling (100 °C) for 5 hours and after cooling to 80 °C with stirring neutralized 9.2 kg 2516 sodium hydroxide solution and 7.86 kg Ca(OH) 2 , respectively. 10.5 kg CaCO-j to pH 4.5.
Ze sušiny kukuřičných vřeten přešlo do roztoku 52 % hmot. z toho 27 56 jsou redukující sacharidy. Složení sušiny připraveného krmivá je pak následující: 36,35 % organických látek rozp. ve vodě (převážně mono- a oligosacharidy), 4,95 56 NaCl, 21,25 % CaHPO4, zbytek do 100 % je ve vodě nerozpustná část narušeného lignocelulózového komplexu.From the dry matter of corn cobs, 52% by weight passed into the solution, of which 27% are reducing carbohydrates. The composition of the dry matter of the prepared feed is then as follows: 36.35% organic substances dissolved in water (mainly mono- and oligosaccharides), 4.95% NaCl, 21.25% CaHPO 4 , the rest up to 100% is the water-insoluble part of the disrupted lignocellulose complex.
Příklad 7Example 7
62,5 drcených odzrněných kukuřičných palic s průměrnou vlhkostí 20 % hmot. bylo smícháno s 300 kg vodného roztoku kyselin s obsahem 0,65 % Η^Ρ04 a 3,25 % HC1 (poměr HC1.: Η3Ρθ4 je přibližně 1 : 0,2) směs byla zahřívána 4 hodiny k varu (tj. na 100 °C) pod zpětným chladičem ve smaltovaném kotli.62.5 crushed de-kerned corn cobs with an average moisture content of 20% by weight were mixed with 300 kg of an aqueous acid solution containing 0.65% H2PO4 and 3.25% HCl ( the ratio of HCl: H2PO4 is approximately 1:0.2). The mixture was heated to boiling (i.e. to 100 °C) under reflux in an enameled kettle for 4 hours.
Po uvedené době zahřívání bylo převedeno 57 % sušiny do vodorozpustné formy. Z tohoto podílu je 32 % redukujících látek. Reakční směs je pó samovolném ochlazení na 80 °C neutralizována 10,7 kg NaOH (přidává se 42,8 kg 25% roztoku hydroxidu sodného) a 1,5 kg práškovitého Ca(0H)2, přip. ve formě řídké vodné suspenze. Po neutralizaci je pH reakční směsi 4,8.After the specified heating time, 57% of the dry matter was converted into a water-soluble form. Of this proportion, 32% are reducing substances. After spontaneous cooling to 80 °C, the reaction mixture is neutralized with 10.7 kg of NaOH (42.8 kg of 25% sodium hydroxide solution is added) and 1.5 kg of powdered Ca(OH) 2 , optionally in the form of a thin aqueous suspension. After neutralization, the pH of the reaction mixture is 4.8.
Reakční aměs obsahuje 16,8 % sušiny, přičemž složení sušiny je 22,9 % NaCl, 3,95 % CaHPO4 a 41,71 % vodorozpustných organických látek převážně mono- a oligosacharidů.The reaction mixture contains 16.8% dry matter, with the dry matter composition being 22.9% NaCl, 3.95% CaHPO 4 and 41.71% water-soluble organic substances, mainly mono- and oligosaccharides.
Příklad 8Example 8
Drcené kukuřičné oklasky (1 váhový díl) se smísí s 2 váhovými díly, resp. 4 váhovými díly vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové a fosforečné. Obsah kyselin ve vodném roztoku jsou 2 56 hmot. a hmotnostní poměr Η^Ρ04 : HC1 je 3 : 1. V obou případech se přidaný vodný roztok prakticky vsákne do upravovaného materiálu. Směs se při teplotě okolí (12 až 16 °C) uchovává v polyetylenové nádobě (případně ji lze uskladnit v silážní jámě vyložené polyetylenovou nebo polypropylenovou fólií) po dobu šesti, devíti, dvanácti až patnácti týdnů.Crushed corn cobs (1 part by weight) are mixed with 2 parts by weight or 4 parts by weight of aqueous solutions of hydrochloric and phosphoric acids, respectively. The acid content in the aqueous solution is 2.56 wt. and the weight ratio of Η^Ρ0 4 : HC1 is 3 : 1. In both cases, the added aqueous solution is practically absorbed into the treated material. The mixture is stored at ambient temperature (12 to 16 °C) in a polyethylene container (or it can be stored in a silage pit lined with polyethylene or polypropylene foil) for six, nine, twelve to fifteen weeks.
Přítomné kyseliny brání fermentačním pochodům a napadeni plísněmi a narušují .1 lignocelulózový komplex, žiníněnou úpravou roste obsah ve vodě rozpustných organických látek i redukujících látek následovně:The acids present prevent fermentation processes and fungal attack and disrupt the lignocellulose complex. The resin treatment increases the content of water-soluble organic substances and reducing substances as follows:
A - rozpustné látky v přepočtu na suš. kukuřičných vřetenA - soluble substances calculated on dry corn cobs
B - redukující látky v přepočtu na suš. kukuřičných vřetenB - reducing substances calculated on dried corn cobs
Takto připravenou siláž lze přimíchat ke krmivu jako složku, čímž dojde ke sníženi kyselosti anebo se po suspendování ve vodě neutralizuje roztokem hydroxidu sodného a vápenným mlékem nebo uhličitanem vápenatým.The silage prepared in this way can be mixed with feed as an ingredient, thereby reducing acidity, or after being suspended in water, it can be neutralized with a solution of sodium hydroxide and milk of lime or calcium carbonate.
Příklad 9Example 9
500 kg drcených odzrněných kukuřičných palic (kukuřičných vřeten) 8 průměrným obsahem vlhkosti 20 % hmot. bylo umístěno do zemní jámy (zemního krechtu) vyloženého polypropylenovou folií.500 kg of crushed de-kerned corn cobs (corn cobs) with an average moisture content of 20% by weight were placed in an earth pit (earth pit) lined with polypropylene foil.
Materiál se ukládal v několika vrstvách a každá vrstva vždy byla provlhčena vodným roztokem kyselin chlorovodíkové a fosforečné. Celkem bylo použito 1 600 litrů vodného roztoku kyselin, toto množství se prakticky vsákne do silážovaného materiálu. Vodný roztok kyselin obsahoval 0,5 * hmot. HC1 a 1,5 % hmot. H3PO4· Siláž byla mírně upěchovdna překryta polypropylenovou fólií a analyzována po 4 měsících (listopad až únot). pH silážní směsi byla 1,8. Vysoké pH brání fermentačnlm pochodům a napadeni plísní. Analýzou řady vzorků z různých míst siláže byl zjištěn průměrný podíl hmotnosti sušiny, který přešel na látky rozpustné ve vodě a činí 15,7 %, z toho je 1,7 % redukujících látek.The material was stored in several layers and each layer was always moistened with an aqueous solution of hydrochloric and phosphoric acids. A total of 1,600 liters of aqueous acid solution were used, this amount is practically absorbed into the silage material. The aqueous acid solution contained 0.5 * wt. HCl and 1.5 wt. H 3 PO 4 · The silage was slightly compacted, covered with polypropylene film and analyzed after 4 months (November to February). The pH of the silage mixture was 1.8. The high pH prevents fermentation processes and fungal attack. By analyzing a number of samples from different parts of the silage, the average proportion of the dry matter weight that was converted to water-soluble substances was found to be 15.7%, of which 1.7% were reducing substances.
Takto připravenou siláž lze přimíchávat ke krmivu, čímž dojde ke snížení kyselosti, nebo je jí možné nentralizovat NaOH a Ca(OH)2·Silage prepared in this way can be mixed with feed, which will reduce acidity, or it can be neutralized with NaOH and Ca(OH) 2 .
Příklad 10Example 10
100 kg siláže z příkladu 9 se ve smaltovaném kotli míchá se 100 kg vodného roztoku kyselin chlorovodíkové a fosforečné. Obsah kyselin je 0,5 % hmot. HC1 a 1,5 % hmot.100 kg of silage from example 9 is mixed with 100 kg of aqueous solution of hydrochloric and phosphoric acids in an enameled boiler. The acid content is 0.5 wt. % HCl and 1.5 wt. % HCI.
H^PO^. 2a míchání se směs vaří 4 hodiny (při 100 °C) a po samovolném zchlazení na 80 °C se neutralizuje 0,965 kg NaOH a 2,00 kg Ca(0H)2.H^PO^. 2a stirring, the mixture is boiled for 4 hours (at 100 °C) and after spontaneous cooling to 80 °C, 0.965 kg of NaOH and 2.00 kg of Ca(OH) 2 are neutralized.
Takto připravené krmivo obsahuje 8,9 % rozpustných org. látek, z toho je 4,7 % redukujících látek, 0,27 % NaCl a 0,7 % CaHPO^. V přepočtu na sušinu připraveného krmivá je složení následující: 54,6 % látek rozp. ve vodě (především mono·» a óligosacharidy), 1,6½ NaCl a 4,2 % CaHPO^, zbytek do 100 % jsou ve vodě nerozpustná eelulózová vlákna a lignin.The feed prepared in this way contains 8.9% soluble organic substances, of which 4.7% are reducing substances, 0.27% NaCl and 0.7% CaHPO^. In terms of dry matter of the prepared feed, the composition is as follows: 54.6% water-soluble substances (mainly mono·» and oligosaccharides), 1.6½ NaCl and 4.2% CaHPO^, the rest up to 100% are water-insoluble cellulose fibers and lignin.
Význam postupů podle příkladů 9 a 10 spočívá především v tom, že kukuřičné vřetena (odzrněná kukuřičné palice), jejichž výskyt je sezónní, lze prakticky celoročně konzervovat formou Siláže (viz příklad 9); ze která se postupně ubírá materiál ke zpracování na jednorázovou krmnou dávku. Směs kyselin ke konzervování a k hydrolýze se s výhodou používá stejná.The importance of the procedures according to examples 9 and 10 lies primarily in the fact that corn cobs (de-kerned corn cobs), whose occurrence is seasonal, can be preserved practically all year round in the form of Silage (see example 9); from which the material for processing into a single feed ration is gradually removed. The mixture of acids for preservation and hydrolysis is preferably the same.
Uchovávání drcených kukuřičných vřeten formou uvedené siláže (příklad 9) je často výhodnější než konzervace sušením, které může být energeticky náročné. Bez sušeni, resp. silážovéní je vlhké drt kukuřičných vřeten snadno napadána plísněmi, což znehodnocuje výhhozí surovinu a může snižovat i kvalitu připravovaného energetického krmivá.Preservation of crushed corn cobs in the form of the above silage (example 9) is often more advantageous than preservation by drying, which can be energy-intensive. Without drying or ensiling, the moist crushed corn cobs are easily attacked by mold, which degrades the raw material and can also reduce the quality of the prepared energy feed.
Přikladli kg bukových pilin se smísí s 11 kg 2% roztoku kyseliny chlorovodíkové a 33 kg 2% roztoku kyseliny fosforečné. Směs se ve smaltovaném reaktoru zahřívá 4 hodiny k varu a neutralizuje 244 kg NaOH. Dále se doneutralizuje na pH 4,8 suspenzí hydroxidu vápenatého. Takto se získá směs obsahující 3,6 % rozpustných organických látek, z toho 2,1 % redukujících sacharidů. Ze sušiny bukových pilin přešlo ve formě rozpustných látek do roztokuFor example, 11 kg of beech sawdust are mixed with 11 kg of 2% hydrochloric acid solution and 33 kg of 2% phosphoric acid solution. The mixture is heated to boiling in an enameled reactor for 4 hours and neutralized with 244 kg of NaOH. It is further neutralized to pH 4.8 with a suspension of calcium hydroxide. This gives a mixture containing 3.6% of soluble organic substances, of which 2.1% are reducing carbohydrates. The dry matter of beech sawdust has passed into the solution in the form of soluble substances
19,5 % hmoty. Na 2-furankarbaldehyd se za těchto podmínek nepřeměnilo více než 0,10 % vzta ženo k sušině.19.5% by mass. Under these conditions, no more than 0.10% of the dry matter was converted to 2-furancarbaldehyde.
Příklad 12 kg pšeničné slámy se smísí s 1,1 kg 2% roztoku kyseliny chlorovodíkové a 3,3 kg 2% kyseliny fosforečné. Vodný roztok kyselin se více méně vsákne do předložené slámy. Směs se zahřívá 4 hodiny k varu a po této době analyzuje. Po uvedené reakSní době přejde 12,7 % organických látek vztaženo na sušinu slámy do vodného roztoku. Z toho 8,8 % představují redukující sacharidy a 0,47 $ je 2-furankarbaldehyd (furfural), což je přibližně čtyřikrát více než v případě kukuřičných oklesků nebo bukových pilin.Example 12 kg of wheat straw is mixed with 1.1 kg of a 2% hydrochloric acid solution and 3.3 kg of 2% phosphoric acid. The aqueous acid solution is more or less absorbed into the straw. The mixture is heated to boiling for 4 hours and analyzed after this time. After the specified reaction time, 12.7% of the organic substances, based on the dry matter of the straw, pass into the aqueous solution. Of this, 8.8% are reducing carbohydrates and 0.47% is 2-furancarbaldehyde (furfural), which is approximately four times more than in the case of corn cobs or beech sawdust.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS842841A CS240621B1 (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS842841A CS240621B1 (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS284184A1 CS284184A1 (en) | 1985-07-16 |
| CS240621B1 true CS240621B1 (en) | 1986-02-13 |
Family
ID=5366688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS842841A CS240621B1 (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS240621B1 (en) |
-
1984
- 1984-04-13 CS CS842841A patent/CS240621B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS284184A1 (en) | 1985-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Millett et al. | Pretreatments to enhance chemical, enzymatic, and microbiological attack of cellulosic materials | |
| US4017642A (en) | Process of making food for ruminant animals from wood and/or woody products | |
| US5705216A (en) | Production of hydrophobic fibers | |
| Han | Microbial utilization of straw (a review) | |
| Millett et al. | Modifying wood to increase its in vitro digestibility | |
| EP2333151A1 (en) | Novel method for processing lignocellulose containing material | |
| JPH0454681B2 (en) | ||
| PL123987B1 (en) | Process for preparing protein products | |
| JPS6221916B2 (en) | ||
| Lewis et al. | Alkaline hydrogen peroxide treatments of crop residues to increase ruminal dry matter disappearance in sacco | |
| CS240621B1 (en) | Method for preparing energy feed from hardly digestible lignocellulosic materials | |
| Satter et al. | Increasing the nutritive value of wood and forest products through chemical and physical treatments | |
| CA1127904A (en) | Cheap fodder | |
| Rolz et al. | Effects of some physical and chemical pretreatments on the composition, enzymatic hydrolysis and digestibility of lignocellulosic sugar cane residue | |
| Huffman et al. | Effects of alkali treatment and gamma irradiation on the chemical composition and in vitro rumen digestibility of certain species of wood | |
| JP2020010648A (en) | Ruminant feed molding and method for producing ruminant feed molding | |
| DK171961B1 (en) | silage Method | |
| SU854354A1 (en) | Method of obtaining feed from vegetable raw material | |
| US1155531A (en) | Stock food. | |
| JPH0236218B2 (en) | ||
| JPS60207553A (en) | Method for converting woody resource into roughage | |
| RU2094000C1 (en) | Method for processing wood waste | |
| RU2083132C1 (en) | Method of fodder making | |
| Stamm | Production of nutritive substances from inedible carbohydrates | |
| Haile | ADDIS ABABA UNIVERSITY SCHOOL OF GRADUATE STUDIES |