NO823723L - Fremgangsmaate ved fremstilling av et forkonsentrat for droevtyggere. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av et frittrislende, partikkelformig kraftfor-preparat for drøvtyggere, inneholdende nitrogen som carbamid, svovel som magnesiumsulfat og fosfor og spormineraler som vannoppløselige uorganiske forbindelser, nemlig salter.

For oppnåelse av proteinnæring kan drøvtyggere utnytte enkle nitrogenholdige forbindelser som f.eks. urea (carbamid), ammoniakk og ammoniumsalter, fordi de i varamen har en bakterie-flora som kan oppbygge bakterieprotein av disse stoffer, og dette bakterieprotein kan fordøyes av drøvtyggeren senere i mave-tarmkanalen. Dette forhold har stor betydning i kveg-bruket hvor man i stigende grad bruker carbamid, f.eks. sammen med hakket halm, i kraftforblandinger istedenfor soya-skrå eller andre oljekaker.

Hvis carbamid skal gi en vesentlig del av drøvtyggernes proteintilførsel, må det nødvendigvis avbalanseres med en rekke mineralnæringsstoffer som er nødvendige for bakterienes stoffskifte og derfor for deres evne til å omdanne nitrogenet i carbamid til protein. I bakterieproteinet inngår der direkte fosfor og svovel, og en rekke spormineraler er nød-vendige for å opprettholde bakterienes stoffskifte, så de kan oppbygge bakterieproteinet. De mineralstoffer som bør tilsettes ut over P og S, er Fe, Zn, Cu, Mn og Co. Forbind-elsene bør være oppløselige i vomvæske, hvilket i praksis betyr at de bør være vannoppløselige, da bakteriene kun kan oppta oppløste næringsstoffer.

I vommen spaltes carbamid hurtig til ammoniakk idet vomvæsken inneholder en urease. Store mengder ammoniakk er skadelig for dyret, og det er derfor viktig at bakteriene hurtig opptar denne ammoniakk og omdanner den til bakterieprotein. En forutsetning for dette er at alle de for bak-teriestoffskiftet nødvendige næringsstoffer er tilstede samtidig med carbamidet/ammoniakken og i hovedsak i det for bak-teriefloraen fysiologisk korrekte mengdeforhold; dette mengdeforhold er velkjent.

Da de forskjellige for bakteriene nødvendige nærings-komponenter bør være tilstede samtidig, må de i praksis også tilføres samtidig, f.eks. sammen med drøvtyggerforet eller med dyrets drikkevann. Dyret bør altså på en eller annen måte innta et forkonsentrat som er en blanding av carbamid og visse mineralnæringsstoffer.

Det har imidlertid vist seg at enkle blandinger av

disse stoffer gir store vanskeligheter, nemlig med hensyn til å holde blandingen med konstant sammensetning, slik at dyrene alltid får den ensartet sammensatte blanding som er en forutsetning for optimal utnyttelse av carbamidet.

De handelsvarer som kan brukes ved fremstilling av

slike enkle blandinger, er av meget uensartet partikkelstørr-else og til dels massefyll, og det er derfor vanskelig å opprettholde en ensartet blanding av dem under transport og under innblanding i andre f6rstoffkomponenter, f.eks. halm. Carbamid forhandles for det meste som såkalte priller, dvs. tilnærmelsesvis kulerunde partikler med en diameter på

1-3 mm. Da mikromineraler som forbindelser av Fe, Mn og Cu bare inngår i forblandinger i mengder av størrelsesorden 19-50 ppm hver, vil de efter sakens natur forekomme i finkornet form for overhodet å kunne fordeles i foret. En blanding av carbamid og slike finpulveriserte bestanddeler vil således lett skilles ad under transport, herunder ved sammenblanding med grovforkomponenter.

Adskillelsesproblemet kan ikke løses ved formaling av carbamidet til pulver med partikkelstørrelse tilnærmelsesvis som mikromineralene, for derved går carbamidets egenskaper som frittrislende materiale tapt, og det kan dessuten ikke oppbevares i silo eller i løs tilstand på annen måte uten stor risiko for sammenbakning. Selv når det lykkes å oppnå

en noenlunde akseptabel sammenblanding av carbamid med de andre stoffer, er separeringstendensen høy, og den forøkes av de tradisjonelt anvendte transportmetoder i løs vekt i tank-vogner. Internt på virksomheter, f.eks. hvor kraftforbland-ingen med carbamid skal innblandes i hakket halm eller annet grovf6r, skjer transporten til innblandingsaggregatet ofte ad pneumatisk vei, og selve innblandingen foregår også ofte ved innblåsning.

Ved disse metoder er separeringstendensen stor. Av flere grunner, bl.a. på grunn av carbamidets hygroskopisitet, er det dessuten vanskelig å oppnå en ensartet innblanding i grovforet; innholdet av carbamid i den ferdige forblanding til direkte anvendelse kan lett svinge med 10% eller mer, slik at det risikeres at noen kyr får for liten rasjon av carbamid og dermed protein, hvilket vil være til stor skade for f.eks. deres melkeydelse; mens andre kyr får for meget carbamid og dermed protein, hvilket er uøkonomisk.

Det er derfor et nærliggende ønske å granulere carbamidet sammen med de øvrige nevnte næringsstoffer. Det har imidlertid ikke tidligere lykkes å finne noen på en gang til-fredsstillende og økonomisk akseptabel granuleringsmetode.

Ved fremstilling av granulater anvender man typisk en granuleringsvæske inneholdende et bindemiddel. Granuleringsvæsken kan være et organisk oppløsningsmiddel, men dels vil slike i seg selv fordyre produktet i prohibitiv grad, dels vil det være vanskelig å fjerne det i fornøden utstrekning. Granuleringsvæsken kan også være vann og bindemidlet i så fall typisk stivelse eller andre polymere forbindelser som carboxymethylcellulose eller et salt derav eller polyvinyl-pyrrolidon. Imidlertid er fortjenestemarginen ved kveghold så liten at et f6rkonsentrat basert på carbamid og mikronæringsstoffer som beskrevet, ikke kan bære omkostningene til bindemidlet og den påfølgende tørring av granulatet.

Det har imidlertid nu vist seg at magnesiumsulfat og carbamid sammen har egenskaper som gjør det mulig å tilveie-bringe et brukbart granulat med konstant sammensetning og frittrislende egenskaper i fornøden grad ved en granuleringsmetode som kun forutsetter enkel oppvarmning uten tilsetning av granuleringsvæske.

Anvender man den alminnelige handelsvare magnesium-sulf at-heptahydrat sammen med carbamid, et passende fosfat og passende mikromineraler, kan man danne et granulat av alle komponentene ved enkel oppvarmning til ca. 40°C. Ved oppvarmningen blir blandingen noe klebrig, får en konsistens som minner om tøsne, og kornene kitter seg sammen til en masse av konsistens som svakt fuktig farin ("puddersukker"). Ved avkjøling svinner denne karakter, og blandingen blir til et frittrislende granulat under bevarelse av de agglomererte partikler i hovedsaken intakte, og med en meget liten mengde fine partikler; blandingen bør holdes i bevegelse inntil avkjølingsprosessen er avsluttet.

Imidlertid har det vist seg at en slik blanding ikke er lagringsbestandig. Den har en uttalt tendens til å bake sammen under dannelse av større aggregater ved værelsetemp-eratur i løpet av 1-3 måneder og betraktelig hurtigere ved høyere temperatur, f.eks. 30-40°C. Slike høyere temperaturer kan forekomme på varme sommerdager i tempererte klimaer, og kan lett forekomme i subtropiske og tropiske strøk.

Det har imidlertid overraskende vist seg at denne sammenbakningstendens ved relativt lave temperaturer kan unngås ved at der istedenfor heptahydratet anvendes vannfritt magnesiumsulfat erholdt ved kalsinering av kiseritt (som er MgSO^.H^O, altså et monohydrat) sammen med et anti-sammenbakningsmiddel, idet oppvarmningstemperaturen ved granuler-ingen så skal være noe høyere.

I overensstemmelse med dette er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsenkarakterisert vedat carbamid, fosfor- og spormineralstoffene og vannfritt magnesiumsulfat i form av kalsinert kiseritt sammenblandes og oppvarmes til en temperatur mellom 70° og 95°C, idet der før eller under oppvarmningen til den nevnte temperatur tilsettes et for vomfloraen og drøvtyggeren uskadelig anti-sammenbakningsmiddel, hvor-efter blandingen holdes på nevnte temperatur på 70-95°C i tilstrekkelig tid til å gjøre den kohesiv og derpå avkjøles.

Det har vist seg at det efter avkjølingen foreliggende granulat er frittrislende og helt ensartet uten nevneverdig mengde fine partikler og derfor ikke har noen separeringstendens. Det er stabilt ved temperaturer helt opp til 60°C

i lange perioder, og det kan tåle vindsiktning, pneumatisk transport og andre normalt forekommende behandlinger uten å undergå forandringer.

Det skal bemerkes at der fra tysk patentskrift

nr. 2141003 er kjent et kornet tilskuddsfor,for drøvtyggere som består av carbamid eller annet nitrogenholdig ikke-prote-inmateriale, fosfat, NaCl, vannfritt Na2S04, dobbeltcarbonat av Ca og Mg, svovel og sporelementer. Det angis å være

lagringsstabilt og fremstilles ved at komponentene, herunder 2-15% NaCl, ved 55-70°C blandes sammen med en tilstrekkelig vannmengde til dannelse av en forstøvbar og rislingsdyktig masse, som derpå granuleres på kjent vis, fortrinnsvis forstøvningstørring, ved ikke nærmere angitt temperatur. Blandingen inneholder ikke magnesiumsulfat.

Det er ikke opplyst om det ferdige produkt også er lagringsstabilt ved høyere temperaturer, og den til vannfordamp-ningen under forstøvningstørringen nødvendige energimengde vil være prohibitivt omkostningskrevende, i det minste under de for tiden i fellesmarkedlandene kunstig fremkalte høye priser på f6rstoffer.

I det tyske patentskrift anføres det som en fordel at tilstedeværelsen av Mg som dobbeltcarbonat med kalsium for-hindrer omdannelse til magnesiumsulfat, idet dette stoff ville øke produktets hygroskopisitet betraktelig. Ved foreliggende oppfinnelse unngås denne hygroskopisitet ved anvendelse av kalsinert kiseritt, og vann brukes ikke ved fremstillingen, hvorved de prohibitive omkostninger til avdamp-ning av dette unngås.

Fra US patentskrift 4283423 er kjent en fremgangsmåte ved fremstilling av et f6rkonsentrat inneholdende carbamid i granulær, i hovedsaken frittrislende form ved at man efter tørrblanding av carbamid med minst ca. 10% kalsiumsulfat-hemihydrat eller anhydritt kompakterer denne blanding ved 71-107°C og derpå knuser produktet til ønsket partikkel-størrelse. Patentskriftet omtaler ikke tilsetning av magnesiumsulfat i noen form, den beskrevne fremstilling er ikke en granuleringsprosess, og det er bare generelt opplyst at produktet er lagringsstabilt, og ikke om det er det ved høyere temperaturer.

Det er ifølge foreliggende oppfinnelse nødvendig å opp-varme blandingen til ca. 80°C for å oppnå den nødvendige agglomerering av partiklene av de enkelte komponenter. Over-skrides på den annen side en maksimaltemperatur på 86-95°C under granulering, blir blandingen så klebrig og vedhengende at den "brenner" fast til blandekarets sider. Kommer man nær innpå maksimaltemperaturen, blir granulatet absolutt ensartet

og separerer slett ikke, f.eks. ved vindsiktning.

Som vannfritt magnesiumsulfat brukes kalsinert kiseritt, som er den mest vanlig forekommende type vannfritt magnesiumsulfat og inneholder ca. 98% MgS04.

Som carbamid kan brukes vanlig teknisk carbamid, normalt som ovennevnte priller, men det er ikke noe til hinder for å anvende andre former.

I preparatet kan det i og for seg brukes en hvilken som helst fosforforbindelse som er i det minste delvis oppløselig i vann (eller vomvæske) og som kan utnyttes av vommens bak-terier, såfremt den ikke inneholder elementer som er skade-lige for bakteriene eller vertsdyret. Fortrinnsvis brukes et vannoppløselig fosfatsalt med en passende kation, fortrinnsvis en sådan som leverer ett eller flere av de for bakteriene nyttige stoffer i tillegg til fosfor. Da de fleste fosfater imidlertid er meget tungtoppløselige, anvendes ifølge oppfinnelsen særlig hensiktsmessig monoammoniumfosfat, som dels er lettoppløselig, dels har den fordel at det bidrar til nitrogenforsyningen av vombakteriene. Brukes dette fosfat, må mengden av carbamid justeres under hensyn til dets tilstedeværelse, så avbalanseringen av det for bakteriene tilgjengelige nitrogen med mineralnærings-komponentene skjer under hensyn til nitrogeninnholdet i fos-fatet.

Av mineralnæringsstoffene vil Mg og S komme til å forefinnes i tilstrekkelig mengde i kraft av det kalsinerte kiseritts tilstedeværelse. Hva angår spormineraler har det vist seg at det er tilstrekkelig at Fe, Zn, Cu, Mn og Co er tilstede. Da de skal være tilstede i oppløselig form, vil de alltid bli tilført som salter, normalt som sulfater med eller uten krystallvann; oftest foretrekkes det å bruke disse salter som deres normalt forekommende former, dvs. som for sinksulfåtets vedkommende med 7 mol krystallvann, for de øvriges uten. Spormetallenes oxygeringstrinn (valens) synes betydningsløst.

Et tilstrebet mengdeforhold mellom nitrogen (N), fosfor (P) og svovel (S) er forholdet N:P:S 10:2:1, men noen varia-sjon er mulig av hensyn til de forstoffer som forøvrig an-

vendes.

En passende sammensetning av næringsstoffene er, idet det sees bort fra anti-sammenbakningsmidlet og mikronærings-stoffene, 22-40%, fortrinnsvis ca. 30% nitrogen, 3-9% og fortrinnsvis ca. 6% fosfor og 1-6%, fortrinnsvis ca. 3% svovel, idet prosentene er vekt% av de N-, P- og S-holdige næringsstoffer i f6rkonsentratet.

Et slikt mengdeforhold kan oppnåes med en blanding som inneholder 57% carbamid, 24% monoammoniumfosfat, 10% kalsinert kiseritt, 4% mikromineralblanding (med sammensetning 25% jernsulfat, 25% sinksulfat, 5% kobbersulfat, 20% mangansulfat, 23% natriumklorid og 2% koboltsulfat), 0,02% A/D-vitamin, 0,1% E-vitamin og 4,88% anti-sammenbakningsmiddel; hvor alle prosenter er vektprosent. Denne blanding inneholder 28,8% nitrogen, 5,7% fosfor og 2,6% svovel eller, beregnet bare på innholdet av carbamid, monoammoniumfosfat og kalsinert kiseritt 31,6% nitrogen, 6,3% fosfor og 2,8% svovel, svarende til forholdet 10:2:0,9.

Som anti-sammenbakningsmiddel kan brukes et hvilket som helst av de vanlige som fødemiddeladditiv anvendte anti-sammenbakningsmidler, bare det er uskadelig for vomfloraen. Der kan i og for seg godt brukes et anti-sammenbakningsmiddel som bidrar til vomfloraens mineralernæring, men da fremstillingen av preparatet blir billigst ved anvendelse av standardblandinger av spormineraler, og da en sammensetning av ovennevnte er en standardblanding, er det mest hensiktsmessig hvis anti-sammenbakningsmidlet er inért i forhold til vomfloraens mineralnæringsbehov. Det er derimot betydnings-løst om anti-sammenbakningsmidlet kan bidra til vomfloraens carbonernæring. I og for seg kunne anti-sammenbakningsmidlet godt bidra til mikroorganismenes nitrogenernæring, bare blandingens øvrige komponenter avpasses under hensyn til dette.

Som eksempler på egnede anti-sammenbakningsmidler kan særlig nevnes kalsiumaluminiumsilikater, tribasisk kalsium-fosfat (i hvilket tilfelle mengden av monoammoniumfosfat må avpasses under hensyn til dette), kalsiumsilikat og natrium-aluminiumsilikat. Særlig hensiktsmessig kan ifølge oppfinn- eisen anti-sammenbakningsmidlet være i alt vesentlig uopp-løselig i vann og vomvæske, og som eksempler på slike midler kan nevnes forskjellige former for siliciumdioxyd, f.eks. i form av en passende form for diatoméjord. Ifølge oppfinnelsen foretrekkes i særlig grad perlitt som anti-sammenbakningsmiddel .

Mengden av anti-sammenbakningsmidlet kan i avhengighet av kornstørrelsen variere innen forholdsvis vide grenser, f.eks. mellom 1 og 10 vekt% av hele forkonsentratets vekt.

I alminnelighet har det ifølge oppfinnelsen vist seg at en mengde på ca. 5% av hele konsentratvekten er passende.

Det har vist seg at i det minste en del av anti-sammenbakningsmidlet, minst ca. 20% av hele vekten av anti-sammenbakningsmidlet, bør tilsettes til blandingen av de øvrige bestanddeler før eller senest under oppvarmningen til ca. 80°C, mens resten kan tilsettes mens blandingen holdes på denne temperatur, men bør være til stede innen avkjølingen finner sted. Det er også mulig å tilsette hele mengden av anti-sammenbakningsmidlet før eller under oppvarmningen.

Det er mest hensiktsmessig å foreta avkjølingen forholdsvis hurtig, i det minste inntil temperaturen er under ca. 60°C, for helt sikkert å unngå sammenbakning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal i det følgende belyses nærmere ved et utførelseseksempel.

Eksempel

580 g carbamid, 240 g monoammoniumfosfat, 100 g kalsinert kiseritt, 40 g mikromineralblanding (bestående av 25% jernsulfat, 23% sinksulfat, 5% kobbersulfat, 20% mangansulfat, 2% koboltsulfat og 25% natriumklorid) og 10 g perlitt

(Dicalite 438) ble anbrakt i en plogskjærblander ("Lodige", type M) og ble sammenblandet grundig under oppvarmning til ca. 82°C inntil blandingen var blitt kohesiv; hvilket tok ca. 15 minutter. Derefter ble der tilsatt ytterligere 40 g perlitt (Dicalite 438), og efter gjennomblanding i noen få minutter ble blandingen avtappet i varm tilstand og avkjølt på bakker.

Kornstørrelsefordelingen var, bestemt ved sikteanalyse:

For bedømmelse av produktets anvendelighet ble det anbrakt i et varmeskap ved 60°C i 2 døgn og oppviste herved ingen klumpnings- eller sammenbakningstendens.

Til sammenligning ble det fremstilt et lignende produkt, og med samme .sammensetning, men på den måte at hele mengden av perlitt, som virker som særlig anti-sammenbakningsmiddel, ble tilsatt efter at blandingen hadde nådd temperaturen ca. 82°C og var blitt kohesiv. Dette produkt viste efter avkjøling en svak klumpningstendens ved anbringelse i varmeskap ved 62°C. Kornstørrelsefordelingen var omtrent som angitt ovenfor.

Til ytterligere sammenligning ble det på tilsvarende måte fremstilt - med samlet tilsetning av perlitt efter at maksimumstemperaturen var nådd og blandingen var blitt kohesiv - et lignende preparat, hvis sammensetning bare avvek fra de to foregående ved at de 100 g kalsinert kiseritt var erstattet med 200 g MgSO^.Vi^O. Her ble det bare opp-varmet til 45°C, idet blandingen lett ble kohesiv allerede ved den temperatur. Ved forsøk med oppbevaring av det av-kjølte produkt i varmeskap ved 60°C oppviste det sterk klumpningstendens. Kornstørrelsefordelingen var omtrent som ovenfor.

Til sammenligning ble det også fremstilt et produkt som førstnevnte, men med anvendelse av ukalsinert kiseritt (MgS0^.H20) istedenfor kalsinert kiseritt, og forøvrig på samme måte. Den ukalsinerte kiseritt er meget tungtoppløse-lig, og blandingen dannet ikke granulat under fremstillingen, men forble et blandingspulver som ikke oppviste sammenbakningstendens.

Endelig ble det til sammenligning fremstilt et produkt som avvek fra det førstnevnte ved slett ikke å inneholde noen anti-sammenbakningsmiddel, men hvor magnesiumsulfatet som foreskrevet i henhold til oppfinnelsen, ble anvendt som kalsinert kiseritt. Dette produkt oppviste sterk sammenbakningstendens. Kornstørrelsefordelingen var omtrent som ovenfor.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det fremstilles et granulat til anvendelse som kraftfortilskudd til drøvtyggere og som er lagringsstabilt i lang tid, selv i varme klimaer, og som kan tåle robuste transportforhold, f.eks. i tankvogn eller ad pneumatisk vei. Produktet bevarer konstant sammensetning og kan innblåses i grovf6r, f.eks. hakket halm eller høy, og fordeles jevnt i dette uten separeringstendens. Produktet kan derfor fremstilles industrielt og innblandes i det endelige for på de enkelte landbruksbedrifter.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et kraftf6rpreparat for drøvtyggere, inneholdende nitrogen som carbamid, svovel som magnesiumsulfat, og fosfor og spormineraler som i vom-væskeoppløselige uorganiske forbindelser, fortrinnsvis salter,karakterisert vedat carbamid, fosfor- og spormineralforbindelsene og magnesiumsulfat i form av kalsinert kiseritt sammenblandes og oppvarmes til en temperatur mellom 70° og 95°C, idet der før eller under oppvarmningen til nevnte temperatur tilsettes et for vomfloraen og drøvtyggeren uskadelig anti-sammenbakningsmiddel, hvor-efter blandingen holdes i bevegelse på. nevnte temperatur på 70-95°C i tilstrekkelig lang tid til å gjøre den kohesiv og derpå avkjøles.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bare en del av anti-sammenbakningsmidlet tilsettes på nevnte tidspunkt og resten av den ønskede mengde derav tilsettes under omrøring når blandingen er blitt kohesiv.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat der brukes et anti-sammenbakningsmiddel som er inert i forhold til vomfloraens mineralnæringsbehov.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat der som anti-sammenbakningsmiddel brukes et som er i det vesentlige uoppløselig i vann og vomvæske.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert vedat der som anti-sammenbakningsmiddel brukes perlitt.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat der som fosforforbindelse brukes monoammoniumfosfat.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6,karakterisert vedat blandingen oppvarmes til en temperatur mellom 78° og 88°C.