DK147222B - PROCEDURE FOR INCREASING THE NUTRITIONAL VALUE OF LIGNOCELLULOUS MATERIAL - Google Patents

Description

147222 i147222 i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til forøgelse af næringsværdien af lignocelluloseholdigt materiale, såsom halmstrå, ved behandling med en alkalisk væske og efterfølgende neutralisering med en sur væske i et lukket system under cirkulation af behandlingsvæskerne.The present invention relates to a process for increasing the nutritional value of lignocellulosic material, such as straw, by treatment with an alkaline liquid and subsequently neutralizing with an acidic liquid in a closed system while circulating the treatment fluids.

Ved halmstrå forstås der sædvanligvis det halmstrå, der er tilbage efter tærskning af moden afgrøde. Halmstrået kan anvendes som foder til drøvtyggere, men dets næringsværdi er lav på grund af en temmelig omfattende lignifikation, dvs. cellulosen er indesluttet i lignin. Ligninet indkapsler cellulosen og forhindrer de cellulosenedbrydende enzymer i vommens mikroorganismer 2 147222 i at virke. I denne form består halmstrås væsentligste værdi i, at det giver fodermassen en egnet struktur for drøvtyggere og derved fremmer normal maveaktivitet, der igen påvirker foderomdannelses-evnen og derved også produktionsøkonomien.Straw straw is usually understood to mean the straw that is left after the ripening of the mature crop. The straw can be used as fodder for ruminants, but its nutritional value is low due to a fairly extensive lignification, ie. the cellulose is enclosed in lignin. The lignin encapsulates the cellulose and prevents the cellulose-degrading enzymes in the rumen microorganisms from functioning. In this form, the most important value of straw is that it provides the fodder mass with a suitable structure for ruminants, thereby promoting normal stomach activity, which in turn affects the feed conversion capacity and thereby also the production economy.

I nedenstående tabel gengives en analyse for forskellige typer halmstrå.The table below shows an analysis for different types of straw.

Plantetype Askeindhold Lignin Cellulose Pentosaner % % % %Plant type Ash content Lignin Cellulose Pentosans%%%%

Byghalm 4 14 35 28Barley straw 4 14 35 28

Havrehalm 5 15 37 29Oat straw 5 15 37 29

Hvedehalm 3 17 39 29Wheat straw 3 17 39 29

Rughalm 4 18 40 27Backbone 4 18 40 27

Kun en brøkdel af ovennævnte næringsstoffer kan udnyttes af kvæg. Dette resulterer i, at halmstrå kun har begrænsede anvendelsesmuligheder. Primært gives halmstrå til drøvtyggere, der er i vækst og er lavtydende, idet halmstrået kan dække en del af de behov, som sådanne dyr har, hvorimod dets indhold af næringsstoffer er utilstrækkeligt. Derfor anses halmstrå i vore dage hovedsagelig for at være et affaldsprodukt, og det er gængs praksis at afbrænde det på markerne eller pløje det ned i jorden. Afbrænding er uheldig ikke blot ud fra det synspunkt, at der går enorme foderværdier til spilde, men også på grund af, at den stærke røgdannelse er ubehagelig set ud fra et miljømæssigt synspunkt, og endvidere fordi der foreligger en betydelig brandfare. Det er således yderst ønskeligt at udvinde denne foderreserve, der findes i enorme mængder i hele verden.Only a fraction of the above nutrients can be utilized by cattle. This results in straw that has only limited use. Primarily, straw is given to ruminants that are growing and low-yielding, as the straw can cover some of the needs of such animals, while its nutrient content is insufficient. Therefore, straw in our day is considered to be mainly a waste product, and it is common practice to burn it in the fields or plow it into the ground. Burning is unfortunate not only from the point of view that huge feed values are being wasted, but also because the strong smoke formation is unpleasant from an environmental point of view and also because there is a considerable fire hazard. Thus, it is highly desirable to extract this feed reserve, which is found in huge quantities worldwide.

For at kunne afdække cellulosen må man nedbryde eller i det mindste frembringe åbninger i ligninet, således at de cellulosenedbrydende enzymer i vommens mikroorganismer har mulighed for at påvirke cellulosen. Det er kendt, at en løsning kan opnås ved behandling med forskellige kemikalier, såsom natriumhydroxid, ammoniak, natriumsulfid osv. Der anvendes for det meste natriumhydroxid, da det er relativt billigt og ligeledes særdeles effektivt. Herved kan fodercellulosen med høj næringsværdi afdækkes, hvilket gør det behandlede halmstrå velegnet til at udgøre en del af det samlede foder for høj- 3 U7222 producerende drøvtyggere, dvs. dyr, der har et stort forbrug med henblik på produktionskapacitet. De faktorer, der er betydningsfulde for resultatet af en alkalibehandling af halmstrå, er primært koncentrationen af alkali, tryk, temperatur og reaktionstid.In order to detect the cellulose, one must break down or at least create openings in the lignin, so that the cellulose-degrading enzymes in the microorganisms of the rumen have the potential to affect the cellulose. It is known that a solution can be obtained by treatment with various chemicals, such as sodium hydroxide, ammonia, sodium sulfide, etc. Mostly sodium hydroxide is used as it is relatively inexpensive and also extremely effective. In this way, the high nutritional value of cellulose feed can be hedged, which makes the treated straw straw suitable to form part of the total feed for high ruminants, ie. animals having a high consumption for production capacity. The factors that are important for the result of an straw treatment alkali are primarily the concentration of alkali, pressure, temperature and reaction time.

Fremgangsmåder til alkalibehandling af halmstrå var allerede kendte i begyndelsen af det 20. århundrede, og man har forsøgt forskellige systemer med skiftende succes. De hidtil kendte fremgangsmåder har haft det fælles træk, at de alle har ulemper i form af dannelse af affaldsopløsninger, der er vanskelige at håndtere, samt at der må bruges store mængder alkaliske og sure opløsninger til tilvejebringelse af en effektiv behandling.Methods of straw straw alkali treatment were already known in the early 20th century, and various systems have been tried with varying success. The known methods have known in common that they all have disadvantages in the form of difficult-to-handle waste solutions and that large amounts of alkaline and acidic solutions must be used to provide effective treatment.

Fra SE fremlæggelsesskrift nr. 388.111 og DK-ans. nr.From SE presentation no. 388,111 and DK-ans. no.

3039/75 kendes en fremgangsmåde til forøgelse af næringsværdien i halm ved alkalibehandling og efterfølgende neutralisering med syre i et lukket system under cirkulation af behandlingsvæskerne.3039/75 discloses a method of increasing the nutritional value in straw by alkali treatment and subsequent neutralization with acid in a closed system while circulating the treatment fluids.

I forbindelse med denne fremgangsmåde og som angivet ovenfor er dannelsen af remanens- eller affaldsopløsninger et velkendt problem. Af naturlige årsager er det ønskeligt at holde volumenet af remanensopløsninger så lille som muligt, hvorved tilbagebleven udtømt alkalisk opløsning uden større tab kan få lov til at blive i systemet og dér neutraliseres med syreopløsningen og således elimineres. Imidlertid er det i praksis også ved denne fremgangsmåde forbundet med store vanskeligheder at reducere mængderne af remanensopløsning til et minimum, da halmstrås absorptionsevne varierer inden for relativt vide grænser. Således afhænger denne absorptionsevne bl.a. af følgende faktorer: fugtindhold, typen af halmstrå, kvaliteten af halmstrå, presningsgrad og vægtsvingninger. På denne baggrund er det følgelig nødvendigt at afmåle mængden af opløsninger på en sådan måde, at den svarer til den maksimale absorptionsevne, idet der tages behørigt hensyn til nævnte faktorer. Dette betyder naturligvis, at mængderne af remanensopløsninger varierer meget afhængigt af det behandlede halmstrås beskaffenhed. Det er således ikke altid muligt at opnå små volumener remanensopløsning, der i praksis er Ønskeligt, for ikke at sige nødvendigt, med henblik på økonomisk drift, og det kan ved 4 147222 den kendte fremgangsmåde være nødvendigt at tilsætte et op til 50%'s overskud af væske i sammenligning med den mindste mængde, der kan være aktuel.In connection with this process and as indicated above, the formation of residue or waste solutions is a well-known problem. For natural reasons, it is desirable to keep the volume of residual solutions as small as possible, whereby residual depleted alkaline solution without major loss can be allowed to remain in the system and there neutralized with the acid solution and thus eliminated. However, in practice this method also involves great difficulties in reducing the amounts of residual solution to a minimum, as the absorption capacity of straw is varied within relatively wide limits. Thus, this absorbency depends, inter alia, on of the following factors: moisture content, type of straw, quality of straw, degree of pressure and weight fluctuations. Accordingly, it is therefore necessary to measure the amount of solutions in such a way that it corresponds to the maximum absorbency, taking due account of said factors. Of course, this means that the amounts of residue solutions vary greatly depending on the nature of the straw being treated. Thus, it is not always possible to obtain small volumes of residual solution which are desirable in practice, not to say necessary, for economic operation, and it may be necessary to add up to 50% of the known process in the known process. excess fluid in comparison to the smallest amount that may be current.

Det er den foreliggende opfindelses formål at minimere væskevolumenerne, der cirkuleres, og tilpasse det tilførte væskevolumen efter variationerne i halmvægt og opsugningsevne som følge af halmens type og kvalitet.It is an object of the present invention to minimize the volumes of liquid circulated and to adjust the volume of fluid supplied to the variations in straw weight and absorbency due to the type and quality of the straw.

Opfindelsen angår således en fremgangsmåde til forøgelse af næringsværdien af lignocelluloseholdigt materiale ved behandling med en alkalisk væske og efterfølgende neutralisering med sur væske i et lukket system under cirkulation af behandlingsvæskerne, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at den alkaliske væske tilføres med en hastighed, der hovedsagelig svarer til det lignocelluloseholdige materiales væskeabsorption, inden for en begrænset zone, fortrinsvis som et tæppe, der strækker sig tværs over massen, idet dette tæppe bevæges fra den ene ende af massen til den anden ende af massen mindst én gang, og den sure væske tilsættes under cirkulationen af remanensopløsningen fra behandlingen med alkalisk væske med en sådan hastighed, at den fremstillede opløsnings pH-værdi langsomt sænkes til en pH-værdi ikke under 7.The invention thus relates to a process for increasing the nutritional value of lignocellulosic material by treating with an alkaline liquid and subsequently neutralizing it with acidic liquid in a closed system while circulating the treatment liquids, which process is characterized in that the alkaline liquid is supplied at a rate which corresponds to the liquid absorption of the lignocellulosic material within a restricted zone, preferably as a blanket extending across the pulp, moving the blanket from one end of the pulp to the other end of the pulp at least once and adding the acidic liquid during the circulation of the residual solution from the treatment with alkaline liquid at such a rate that the pH of the prepared solution is slowly lowered to a pH not less than 7.

Når en masse af lignocelluloseholdigt materiale, f.eks. halmstrå, sprøjtes ovenfra med en alkalisk væske inden for en afgrænset zone, der bevæges henover massens hele øvre overflade, således som det er tilfældet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, bliver alkalibehandlingen overraskende mere effektiv, end hvis sprøjtningen foregår samtidigt over hele overfladen. Det kunne navnlig forventes, at sprøjtning af massen over hele den øvre overflade i en bestemt tidsperiode og med en bestemt mængde alkalisk væske pr. tidsenhed stort set ville resultere i den samme behandlingseffekt, som der opnås ved sprøjtning af massen ifølge den foreliggende opfindelse under anvendelse af den samme totale sprøjtetid og den samme totale mængde tilført væske.When a mass of lignocellulosic material, e.g. straw, sprayed from above with an alkaline liquid within a defined zone which is moved over the entire upper surface of the pulp, as is the case with the method of the invention, surprisingly the alkali treatment becomes more effective than if the spraying is carried out simultaneously over the entire surface. In particular, it could be expected that spraying of the pulp over the entire upper surface for a specified period of time and with a certain amount of alkaline liquid per day is achieved. time unit would substantially result in the same treatment effect obtained by spraying the pulp of the present invention using the same total spray time and the same total amount of liquid applied.

Dette er imidlertid ikke tilfældet, og man har endnu ikke fundet nogen endelig forklaring herpå. Denne overraskende effektkombina-tion med den omhandlede regulerede tilsætning af alkalisk eller 5 147222 sur vaske 1 takt med det lignocelluloseholdige materiales væskeabsorption, gør det muligt at holde mængden af remanensopløsninger og af cirkulerede opløsningsvolumener på et minimum.However, this is not the case and no definitive explanation has yet been found. This surprising combination of effects with the subjected controlled addition of alkaline or acidic wash with the liquid absorption of the lignocellulosic material allows the amount of residual solutions and of circulated solution volumes to be minimized.

Minimeringen af restopløsningsvolumenet og af opløsnings volximenerne, der cirkuleres, ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse giver følgende fordele i forbindelse med en cirkulations-ludbehandling af halm i forhold til den ovenfor omtalte kendte teknik: a) den gennemsnitlige alkalikoncentration og dermed reaktionshastigheden bliver maksimal, b) ludøkonomien forbedres i systemer, hvor restluden neutraliseres, c) ludøkonomien forbedres ved, at der går en mindre ludmængde til at opnå en vis effekt (pga. koncentrationsafhængigheden) , og d) overføringen af løst organisk materiale, som indeholder pufrende komponenter, til næste ludbehandlingscyklus minimeres, hvilket begunstiger ludbehandlingsreaktionen.The minimization of the residual solution volume and of the dissolution volumes circulated by the method of the present invention provides the following advantages in connection with a straw liquefaction treatment of the prior art: a) the average alkali concentration and thus the reaction rate becomes maximum; b (c) the liquor economy is improved by a smaller amount of liquor to achieve some effect (due to concentration dependence), and (d) the transfer of dissolved organic matter containing buffering components to the next. liquefaction cycle is minimized, favoring the liquefaction reaction.

Ved en foretrukket udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilsættes de alkaliske og sure opløsninger i form af koncentrater, og det nødvendige vand til fortynding tilsættes separat med en hastighed, der svarer til det ligno-celluloseholdige materiales væskeabsorption.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the alkaline and acidic solutions are added in the form of concentrates and the necessary water for dilution is added separately at a rate corresponding to the liquid absorption of the lignocellulosic material.

I praksis kan væsketilførslen i overensstemmelse med det lignocelluloseholdige materiales væskeabsorption yderst let tilvejebringes ved opsamling af væske udtømt fra det lignocelluloseholdige materiale til et niveau, der ligger under det lig- -nocelluloseholdige materiale, idet niveauet af den opsamlede væske i alt væsentligt holdes konstant ved reguleret tilførsel af væske.In practice, in accordance with the liquid absorption of the lignocellulosic material, the liquid delivery can be extremely readily obtained by collecting liquid discharged from the lignocellulosic material to a level which is below the lignocellulosic material, the level of the liquid being collected being substantially constant at controlled supply of liquid.

Den sure væske tilsættes som nævnt således ved den omhandlede fremgangsmåde, at cirkulationsopløsningens pH-værdi langsomt sænkes til en pH-værdi ikke under 7. Dette er naturligvis af betydning med hensyn til en formindskelse af korrosionen i det anvendte apparat.As mentioned above, the acidic liquid is added by the process according to the fact that the pH of the circulating solution is slowly lowered to a pH not less than 7. This is of course important in reducing the corrosion of the apparatus used.

6 1472226 147222

Ved en efterfølgende neutralisering med den sure opløsning fås der en remanensopløsning, der kan forårsage problemer, idet den ved henstand bliver sur og derved er uegnet til anvendelse i en ny portion sur opløsning. Hvis den remanensopløsning, der fås ved syreneutraliseringen, indgår i den basiske opløsning, der anvendes til behandlingen af en ny mængde halmstrå, vil denne ulempe imidlertid være elimineret på en yderst enkel og effektiv måde.Subsequent neutralization with the acidic solution yields a residual solution which may cause problems as it becomes acidic upon standing and is thus unsuitable for use in a new portion of acidic solution. However, if the residual solution obtained by the acid neutralization is included in the basic solution used for the treatment of a new amount of straw, this disadvantage will be eliminated in a very simple and effective way.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan gennemføres ved hjælp af et apparat, der omfatter organer til understøttelse af massen af lignocelluloseholdigt materiale, et opsamlingsorgan anbragt under nævnte understøttelsesorgan til opløsninger, der er · udtømt fra massen af lignocelluloseholdigt materiale og et organ til at sprøjte nævnte opløsninger på massen af lignocelluloseholdigt materiale. Apparatet har et fordelingsorgan til sprøjtning af opløsningerne inden for en afgrænset zone af massen af lignocelluloseholdigt materiale, idet nævnte fordelingsorgan kan bevæges henover hele den øvre overflade af massen af lignocelluloseholdigt materiale. Fordelingsorganet er en anordning, der strækker sig hen over massen af lignocelluloseholdigt materiale, og som kan bevæges fra den ene ende af massen af lignocelluloseholdigt materiale til den anden, idet disse bevægelser kan gentages I et hvilket som helst antal gange. Apparatet er endvidere passende forsynet med et organ til reguleret tilførsel af basisk opløsning og sur opløsning til nævnte opsamlingsorgan.The method according to the invention can be carried out by means of an apparatus comprising means for supporting the mass of lignocellulosic material, a collecting means placed under said support means for solutions discharged from the mass of lignocellulosic material and a means for spraying said solutions to the mass. of lignocellulosic material. The apparatus has a distributor for spraying the solutions within a defined zone of the mass of lignocellulosic material, said distributor being movable over the entire upper surface of the mass of lignocellulosic material. The distributor is a device which extends over the mass of lignocellulosic material and which can be moved from one end of the mass of lignocellulosic material to the other, these motions being repeated at any number of times. Further, the apparatus is suitably provided with a means for controlled supply of basic solution and acid solution to said collection means.

Endvidere kan apparatet omfatte en alkalibehandlingsbeholder til det halmstrå, der skal behandles, et fordelingsorgan anbragt i den øvre del af nævnte beholder til tilførsel af alkaliske og sure opløsninger samt et afløb til væsker, der er udtømt fra halmstrået, anbragt i den nedre del af beholderen, idet apparatet indeholder et pumpereservoir anbragt i forbindelse med nævnte afløb, til hvilket reservoir der ledes opløsninger og separat eventuelt også vand, og som i den nedre ende er forbundet med fordelingsorganet gennem en cirkulationspumpe og en tilførselsledning. Endvidere indeholder apparatet en niveauindikator anbragt i forbindelse med pumpen eller reservoiret, idet indika- 7 147222 toren regulerer væsketilførslen til pumpereservoiret, således at væskestanden deri i det store og hele holdes konstant.Furthermore, the apparatus may comprise an alkali treatment container for the straw to be treated, a distributor located in the upper part of said container for supplying alkaline and acidic solutions, and a drain for liquids discharged from the straw, placed in the lower part of the container. , the apparatus containing a pump reservoir disposed in connection with said drain to which reservoir is guided solutions and, optionally, also water, and which are connected at the lower end to the distributor through a circulation pump and a supply line. Furthermore, the apparatus contains a level indicator located in connection with the pump or reservoir, the indicator regulating the liquid supply to the pump reservoir, so that the liquid level therein is largely kept constant.

For i videst muligt omfang at holde volumenet af remanensopløsning på et minimum foretrækkes det naturligvis, at pumpereservoiret i horisontalt plan på niveau med væsken deri har et tværsnit, der er relativt lille i forhold til alkalibehandlingsbeholderen. Pumpereservoiret foreligger hensigtsmæssigt i form af en kegle med den spidse ende vendende nedad. Til undgåelse af tørpumpning er det hensigtsmæssigt at anbringe endnu en niveauindikator i den nedre ende af pumpereservoiret, hvilken indikator vil lukke cirkulationspumpen i tilfælde af for lav væskestand i pumpereservoiret.Of course, in order to minimize the volume of residual solution as much as possible, it is preferred that the horizontal reservoir pump level at the level of the liquid therein be of a cross-section that is relatively small relative to the alkali treatment vessel. The pump reservoir is conveniently in the form of a cone with the pointed end facing downward. In order to avoid dry pumping, it is advisable to place another level indicator at the lower end of the pump reservoir, which indicator will close the circulation pump in case of too low liquid level in the pump reservoir.

Fig. 1 på tegningen viser skematisk og set ovenfra et apparat til simultansprøjtning af en masse af halmstrå ovenfra udover hele dens overflade, fig. 2 viser skematisk set fra siden apparatet, der kan anvendes til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 3 viser apparatet vist i fig. 2 set fra oven, fig. 4 viser skematisk og delvist i tværsnit set fra siden en yderligere udførelsesform for apparatet, og fig. 5 viser en modificering af apparatet ifølge fig. 4. Ifølge fig. 1 anvendes der til sprøjtning af halmstrå, f.eks. i form af halmballer, seks sprøjtedyser 3 anbragt over en beholder 1, der skal indeholde halmballer. Den effektive sprøjteoverflade for hver sprøjtedyse 3 ligger inden for cirkler 5 vist i fig. 1. Som det fremgår af fig. 1, er en betydelig overlapning af cirklerne 5 nødvendig for en i alt væsentligt komplet dækning af halmmassens øvre overflade. Dette betyder, at den del af opløsningen, der kommer i kontakt med beholderens sidevægge sandsynligvis flyder langs beholderens vægge, og derved ikke effektivt tager del i behandlingen af halmstrået.FIG. 1 is a schematic top plan view of an apparatus for simultaneously spraying a mass of straw from above over its entire surface; FIG. Figure 2 is a schematic side view of the apparatus which can be used for carrying out the method of the present invention; 3 shows the apparatus shown in FIG. 2 from above; FIG. 4 is a schematic and partial cross-sectional side view of a further embodiment of the apparatus; and FIG. 5 shows a modification of the apparatus of FIG. 4. According to FIG. 1 is used for spraying straw, e.g. in the form of straw bales, six spray nozzles 3 disposed over a container 1 containing straw bales. The effective spray surface for each spray nozzle 3 lies within circles 5 shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, a significant overlap of the circles 5 is necessary for a substantially complete coverage of the upper surface of the straw mass. This means that the part of the solution that comes into contact with the side walls of the container is likely to flow along the walls of the container, thereby not effectively taking part in the processing of the straw.

Det i fig. 2 og 3 viste apparat består af en beholder 10 forsynet med en nedad tilspidset opsamlingsdel 12 og understøttet af et stativ 11. Beholderen 10 er forsynet med et horisontalt anbragt indvendigt gitter 14, der tjener som understøttelse for 8 147222 halmballer 26 anbragt i beholderen. Den koniske opsamlingsdel 12 er forsynet med en afløbskanal 16 i den nedre ende forbundet med indløbet til en pumpe 18, der drives af en motor 20. Afløbet til pumpen 18 er via recirkulationsledning 22, forbundet med et fordelingselement 24, der fordeler cirkulationsopløsningen ud over beholderen 10's fulde bredde. Fordelingselementet 24 er, som angivet med pile, bevægeligt langs beholderen 10's fulde længde på en måde, som ikke er yderligere illustreret i figurerne. Fordelingselementet er anbragt til tilførsel af en basisk opløsning og en sur opløsning i form af et tæppe, som vist i fig. 2, der strækker sig tværs over beholderen 10.The FIG. 2 and 3 consists of a container 10 provided with a downwardly tapered collecting member 12 and supported by a stand 11. The container 10 is provided with a horizontally arranged inner grid 14 which serves as support for straw bales 26 arranged in the container. The tapered collecting portion 12 is provided with a drain channel 16 at the lower end connected to the inlet of a pump 18 driven by a motor 20. The outlet of the pump 18 is connected via a recirculation line 22 to a distribution element 24 which distributes the circulating solution beyond the container. 10's full width. The distribution element 24, as indicated by arrows, is movable along the full length of the container 10 in a manner not further illustrated in the figures. The distribution element is arranged to supply a basic solution and an acidic solution in the form of a blanket, as shown in FIG. 2 extending across the container 10.

Som vist til højre i fig. 2 og 3, er beholderen 10 forsynet med en bevægelig væg, hvormed halmballerne 26 kan føres ind i beholderen 10 og via en platform 28 kan tages ud derfra efter afsluttet behandling.As shown to the right in FIG. 2 and 3, the container 10 is provided with a movable wall by which the straw bales 26 can be inserted into the container 10 and can be removed from there after a treatment via a platform 28.

I tilslutning til beholderen 10 er der anbragt målebeholdere 30 og 32 til henholdsvis basisk opløsning og sur opløsning, og hver af disse målebeholdere er via ledninger 38 forbundet til en hovedbeholder henholdsvis 34 og 36. Fra målebeholderne kan der til den koniske del 12 i halmstråbeholderen ledes henholdsvis basisk opløsning og sur opløsning i den ønskede hastighed ved indstilling af en ventil henholdsvis 39 og 40. Gennem en tilførselsledning 42 kan der til beholderen ledes vand i ønsket mængde. Apparatets drift beskrives kort i det følgende.In connection with the container 10, measuring containers 30 and 32 are provided for basic solution and acidic solution respectively, and each of these measuring containers is connected via wires 38 to a main container 34 and 36 respectively. From the measuring containers, the conical part 12 in the straw canister can be passed basic solution and acid solution respectively at the desired rate by adjusting a valve 39 and 40. respectively, through a supply line 42, water can be fed to the container in the desired amount. The operation of the device is briefly described below.

Hen over platformen 28 og beholderen 10's væg, der kan åbnes, føres halmballer hen på gitteret 14, idet der i det beskrevne eksempel er 16 halmballer. Derefter sættes der vand til den koniske opsamlingsdel 12 gennem kanalen 42, indtil der fås et passende volumen. Natriumhydroxidopløsningen ledes derpå til opsamlingsdelen 12 fra målebeholderen 30 under cirkulation af den dannede alkaliske opløsning, idet fordelingselementet 24 bevæges frem og tilbage over halmballerne.Across the platform 28 and the wall of the container 10 which can be opened, straw bales are passed to the grid 14, in the example described there being 16 straw bales. Then, water is added to the tapered collection portion 12 through channel 42 until a suitable volume is obtained. The sodium hydroxide solution is then passed to the collecting member 12 from the measuring vessel 30 during circulation of the alkaline solution formed as the distribution member 24 is moved back and forth over the straw bales.

Efter afsluttet cirkulation af den alkaliske opløsning og en passende retentionstid, f.eks. 16-20 timer, til tilvejebringelse af en god behandlingseffekt, startes cirkulationen igen og opretholdes i den ønskede periode, medens der tilføres en tilpasset 9 147222 mængde sur opløsning fra målebeholderen 32. Efter udtømning af neu-traliseringsopløsningen tages halmballerne ud af beholderen 10 til fortæring. Remanensopløsningen fra syreneutraliseringen blandes nu hensigtsmæssigt med en ny mængde alkalisk opløsning for at undgå ovennævnte syrning, idet der gås frem som beskrevet ovenfor. Ved kontinuert arbejdsgang kan den alkaliske opløsning i form af et koncentrat tilledes synkront med alkaliabsorptionen på den ovenfor beskrevne måde.After completion of circulation of the alkaline solution and a suitable retention time, e.g. 16-20 hours, to provide a good treatment effect, circulation is restarted and maintained for the desired period while adding an adjusted amount of acidic solution from the measuring vessel 32. After discharging the neutralization solution, the straw bales are removed from the container 10 for consumption. . The residual solution from the acid neutralization is now conveniently mixed with a new amount of alkaline solution to avoid the above acidification, proceeding as described above. In continuous operation, the alkaline solution in the form of a concentrate can be fed synchronously with the alkali absorption in the manner described above.

Eksempel 1 Hårdtpressede halmballers gennemvædningsgrad med en vandig opløsning af natriumhydroxid måles i to forsøg, hvor der i det ene forsøg anvendes den gængse metode med total oversprøjtning, hvorimod der i det andet forsøg anvendes den her omhandlede fremgangsmåde. I begge forsøg anbringes fire halmballer, der vejer ca. 10 kg og har de omtrentlige mål 35 x 40 x 100 cm, i en åben parallelepi-pidumformet beholder med et vandret gitter og derunder en konisk tilspidset opsamlingsdel med et afløb i bunden. Ved hjælp af en cirkulationsledning kan opløsninger overføres fra afløbet i bunden til en fordelingsanordning anbragt over den parallelepipidumformede beholder. Gitterets mål er 80 x 110 cm, og afstanden fra gitteret til den øverste kant af beholderen er 130 cm. Der er anbragt halmballer i to lag med to baller i hvert lag, hvor halmstrået i alt væsentligt er lodret orienteret. På denne måde dækker halmstrået praktisk talt hele gitterets overflade.Example 1 The soaking rate of hard pressed straw bales with an aqueous solution of sodium hydroxide is measured in two experiments, in one test using the conventional total spray method, while in the second test the method of the present invention is used. In both experiments four straw bales weighing approx. 10 kg and has the approximate dimensions of 35 x 40 x 100 cm, in an open parallelepipid-shaped container with a horizontal grid and underneath a tapered tapered collecting member with a drain at the bottom. By means of a circulation line, solutions can be transferred from the drain at the bottom to a distribution device placed over the parallelepipid-shaped vessel. The grid dimensions are 80 x 110 cm and the distance from the grid to the top edge of the container is 130 cm. Straw bales are placed in two layers with two bales in each layer, the straw being substantially vertically oriented. In this way, the straw beam covers practically the entire surface of the grid.

I det første forsøg fordeles den alkaliske opløsning ved hjælp af seks sprøjtedyser 3 anbragt som vist i fig. 1. Dyserne er af den såkaldte kegletype, der giver en jævn fordeling af opløsningen indenfor en cirkelrund overflade. Den mængde opløsning, der strømmer langs beholderens vægge, beregnes til at være 15-20% af den totale strøm, hvilket der kompenseres for i sammenligning med de to andre forsøg, som det fremgår af nedenstående forsøgsresultater.In the first experiment, the alkaline solution is distributed by means of six spray nozzles 3 arranged as shown in FIG. 1. The nozzles are of the so-called cone type, which gives an even distribution of the solution within a circular surface. The amount of solution flowing along the container walls is calculated to be 15-20% of the total flow, which is compensated for in comparison with the other two experiments, as shown in the test results below.

I det andet forsøg tilledes den alkaliske opløsning under anvendelse af en fordeler, der giver en vifteformet fordeling af opløsningen. Fordeleren er fastgjort til en vogn, der ved hjælp af 147222 ίο en motor med forskellige rotationshastigheder, kan bevæges med en jævn og ønsket hastighed frem og tilbage over halmstrået, således at hver sektion af det øverste lag oversprøjtes, og kun en ubetydelig mængde opløsning strømmer ud på beholderens ydre vægge. Denne fremgangsmåde er i overensstemmelse med det i fig. 2 og 3 viste oversprøjtningsprincip. Fordelerens hastighed er 1,26 m/min. lineært, og det tager ca. 50 sekunder at passere 105 cm.In the second experiment, the alkaline solution is allowed using a distributor which gives a fan-shaped distribution of the solution. The distributor is attached to a trolley which, by means of a motor with different rotational speeds, can move at an even and desired speed back and forth across the straw, so that each section of the upper layer is sprayed and only a negligible amount of solution flows out on the outer walls of the container. This method is in accordance with that of FIG. 2 and 3 of the spraying principle. The distributor speed is 1.26 m / min. linear and it takes approx. 50 seconds to pass 105 cm.

Nedenstående tabel viser forsøgsbetingelserne og forsøgsresultaterne .The following table shows the test conditions and test results.

Forsøg 1 Forsøg 2Experiment 1 Experiment 2

Halmstråets vægt, kg 40,9 39,9Straw straw weight, kg 40.9 39.9

Fugtindhold, % 9,2 9,7Moisture content,% 9.2 9.7

Cirkulationsstrøm, liter/min. 98 83Circulation flow, liter / min. 98 83

Cirkulationstid, timer 2 2Circulation time, hours 2 2

Opløsningsmængde ved starten, liter 230 230Quantity of solution at the start, liter 230 230

NaOH-koncentration i udgangsopløsningen, g/liter 12 12 Mængden af remanensopløsning efter cirkulation og udtømning i l time, liter 146 130NaOH concentration in the starting solution, g / liter 12 12 Amount of residual solution after circulation and discharge for 1 hour, liter 146 130

NaOH-koncentration i remanensopløsningen, g/liter 6,5 4,3NaOH concentration in the residue solution, g / liter 6.5 4.3

Opløsningstemperatur ved starten, °C 30 30Solution temperature at start, ° C 30 30

Absorberet opløsningsmængde pr. kg halmstrå, liter 2,05 2,51 Mængden af tørt halmstrå efter oversprøjtning, kg I de to øverste baller 0,2 0 I de to nederste baller 3,4 0,2Absorbed solution amount per kg straw straw, liter 2.05 2.51 Amount of dry straw straw after spraying, kg In the top two bales 0.2 0 In the bottom two bales 3.4 0.2

Af ovenstående forsøgsresultater og forsøgsbetingelser fremgår det for det første klart, at cirkulationsstrømmen i forsøg 1 er reguleret for at kompensere strømmen af opløsning langs beholderens vægge (98 liter/min. imod 83 liter/min. i forsøg 2). For det andet fremgår det direkte, at absorptionseffektiviteten er betydeligt højere i forsøg 2 ifølge opfindelsen, hvilket også tydeligt fremgår af den målte mængde tørt halmstrå efter oversprøjtning med alkalisk opløsning. Ved oversprøjtning indenfor en be- 11 147222 grænset bevægelig zone ifølge den foreliggende opfindelse opnås der således en. mere effektiv behandling på trods af, at behandlingstiden og mængden af cirkuleret opløsning er den samme i de to forsøg.First, from the above test results and test conditions, it is clear that the flow of circulation in Experiment 1 is regulated to compensate the flow of solution along the container walls (98 liters / min versus 83 liters / min in Experiment 2). Second, it is directly apparent that the absorption efficiency is significantly higher in Experiment 2 of the invention, which is also clearly evident from the measured amount of dry straw after spraying with alkaline solution. Thus, by spraying within a bounded mobile zone of the present invention, one is obtained. more effective treatment despite the fact that the treatment time and amount of circulated solution are the same in the two trials.

Eksempel 2Example 2

Dette eksempel omfatter fire forsøg udført ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen under anvendelse af forskellige hastigheder for fordelingselementet. Betingelserne er ellers de samme som i forsøg 2 ifølge eksempel 1. Betingelserne og de opnåede forsøgsresultater er angivet i nedenstående tabel.This example comprises four tests performed by the method of the invention using different rates of the distribution element. Otherwise, the conditions are the same as in Experiment 2 of Example 1. The conditions and experimental results obtained are given in the table below.

Forsøg nr.Experiment no.

Halmstråets vægt, kg 1234Straw straw weight, kg 1234

Fugtindhold,' % 38,1 39,9 41,0 39,8Moisture content,% 38.1 39.9 41.0 39.8

Fordelerens hastighed, m/min. 0,63 1,26 2,61 5,20 Mængden af remanensopløsning efter cirkulation og udtømning i 1 time, liter 124 130 139 145 Mængden af absorberet opløsning 2,78 2,51 2,22 2,14 liter/kg halmstråDistributor speed, m / min. 0.63 1.26 2.61 5.20 Amount of residual solution after circulation and discharge for 1 hour, liters 124 130 139 145 Amount of absorbed solution 2.78 2.51 2.22 2.14 liters / kg straw

Som det klart fremgår af ovenstående forsøgsresultater, resulterer en hurtigere bevægelse af fordelingselementet i en gradvist forringet absorption, hvilket er forklarligt, idet grænsetilfældet, hvor der anvendes en ubegrænset høj hastighed, svarer til simultan totaloversprøjtning i overensstemmelse med apparatet ifølge fig. 1. I andre henseender illustrerer eksemplet klart den forbedring i behandlingseffektiviteten, der opnås ved anvendelse . af den her omhandlede fremgangsmåde.As can be clearly seen from the above test results, a faster movement of the distribution element results in a gradually decreased absorption, which is explained, since the limit case, where an unlimited high speed is used, corresponds to simultaneous total spraying according to the apparatus of FIG. 1. In other respects, the example clearly illustrates the improvement in treatment efficiency achieved by use. of the present process.

Det i fig. 4 viste apparat omfatter en alkalibehandlingsbeholder 1 forsynet med en perforeret plade 3 og et afløb 5 i bunden. Som vist skematisk i figuren indeholder alkalibehandlingsbeholderen 1 i dette tilfælde 12 baller halmstrå, der hviler på den perforerede plade 2. I den øverste del af alkalibehandlingsbeholderen 1 er der anbragt en fordelingsanordning 7, ved hjælp af hvilken halmballerne oversprøjtes ovenfra med de pågældende opløsninger som beskrevet ovenfor.The FIG. 4, an alkali treatment container 1 is provided with a perforated plate 3 and a drain 5 at the bottom. As shown schematically in the figure, in this case, the alkali treatment container 1 contains 12 bales of straw that rest on the perforated plate 2. In the upper part of the alkali treatment container 1 a distribution device 7 is arranged, by means of which the straw bales are sprayed from above with the relevant solutions as described. above.

12 147222 Væskestrømmen fra halmballerne udtømmes gennem afløbet 5 i bunden ned til et pumpereservoir 11, der har form som en kegle. Pumpereservoiret 11 er forneden forbundet med tilløbssiden af en cirkulationspumpe 9 via en ledning 13, hvori der er anbragt et termostatreguleret varmelegeme 15. Pumpereservoiret 11 har to niveauindikatorer 17 og 31, hvis funktion forklares nærmere nedenfor.The liquid flow from the straw bales is discharged through the drain 5 at the bottom down to a pump reservoir 11 which has the shape of a cone. The pump reservoir 11 is at the bottom connected to the inlet side of a circulation pump 9 via a conduit 13 in which is arranged a thermostatically regulated heating element 15. The pump reservoir 11 has two level indicators 17 and 31, the function of which is explained in more detail below.

Endvidere omfatter apparatet en alkalibeholder 23 forbundet med pumpereservoiret 11 via en tilførselspumpe 27 og en ledning 28, Apparatet omfatter desuden en syrebeholder 25, der på tilsvarende måde er forbundet med pumpereservoiret 11 via en tilførselspumpe 29 og en ledning 30. Endelig kan der tilføres vand gennem en magnetventil 21 og en ledning 19 til reservoiret 11.Furthermore, the apparatus comprises an alkali container 23 connected to the pump reservoir 11 via a supply pump 27 and a conduit 28. The apparatus further comprises an acid container 25 which is similarly connected to the pump reservoir 11 via a supply pump 29 and a conduit 30. Finally, water can be supplied through a solenoid valve 21 and a conduit 19 to the reservoir 11.

Det ovenfor beskrevne apparat fungerer i korte træk som følger.The apparatus described above functions briefly as follows.

Det forudsættesrat alkalibehandlingsbeholderen 1 er fyldt med ubehandlet halmstrå. Apparatet startes ved at starte cirkulationspumpen 9 og ved at påbegynde tilførsel af alkalisk væske fra beholderen 23 samtidigt med tilførsel af vand via ledningen 19. Niveauindikatoren 17 er forbundet med magnetventilen 21, hvorved der opretholdes et i det store og hele konstant væskeniveau i pumpereservoiret 11, idet niveauet er angivet ved a. Når der er tilført den nødvendige mængde alkalisk væske, afbrydes tilførslen, hvorimod der fortsat tilføres vand med en hastighed, der svarer til halmstråets væskeabsorption. Efter cirkulation af væsken i den ønskede tid, f.eks. 4 timer, henstår halmballerne, således at der ved alkalibehandlingen opnås den ønskede virkning.The provided alkali treatment container 1 is filled with untreated straw. The apparatus is started by starting the circulation pump 9 and by starting the supply of alkaline liquid from the container 23 simultaneously with the supply of water via the conduit 19. The level indicator 17 is connected to the solenoid valve 21, thereby maintaining a substantially constant liquid level in the pump reservoir 11, where the level is indicated by a. When the required amount of alkaline liquid is supplied, the supply is stopped, while water is continued at a rate corresponding to the straw absorption of the straw. After circulating the liquid for the desired time, e.g. 4 hours, the straw bales are left so that the desired effect is obtained in the alkali treatment.

I løbet af denne tid strømmer en vis lille mængde væske gennem afløbet 5, således at niveauet i pumpereservoiret 11 stiger til det niveau, der er angivet ved b. Efter et vist tidsrum, f.eks. yderligere 17 timer, starter syreafmålingen via tilførselspumpen 29, og cirkulationen opretholdes ved hjælp af cirkulationspumpen 9, idet væskeniveauet i pumpereservoiret 11 holdes konstant på samme måde som før. Efter endt syretilførsel og cirkulation udtømmes væsken fra halmstrået, og halmstrået er nu parat til fortæring og tages ud af alkalibehandlingsbeholderen 1. Nu kan der indlægges nye halmballer, og apparatet kan startes og processen gentages.During this time, a certain small amount of liquid flows through the drain 5 so that the level in the pump reservoir 11 rises to the level indicated by b. After a certain period of time, e.g. an additional 17 hours, the acid metering starts via the supply pump 29 and the circulation is maintained by the circulation pump 9, keeping the liquid level in the pump reservoir 11 constant in the same way as before. After the acid supply and circulation is completed, the liquid is drained from the straw and the straw is now ready for consumption and taken out of the alkali treatment vessel 1. New straw bales can now be inserted and the apparatus can be started and the process repeated.

13 14722213 147222

Som tidligere anført har den anden niveauindikator 31 til opgave at aflukke cirkulationspumpen 9 for at undgå tørpumpning, hvis væskeniveauet i pumpereservoiret 11 af en eller anden grund synker for meget.As previously stated, the second level indicator 31 has the task of shutting down the circulation pump 9 to avoid dry pumping if for some reason the liquid level in the pump reservoir 11 drops too much.

I fig. 5 på tegningen er der vist en modifikation af udførelsesformen vist i fig. 4. I denne udførelsesform består niveauregulatoren af et manometer 31 forbundet med afløbet fra en pumpe 9. Manometeret er forsynet med en indbygget trykdrevet kontakt, der ved en formindskelse af trykket på grund af væskemangel i et pumpereservoir 11 bevirker, at en magnetventil 21 åbnes, idet en cirkulationspumpe 9 samtidig afbrydes. Efter et vist tidsrum, der kan reguleres med et tidsrelæ, starter cirkulationspumpen 9 igen, hvorimod magnetventilen 21 lukkes. På denne måde holdes væskestanden i pumpereservoiret 11 kontinuerligt på det ønskede niveau. Fremgangsmåden er naturligvis den samme også med hensyn til neutraliseringstrinnet. I andre henseender svarer fig. 5 fuldstændig til fig. 4 med henblik på betydningen af referencetallene.In FIG. 5 of the drawing, a modification of the embodiment shown in FIG. 4. In this embodiment, the level regulator consists of a pressure gauge 31 connected to the drain of a pump 9. The pressure gauge is provided with a built-in pressure-driven contact which, by reducing the pressure due to fluid shortage in a pump reservoir 11, opens a solenoid valve 21, a circulation pump 9 being simultaneously disconnected. After a certain amount of time which can be controlled by a time relay, the circulation pump 9 starts again, whereas the solenoid valve 21 closes. In this way, the liquid level in the pump reservoir 11 is kept continuously at the desired level. The process is, of course, the same also with regard to the neutralization step. In other respects, FIG. 5 completely to FIG. 4 for the meaning of the reference numbers.

Den ovenfor beskrevne teknik frembyder adskillige væsentlige fordele, og det er således hovedformålet med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse at holde mængderne af remanensopløsning på et minimum. Dette er naturligvis væsentligt ud fra et økonomisk synspunkt, idet forbruget af alkaliske og sure væsker herved holdes lavt. De.t vand, der ledes til pumpereservoiret 11 via ledningen 19, kan anvendes til at reducere skumdannelsen i pumpereservoiret, hvilket i praksis kan vær^ et vanskeligt problem.The technique described above offers several significant advantages, and thus the main purpose of the process of the present invention is to keep the amounts of residual solution to a minimum. This is of course essential from an economic point of view, as the consumption of alkaline and acidic liquids is thereby kept low. The water fed to the pump reservoir 11 via conduit 19 can be used to reduce foam formation in the pump reservoir, which can be a difficult problem in practice.

Det ovenfor beskrevne apparat kan naturligvis modificeres i mange henseender. Det er således ikke nødvendigt separat at lede vand til pumpereservoiret 11. I stedet for kan man oplagre opløsninger med en koncentration, der er egnet til behandling af halmstrå, i beholderne 23 og 25, og i dette tilfælde sker tilførslen af henholdsvis alkalisk væske og syre i takt med halmstråets væskeabsorption og afhængigt af niveauindikatoren 17. Pumpereservoiret 11 kan naturligvis også gøres til en integrerende del af alkalibehandlingsbeholderen 1, men en separat konstruktion er dog mere egnet ud fra et praktisk synspunkt med henblik på vedligeholdelse og reparation.The apparatus described above can of course be modified in many respects. Consequently, it is not necessary to separately supply water to the pump reservoir 11. Instead, solutions of a concentration suitable for the treatment of straw can be stored in the containers 23 and 25, in which case the supply of alkaline liquid and acid respectively takes place. in line with the straw absorption fluid absorption and depending on the level indicator 17. The pump reservoir 11 can of course also be made an integral part of the alkali treatment container 1, but a separate construction is more suitable from a practical point of view for maintenance and repair.