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WO2020065035A1 - Verfahren und zusammensetzung zur neutralisierung oder reduktion schädlicher gerüche oder gase - Google Patents

Verfahren und zusammensetzung zur neutralisierung oder reduktion schädlicher gerüche oder gase Download PDF

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WO2020065035A1
WO2020065035A1 PCT/EP2019/076243 EP2019076243W WO2020065035A1 WO 2020065035 A1 WO2020065035 A1 WO 2020065035A1 EP 2019076243 W EP2019076243 W EP 2019076243W WO 2020065035 A1 WO2020065035 A1 WO 2020065035A1
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WO
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composition
pectins
acid
gaseous
highly
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PCT/EP2019/076243
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French (fr)
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Trine Huusfeldt
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Original Assignee
Individual
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to methods and compositions for use in neutralizing or reducing harmful odors or gases
  • Ammonia is a serious problem, especially in agriculture, because a large part of the ammonia emissions in agriculture is caused by livestock, especially cattle. Another source of ammonia arises when manure is brought into fields, which is why the ammonia load is highest at the beginning of spring and in autumn after the harvest. In pig and poultry farming, on the other hand, most emissions are generated directly in the barn. The measures implemented so far, such as targeted feeding or structural changes, can only slightly reduce such emissions.
  • ammonium contained in manure in the total nitrogen (N) is around 15 percent for manure, about 50 percent for liquid manure and almost 95 percent for liquid manure.
  • ammonium is converted to ammonia (NH 3 ) and can escape into the atmosphere. Ammonia also emits from large agricultural livestock facilities.
  • synthetic analogs NH 4 ) contained in manure in the total nitrogen (N) is around 15 percent for manure, about 50 percent for liquid manure and almost 95 percent for liquid manure.
  • Nitrogen fertilizers can be used especially when using ammonium-forming
  • Urea fertilizers or ammonium-containing AHL solutions escape larger amounts of ammonia, i.e. up to 15 percent of the total nitrogen content.
  • the amount of ammonia loss during spreading depends on numerous soil and weather conditions. A high pH value, a low buffer capacity, low
  • Ammonia is considered to be an indirect greenhouse gas that promotes the formation of greenhouse gases and fine dust.
  • the nitrogen contained in the ammonia in the soil can be converted into extremely climate-damaging laughing gas (nitrous oxide; N 2 0).
  • Laughing gas (N 2 0) is a highly effective greenhouse gas, the climate impact of which is 265 times as strong as that of carbon dioxide (C0 2 ).
  • N 2 0 emissions are emissions from agricultural soils.
  • the level of these emissions is largely determined by nitrogen management: the spreading of organic and mineral fertilizers as well as the
  • Hydrogen sulfide is a serious problem, as these emissions have an impact on the climate in the house and thus have a significant impact on the well-being and performance of farm animals.
  • the well-being of the animals depends crucially on the climate in the barn. Dairy cows in particular spend almost their entire life in the barn these days. Today's high
  • the excrement is the starting substrate for the
  • Ammonia release the formation potential for NH 3 on the one hand by the type and amount the excrement, on the other hand is influenced by the extent of nitrogen conversion.
  • pig fattening it can be assumed that with an average daily nitrogen intake of 55 grams, only about 30% is retained in the body, but approximately 50% is excreted primarily as urea with urine and 20% as organically bound bacterial protein with faeces (Aarnink, 1997; Arogo et al., 2001; Kirchgässner et al., 1991 a).
  • the urea is broken down into NH 3 and C0 2 by hydrolytic cleavage with the aid of the catalyzing enzyme urease. Ammonification begins about 20 to 60 minutes after urine excretion (Aarnink et al., 1992) and is usually complete after two hours (Montenni & Erisman, 1998). The speed and completeness of its conversion will depend on the amount of
  • the urease enzyme is contained in the faeces and leads to an increasing inoculation of surfaces with urease-active bacteria in the barn.
  • the speed and expression of the urease enzyme is contained in the faeces and leads to an increasing inoculation of surfaces with urease-active bacteria in the barn.
  • gaseous ammonia and other gaseous compounds contribute
  • Hydrogen sulfide forms an explosive mixture with air and is acutely toxic in concentrations above 30 ppm to humans or other mammals.
  • the maximum permissible workplace concentration is ⁇ 5.0 ppm (DFG, 2014).
  • H 2 S is the cause of odors that are unpleasant for humans, which complicate the working conditions of people in such locations or rooms and thus represent a nuisance, since the odor threshold is 0.0001 to 0.03 mg / Nm 3 air.
  • DE 31 42 254 A1 describes a composition for eliminating odors, including ammonia odors using oxo acids of sulfur or phosphorus, it also being possible to use organic acids, for example formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid and the like.
  • EP 1140 222 B1 uses an aqueous concentrated composition for cleaning and deodorization of air by atomization, which consists of fractions of certain salts of undecylenic acid and a certain oily component.
  • WO 2013 041 384 A1 describes a composition in which a low-ester pectin is used in an acetic acid solution.
  • the use of highly methylated or highly esterified pectins in a process for neutralizing or reducing harmful gas emissions is not described.
  • the object of the present invention is an alternative method and to provide a composition with which neutralization or reduction of harmful gases, in particular gaseous ammonia, gaseous
  • Hydrogen sulfide, gaseous nitrogen oxides and / or gaseous sulfur dioxide is possible. This object is achieved by a method with the features of claim 1 and the composition used therein. Preferred embodiments of the invention can be found in the subclaims.
  • Nitrogen oxides (NOx) and / or gaseous sulfur dioxide (S0 2 ) are reduced or at least significantly reduced, which has a positive effect on the indoor climate in closed systems and on the formation of undesirable greenhouse gases (e.g. when spreading liquid manure).
  • composition which is able to neutralize or at least significantly reduce gaseous ammonia, gaseous hydrogen sulfide, gaseous nitrogen oxides and / or gaseous sulfur dioxide.
  • the composition according to the invention comprises the following basic components: a) pectins or a mixture of pectins,
  • the composition comprises highly esterified or highly methylated pectins or a mixture of pectins which
  • the concentration ratios and the addition of other substances or substances in the composition vary.
  • there are differences in an internal application e.g. in stables
  • free space e.g. when spreading liquid manure
  • pectin according to the invention or the mixture of pectins are plant polysaccharides or polyuronides which essentially consist of ⁇ -1,4-glycosidically and / or ⁇ -1,4-glycosidically linked D-galacturonic acid units which comprise the Form the backbone of the molecule.
  • the pectin therefore predominantly has the following basic structure consisting of a-D-galacturonic acid units:
  • the invention also includes esterified, acetylated or pectin derivatives based thereon which are based on neutral sugars.
  • the pectins or polysaccharides used in the composition must be able to bind water.
  • the NH 3 taken up in the water is bound in a polymeric matrix as NH 4+ , which prevents emission.
  • Pectins which have been isolated from plant constituents, for example from plant stems, plant flowers or plant leaves, are preferably used. In a preferred variant, pectins are made from citrus fruits, from sugar beet or
  • Fruit stems obtained from sunflowers, preferably from the peel of apples, quinces, oranges, apricots, cherries.
  • pectins from other sources for example from vegetables such as carrots, are also included in the present invention.
  • pectins which can be used according to the invention also include protopectins, modified pectins and substances, substances or compounds which act analogously to pectins and which, in connection with the neutralization of ammonia or hydrogen sulfide, achieve the same technical effect as natural pectins.
  • protopectins modified pectins and substances, substances or compounds which act analogously to pectins and which, in connection with the neutralization of ammonia or hydrogen sulfide, achieve the same technical effect as natural pectins.
  • Pectins can also be used as preferred variants, in which the 1,2 bonds are substituted or interrupted by a neutral sugar, for example with aL-rhamnose.
  • pectins are also included, the side chains of which are substituted with sugars, for example with arabinose, galactose or xylose.
  • pectins in which hydroxyl groups on the C 2 or C 3 atom of the
  • Galacturon units are acetylated or substituted by other neutral sugars such as D-galactose, D-xylose, L-arabinose or L-rhamnose.
  • esterifications e.g. in the case of carboxy groups of polygalacturonic acid, for example esterifications with methanol.
  • esterifications with methanol for example esterifications with methanol.
  • all esterified or acetylated pectin variants are also covered by the present invention, for example highly methylated or highly esterified pectins, low methylated and low-esterified pectins, pectic acids and aminopectins.
  • organic acids used according to the invention their salts or mixtures of organic acids (or their salts) preferably originate from natural sources.
  • Preferred organic acids are formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, and derivatives derived or modified therefrom. Furthermore, fixed
  • organic acids such as benzoic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, maleic acid,
  • Citric acid malonic acid, succinic acid, malic acid, adipic acid, fumaric acid and
  • the like can be used for the composition according to the invention.
  • composition according to the invention can also contain an inorganic acid,
  • the organic acid or the mixture is more organic
  • Acids at least one inorganic acid in the composition, selected from the group consisting of carbonic acid, phosphoric acid, sulfuric acid and / or hydrochloric acid, and mixtures thereof.
  • the invention also includes special salts of inorganic acids, for example MgSO 4 , which are preferably used at a content of> 20 ppm NH 3 .
  • the invention in addition to the pectin or the mixture of pectins, the invention
  • Composition also contain other polysaccharides, such as alginates, starch or mixtures thereof, especially those that are soluble in an acidic environment. Artificial polymers can also be used. Because it is about building a polymer grid with the pectins, polysaccharides or artificial polymers, which in turn improves or supports the binding capacity of NH 3 and the sulfur compounds and only releases them again when they are broken down by microorganisms.
  • the composition according to the invention is preferably based entirely on
  • composition according to the invention comprises one or more of the following additional components: c) at least one inorganic acid or salts thereof,
  • Preferred polysaccharides are starch, e.g. obtained from potatoes, cassava, cereals. Depending on the application, amounts of zeolite or bentonite can also be added.
  • the composition is aqueous
  • composition especially as an aqueous dispersion, before, with a proportion of
  • composition is aqueous
  • composition especially as an aqueous dispersion, before, with a proportion of
  • pectin or a pectin mixture optionally with additional polysaccharides (e.g. alginates or starch) and / or a thickener,
  • the water used is preferably distilled water or another solvent in which the pectins contained in the composition and the organic and / or inorganic acids used therein are miscible with one another.
  • the pectins with a proportion of at least 10 wt .-%, preferably at least 15 wt .-% and the acids with at least 10 wt .-%, preferably between 15 and 25 wt .-% in the
  • composition used the remaining content for 100 wt .-% is supplemented with distilled water or another solvent.
  • composition according to the invention is applied to the object to be treated in aqueous, viscous or solid form, for example by treating the object by spraying, atomizing, applying, introducing or mixing.
  • aqueous, viscous or solid form for example by treating the object by spraying, atomizing, applying, introducing or mixing.
  • interiors for example stables for keeping livestock, it is advisable to atomize or spray the air in the room, to use washers or to apply it to the walls of the house.
  • the composition can be introduced, for example, in straw, wood pellets or rock.
  • composition according to the invention is suitable wherever gaseous ammonia, gaseous hydrogen sulfide, gaseous nitrogen oxides and / or gaseous sulfur dioxide are formed, in particular also in those objects in which unpleasant smells for people are to be eliminated.
  • Industrial plants, sewage treatment plants and closed buildings for example stables for animal husbandry, for example when fattening or keeping dairy cows, pigs, poultry, rabbits, cats, guinea pigs, dogs or horses etc. are treated.
  • the composition can also be applied in aqueous, solid, viscous or gaseous form outside of closed rooms, for example if the object is waste water. Waste water from a sewage treatment plant or sewage sludge as well as liquid manure or municipal or industrial waste can also be treated with the composition.
  • the composition is preferably applied in an open or at least partially closed room, in which gas emissions, for example high ammonia or hydrogen sulfide concentrations, are to be expected, such as stables, dung, toilets or containers which transport substances containing ammonia.
  • a special nozzle system or nebulization system is preferably used to control the atomize composition according to the invention.
  • the device is preferably installed directly in the barn and, if necessary, can atomize the active substance composition in the room as an aerosol.
  • the interior is preferably lowered by approximately 2 ° C., which increases the binding capacity of the composition for the NH 3 -, H 2 S, NOx and / or S0 2 gases.
  • the formulation according to the invention can also be applied in a basin, for example a clarifier in a sewage treatment plant.
  • application of the composition in a landfill and / or an open space is also possible, for example as part of the discharge of liquid manure into a field or open-air toilets.
  • the ammonia pollution is regularly very high, so that an immediate neutralization of the ammonia in the manure can make a significant contribution to reducing the ammonia emissions and thus the indirect formation of greenhouse gases.
  • the invention thus encompasses any application on an object, the object being a solid (including solid surfaces), a gas and / or a liquid. Viscous substances are also included, e.g. Gels or gel papers.
  • the composition is preferably sprayed onto a solid substrate in the form of an aqueous dispersion.
  • the application can also be added in a washer, with which a complete neutralization of the NH 3 , H 2 S, NOx and / or S0 2 gases and the odors can be achieved. This application is particularly suitable in all forms of stables.
  • the composition is preferably sprayed onto a solid substrate in the form of an aqueous dispersion.
  • the composition can also contain an additional foam-forming agent, preferably at least one water-soluble foam-forming natural protein.
  • an additional foam-forming agent preferably at least one water-soluble foam-forming natural protein.
  • This variant can be used, for example, in sewage treatment plants to retain or neutralize the NH 3 , H 2 S, NOX and / or S0 2 gases.
  • the dispersion forms a sufficiently thick foam layer, which, like a sponge or film, absorbs the questionable gases and chemically neutralizes them.
  • the composition is used in a viscous form, so that it can also be applied to vertical surfaces, for example on the walls of a stable, and adheres like a film. All conventional agents known to those skilled in the art, for example alkyl polyglycosides or conventional protein, are suitable as foam formers.
  • the proportion of foam images is between 0 and a maximum of 10% by weight of the composition, preferably less than 7.5% by weight, preferably between 1 and 5% by weight,
  • the composition preferably contains a binder (also called: thickener, thickener).
  • Thickeners are substances that are primarily able to bind water.
  • thickeners are linear or branched macromolecules (such as polysaccharides or proteins) that can interact with each other through intermolecular interactions such as hydrogen bonds, hydrophobic interactions, or ionic relationships.
  • Extreme thickeners are layered silicates (bentonites, hectorites) or hydrated Si0 2 particles, which are dispersed as particles and can bind water in their solid-like structure or can interact with each other due to the described interactions.
  • Preferred thickeners are guar, locust bean gum, carrageenan, cellulose ether, polyvinyl alcohol and silicates.
  • a mixture of a butadiene / acrylonitrile copolymer, a polyisocyanate and an inhibitor for example acetic acid
  • an inhibitor for example acetic acid
  • acetic acid can prevent premature reaction of the butadiene / acrylonitrile copolymers with the polyisocyanate.
  • other polymers capable of binding the active components of the composition can also be used.
  • Hydrogen sulfide is also removed from malodorous substances, making the composition suitable for deodorising locations with malodorous odors.
  • malodorous substances For example, open-air toilets, urinals, bridge underpasses, subway stations, sports facilities, fitness studios or stairs in hallways etc. come into consideration.
  • gaseous NH 3 , H 2 S, NOx and / or S0 2 can also be formed.
  • the composition can also be a binder
  • Solidifying agents are added so that they act as a gel on surfaces, for example floors or walls of the object to be treated can be applied.
  • the composition is provided as a gel, granules, liquid or hardened solid for treating the object.
  • the granules can be used in the form of small grains as a component of cat litter, as a component of baby diapers or as an additive for a barn floor.
  • the composition can also be applied to straw, wood shavings, cat litter or other stable floor coverings.
  • the present invention preferably relates to a method for neutralizing or reducing gaseous ammonia, gaseous hydrogen sulfide, gaseous nitrogen oxides and / or gaseous sulfur dioxide in stables for keeping livestock.
  • the composition is particularly suitable for improving the
  • composition according to the invention provides important contribution to avoiding environmental emissions, which are caused, for example, by the
  • composition according to the invention is thus suitable as a climate-effective means of reducing the emission of gases such as ammonia as an indirect greenhouse gas into the atmosphere.
  • the minimum required air exchange rate (required air mass flow) is based on the heat flow, water vapor and carbon dioxide balance (DIN 18910-1, 2004), whereby it is generally determined by the heat balance in the summer situation and by the water vapor balance in the winter situation .
  • DIN 18910-1, 2004 water vapor and carbon dioxide balance
  • T racer ratio method Controlled release of a tracer (GH 1 ) and measurement of the concentrations of the tracer and the substances of interest inside and outside the building (mg m 3 ).
  • the emission flow from the product of the air volume flow and the difference in the gas concentration inside and outside the building, since the measurement of the air volume flow also provides a parameter for characterizing the house climate.
  • the determination of the air volume flow of ventilated buildings is possible with different methods (e.g. accounting method, tracer method, direct Airflow measurement, indirect airflow measurement).
  • the choice of the suitable measurement method and the determination of the individual parameters are familiar to the person skilled in the art in order to determine the effect of the composition according to the invention on the emission of NH 3 , H 2 S, NOX and / or S0 2 gases.
  • composition according to the invention is in several
  • the present invention relates not only to a method of neutralization or
  • the composition according to the invention contains an organic acid with preferably 1 to 9 carbon atoms, preferably selected from the group consisting of acetic acid, formic acid, citric acid, lactic acid, propionic acid and derivatives modified therefrom.
  • the composition according to the invention can comprise at least one inorganic acid, preferably phosphoric acid, sulfuric acid, carbonic acid or hydrochloric acid, instead of the organic acid or in addition to the organic acid.
  • the present invention also relates to the use of such a composition for neutralizing or reducing harmful gases, in particular
  • gaseous ammonia NH 3
  • H 2 S hydrogen sulfide
  • NOx nitrogen oxide
  • S0 2 sulfur dioxide
  • composition according to the invention is also suitable for controlling odors caused by NH 3 and / or H 2 S gas, in particular in locations where unpleasant smells predominate, for example in sanitary facilities, toilets, sewers, sewage treatment plants etc.
  • the composition according to the invention is also suitable for controlling odors caused by NH 3 and / or H 2 S gas, in particular in locations where unpleasant smells predominate, for example in sanitary facilities, toilets, sewers, sewage treatment plants etc.
  • Composition according to the invention also as a deodorant or perfume.
  • Figure 1 describes the test results for the determination of ammonia in the stables of a rabbit farm.
  • the experiments were carried out with adult animals (shortly before slaughter) of a rabbit breed.
  • the log data for the example tested NH 3 gas in the interior of the stables black bars
  • in the outside air hatchched bars
  • the other gases such as H 2 S, NOx and / or S0 2 could be reduced (not shown).
  • Figure 2 shows effectiveness studies in a comparison between highly esterified, highly methylated (HM) and low esterified, low methylated (LM) pectins.
  • HM highly methylated
  • LM low methylated
  • Ammonia, dust, odor and physical parameters and measurements were taken in accordance with DIN 15259 in rabbit, horse and pig stables.
  • the FTIR method was used as the measurement method, carried out by LUFA Nord-West (DE).
  • the sampling facilities were carried out according to VDI 2066, the measurements according to DIN EN 13284-1.
  • the data shows that highly esterified, highly methylated pectins (DE 73; HM) have a higher efficiency than low esterified, low methylated pectins (DE 20-30; LM).
  • the comparative data show that products 4 - 6 with high
  • Figure 3 shows an example of the effectiveness of the composition based on the measurement of ammonia in animal stalls.
  • the NH 3 emissions were measured in different pig stables, each with 80 animals.
  • Citric acid (Merck, item number A15729025), 5 ml sulfuric acid (Merck, Article no. 23145000, conc. 62%) are added and stirred briefly for 10 seconds. 4. The remaining water (10 ml) is added and briefly stirred for 5 seconds.
  • a pectin mixture (Fresh RB and orange peel) is used, which contains highly esterified pectins.
  • Composition can be fed directly to a room air system and has been shown to reduce gaseous NH 3 , H 2 S, NOx and S0 2 in the room air. This was tested in stables for cattle farming and
  • the use of a combination of a mixture of highly esterified pectins and an organic acid is therefore extremely effective.
  • FIG. 1 The better effectiveness of the highly esterified or highly methylated pectins compared to low-esterified or low-methylated pectins can be seen in FIG. 2.
  • composition according to the invention is produced here as follows:
  • Citric acid (Merck, article number A15729025), 5 ml sulfuric acid (Merck, article number 23145000, conc. 62%) are added and stirred briefly for 10 seconds.
  • Spreading can be mixed with the manure. Alternatively, it can be sprayed directly onto the surface of the landfill.
  • composition for neutralizing NH 3 , H 2 S, NOx and S0 2 for
  • composition according to the invention is produced here as follows:
  • Citric acid (Merck, item number A 15729025) are added and stirred briefly for 10 seconds.
  • Composition for neutralizing NH 3 , H 2 S, NOx and S0 2 when spreading liquid manure and on landfills to form a foam layer is provided.
  • composition according to the invention is produced as follows:
  • Citric acid (Merck, article number A 15729025) are added and stirred briefly for 10 seconds.
  • Foam agent added.
  • compositions according to the invention can be used with generally known pressure sprayers or foam sprayers. Alternatively, nozzle systems or nebulization systems can also be used.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen zur Verwendung bei der Neutralisierung oder Reduktion von schädlichen Gerüchen oder von Gasen, insbesondere von gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (SO2). Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Vermeidung von umweltschädlichen Gasemissionen in Stallungen, Anlagen oder auch beim Ausbringen von flüssiger Gülle auf landwirtschaftlichen Äckern.

Description

Verfahren und Zusammensetzung zur Neutralisierung oder Reduktion schädlicher Gerüche oder Gase
Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen zur Verwendung bei der Neutralisierung oder Reduktion von schädlichen Gerüchen oder von Gasen,
insbesondere von gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem
Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder
gasförmigen Schwefeldioxid (S02). Das Verfahren eignet sich insbesondere zur
Vermeidung von umweltschädlichen Gasemissionen in Stallungen, Anlagen oder auch beim Ausbringen von flüssiger Gülle auf landwirtschaftlichen Äckern.
Stand der Technik:
Die Landwirtschaft und der Umweltschutz werden geprägt von neuen Herausforderungen hinsichtlich des Klimawandels, des Tierwohls und dem Umgang mit natürlichen Ressourcen. Umwelt- und tiergerechte Verfahren sind bei einer gleichzeitigen Wirtschaftlichkeit die
Eckpunkte einer modernen, wettbewerbsfähigen Tierproduktion, welche auch die Aspekte des Klimawandels oder des nachhaltigen Umweltschutzes mit einbezieht. Seit vielen Jahren sind die Werte von Ammoniak (NH3) in der Luft und im Boden in Mitteleuropa unverändert hoch. So werden nicht einmal die von den einzelnen Regierungen festgesetzten Grenzwerte eingehalten. Ein bekanntes Umweltziel liegt darin, die Emissionen von Ammoniak und anderen schädlichen gasförmigen Stoffen, wie z.B. gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) zu reduzieren.
Insbesondere in der Landwirtschaft stellt Ammoniak ein ernstzunehmendes Problem dar, denn ein Großteil der Ammoniak-Emissionen in der Landwirtschaft ist bedingt durch Nutztierhaltung, insbesondere durch die Rinderhaltung. Eine weitere Ammoniakquelle entsteht beim Einbringen von Gülle auf Äckern, weshalb die Ammoniakbelastung zu Beginn des Frühjahrs und im Herbst nach der Ernte am höchsten ist. Bei der Schweine- und Geflügelhaltung entstehen die meisten Emissionen dagegen direkt im Stall. Die bislang durchgeführten Maßnahmen, beispielsweise eine gezielte Fütterung oder bauliche Veränderungen können solche Emissionen nur leicht absenken.
Der überwiegende Teil der landwirtschaftlichen Ammoniak-Emissionen stammt aus der
Rinderhaltung (52 Prozent), der Schweinehaltung (20 Prozent), der Geflügelhaltung (9 Prozent) sowie der Mineraldüngeranwendung (15 Prozent). In der Schweinehaltung entsteht der Großteil der Emissionen direkt im Stall, in der Rinderhaltung bei der Lagerung von Wirtschaftsdünger und seiner Ausbringung.
Der Anteil des in Wirtschaftsdüngern enthaltenen Ammoniums (NH4) am Gesamtstickstoff (N) beträgt bei Stallmist rund 15 Prozent, bei Gülle etwa 50 Prozent und bei Jauche nahezu 95 Prozent. Bei der Lagerung und Ausbringung der Wirtschaftsdünger wird das Ammonium zu Ammoniak (NH3) umgewandelt und kann in die Atmosphäre entweichen. Ammoniak emittiert zudem aus großen landwirtschaftlichen Tierhaltungsanlagen. Bei den synthetischen
Stickstoffdüngern können insbesondere bei der Anwendung von ammoniumbildenden
Harnstoffdüngern bzw. ammoniumhaltiger AHL-Lösung größere Mengen an Ammoniak entweichen, d.h. bis zu 15 Prozent des Gesamt-Stickstoff-Gehalts.
Die Höhe der Ammoniakverluste bei der Ausbringung hängt von zahlreichen Boden- und Wetterbedingungen ab. Ein hoher pH-Wert, eine geringe Pufferkapazität, geringe
Bodenfeuchte, hohe Temperaturen und Wind begünstigen die Ammoniakausgasung.
Gasförmiges Ammoniak entsteht, wenn Harnstoff oder Eiweiß in den Exkrementen von
Nutztieren zersetzt werden. Ammoniak gilt als indirektes Treibhausgas, das die Bildung von klimawirksamen Gasen und von Feinstaub fördert. Unter bestimmten Bedingungen kann beispielsweise der im Ammoniak enthaltene Stickstoff im Boden zu extrem klimaschädlichem Lachgas (Distickstoffoxid; N20) umgewandelt werden. Lachgas (N20) ist ein hochwirksames Treibhausgas, dessen Klimawirksamkeit 265-mal so stark ist wie die von Kohlendioxid (C02).
Die Landwirtschaft ist für rund 80% der Lachgasemissionen in Deutschland verantwortlich. Die wesentliche Quelle der N20-Emissionen sind die Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden. Die Höhe dieser Emissionen wird dabei maßgeblich durch das Stickstoffmanagement bestimmt: Die Ausbringung von organischen und mineralischen Düngemitteln sowie die
Einarbeitung von Ernteresten.
In Stallungen für die Tierhaltung sind gasförmiger Ammoniak und gasförmiges
Schwefelwasserstoff ein ernstes Problem, da sich diese Emissionen auf das Stallklima und damit erheblich auf das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit von Nutztieren auswirken. Das Wohlbefinden der Tiere hängt entscheidend vom Stallklima ab. Insbesondere Milchkühe verbringen heutzutage nahezu ihre gesamte Lebenszeit im Stall. Die heutige hohe
Milchproduktion verlangt dem Stoffwechsel der Milchkühe Höchstleistungen ab, die vergleichbar sind mit den Höchstleistungen von Spitzensportlern.
In der Tierhaltung sind die Exkremente somit das Ausgangssubstrat für die
Ammoniakfreisetzung, wobei das Bildungspotential für NH3 zum einen von der Art und Menge der Exkremente, zum anderen vom Ausmaß der Stickstoffumwandlung beeinflusst wird. In der Schweinemast kann davon ausgegangen werden, dass bei einer durchschnittlichen täglichen Stickstoffaufnahme von 55 Gramm, lediglich etwa 30 % im Körper retiniert, aber ca. 50 % vorwiegend als Harnstoff mit dem Harn und 20 % als organisch gebundenes bakterielles Protein mit dem Kot ausgeschieden werden (Aarnink, 1997; Arogo et al., 2001 ; Kirchgässner et al. , 1991 a). Bei der Ammonifizierung wird der Harnstoff durch hydrolytische Spaltung mit Hilfe des katalysierenden Enzyms Urease in NH3 und C02 zerlegt. Die Ammonifizierung beginnt schon etwa 20 bis 60 Minuten nach der Harnausscheidung (Aarnink et al., 1992) und ist zumeist bereits nach zwei Stunden vollständig abgeschlossen (Montenni & Erisman, 1998). Die Geschwindigkeit und Vollständigkeit seiner Umwandlung wird von der Höhe der
Harnstoffkonzentration und der temperaturabhängigen Urease-Aktivität positiv beeinflusst. Das Enzym Urease ist im Kot enthalten und führt im Stall zu einer zunehmenden Beimpfung von Oberflächen mit Urease-aktiven Bakterien. Die Geschwindigkeit und Ausprägung der
Ammonifizierung ist davon abhängig, ob Harnstoff und Urease im Flüssigmist oder auch auf kotverschmutzten Flächen miteinander in Kontakt kommen. Bisherige fütterungstechnische Maßnahmen, Maßnahmen bei der Haltung und Entmistung sowie lüftungstechnische
Maßnahmen konnten lediglich zu einer geringen Verminderung von NH3- und H2S-Emissionen führen. Die Emissionen von Ammoniak in Tierhaltungsanlagen wirken sich somit nach wie vor ungünstig auf das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit von Nutztieren aus.
Im Freiland tragen gasförmiges Ammoniak und andere Verbindungen in Gasform zur
Versäuerung und Eutrophierung von Ökosystemen bei, darüber hinaus führt es über den Weg der Stickstoffdeposition zur Bildung und Freisetzung von Di-Stickstoffmonoxid.
Schwefelwasserstoff bildet mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch und wirkt in Konzentrationen ab 30 ppm akut toxisch auf den Menschen oder andere Säugetiere. Die maximale zulässige Arbeitsplatz-Konzentration beträgt < 5,0 ppm (DFG, 2014). Daneben ist H2S Ursache von für den Menschen unangenehmen Gerüchen, welche die Arbeitsbedingungen von Menschen in solchen Örtlichkeiten oder Räumen erschweren und damit eine Belästigung darstellen, da die Geruchsschwelle bei 0,0001 bis 0,03 mg/Nm3 Luft liegt.
Für die genannten Stoffe existieren Grenzwerte, die nicht überschritten werden dürfen. So soll beispielsweise die Ammoniakkonzentration im Aufenthaltsbereich von Kälbern <10 ppm nicht überschreiten.
Um zumindest die durch gasförmiges Ammoniak und gasförmige Schwefelwasserstoff- Emissionen bedingten Gerüche bei tierischen und menschlichen Fäkalien zu reduzieren, sind unterschiedliche Maßnahmen bekannt. So beschreibt die US-PS 124,041 die Geruchsbeseitigung bei Fäkalien mit Hilfe von Schwefelsäure und Salzsäure. Die US-PS 705,462 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Düngemittels aus Fäkalien durch Zusatz von Phenol, Kalziumkarbonat und kieselsaurer Tonerde.
In der US-PS 3 989 498 wird zur Geruchsbeseitigung eine Zusammensetzung vorgeschlagen, welche Eisessig und Amylalkohol enthält. Sie kann auch Schwefelsäure, Butandion-(2,3), Benzaldehyd, Salzsäure und Kupfersulfat enthalten. Die US-PS 0127383 beschreibt eine Zusammensetzung, die aus einem Salz von Lignosulfonsäure sowie einer schaumbildenden oberflächenaktiven Substanz besteht.
Die DE 31 42 254 A1 beschreibt eine Zusammensetzung zur Beseitigung von Gerüchen, unter anderem Ammoniakgerüchen unter Verwendung von Oxosäuren von Schwefel oder Phosphor, wobei auch organische Säuren verwendet werden können, beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure und dergleichen.
Bei der EP 1140 222 B1 kommt zur Reinigung und Desodorisation von Luft durch Zerstäubung eine wässrige konzentrierte Zusammensetzung zum Einsatz, die aus Anteilen von bestimmten Salzen der Undecylensäure und einem bestimmten öligen Bestandteil bestehen.
Die DE 31 42 254 A1 beschreibt ein Verdickungsmittel, bei dem neben Oxo-Säuren auch Pektine zum Einsatz kommen. Die Zusammensetzung wird nicht im Zusammenhang mit der Neutralisation von Gasen verwendet und auch der Einsatz von hochveresterten oder hochmethylierten Pektinen wird nicht beschrieben.
Die WO 2013 041 384 A1 beschreibt eine Zusammensetzung, bei der ein niedrigverestertes Pektin in einer Essigsäurelösung zum Einsatz kommt. Die Verwendung von hochmethylierten oder hochveresterten Pektinen in einem Verfahren zur Neutralisation oder Reduktion schädlicher Gasemissionen wird nicht beschrieben.
Die DE 24 22 574 A1 beschreibt ein wasserlösliches Bindemittel, bei dem unter anderem auch Pektine eingesetzt werden. Die Verwendung von hochmethylierten oder hochveresterten Pektinen in einem Verfahren zur Neutralisation oder Reduktion schädlicher Gasemissionen wird nicht beschrieben.
Darstellung der Erfindung;
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Verfahren und eine Zusammensetzung bereitzustellen, mit dem/der eine Neutralisierung oder Reduktion schädlicher Gase, insbesondere von gasförmigem Ammoniak, gasförmigem
Schwefelwasserstoff, gasförmigen Stickoxiden und/oder gasförmigem Schwefeldioxid möglich ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die darin eingesetzte Zusammensetzung . Bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen wieder.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen unerwünschte Emissionen von
gasförmigem Ammoniak (NH3), gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S), gasförmigen
Stickoxiden (NOx) und/oder gasförmigem Schwefeldioxid (S02) vermindert oder zumindest deutlich reduziert werden, was sich bei geschlossenen Anlagen positiv auf das Raumklima und im Freien (z.B. beim Ausbringen von Gülle) auf die Bildung unerwünschter Treibhausgase auswirkt.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Zusammensetzung verwendet, welche in der Lage ist, gasförmigen Ammoniak, gasförmigen Schwefelwasserstoff, gasförmige Stickoxide und/oder gasförmiges Schwefeldioxid zu neutralisieren oder zumindest deutlich zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst dabei die folgenden Grundkomponenten: a) Pektine oder eine Mischung von Pektinen,
b) wenigstens eine organische Säure oder deren Salze.
Dabei hat sich die Verwendung von hochmethylierten oder hochveresterten Pektinen in der Zusammensetzung bei der Neutralisation oder Reduktion der oben genannten Gase als besonders vorteilhaft herausgestellt. Erfindungsgemäß umfasst die Zusammensetzung hochveresterte oder hochmethylierte Pektine oder eine Mischung von Pektinen, die
hochveresterte und/oder hochmethylierte Pektine umfasst. Vorzugsweise beträgt das
Verhältnis der hochveresterten bzw. hochmethylierten Pektine zu den niedrigveresterten bzw. niedrigmethylierten Pektinen in der Mischung > 1 :1 , vorzugsweise > 2:1 ,
vorzugsweise > 3:1.
Sofern im Kontext der vorliegenden Erfindung von organischen oder anorganischen
Säuren gesprochen wird, sind auch immer deren Salze vom Schutzumfang mit
eingeschlossen. Das gilt auch für Derivate solcher Säuren.
Je nach Anwendungsfall variieren die Konzentrationsverhältnisse und der Zusatz weiterer Stoffe oder Substanzen in der Zusammensetzung. Insbesondere bestehen Unterschiede bei einer inneren Anwendung (z.B. in Stallungen) oder im Freiraum (z.B. beim Ausbringen von Gülle), um die Ausbreitung schädlicher Emissionen oder Gerüche zu unterbinden.
Bei dem erfindungsgemäßen Pektin oder der Mischung von Pektinen handelt es sich um pflanzliche Polysaccharide bzw. Polyuronide, die im Wesentlichen aus a-1 ,4-glykosidisch und/oder ß-1 ,4-glykosidisch verknüpften D-Galacturonsäure-Einheiten bestehen, welche das Rückgrat des Moleküls bilden.
Vorwiegend weist das Pektin demnach folgende aus a-D-Galacturonsäure-Einheiten bestehende Grundstruktur auf:
Figure imgf000008_0001
Mit von der Erfindung umfasst sind auch darauf aufbauende veresterte, acetylierte oder mit Neutralzuckern substituierte Pektin-Derivate.
Die in der Zusammensetzung eingesetzten Pektine bzw. Polysaccharide müssen in der Lage sein, Wasser zu binden. Zum Beispiel wird das in das Wasser aufgenommene NH3 in einer polymeren Matrix als NH4+ gebunden, wodurch eine Emission verhindert wird.
Vorzugsweise werden Pektine eingesetzt, die aus Pflanzenbestandteilen isoliert worden sind, beispielsweise aus Pflanzenstängeln, Pflanzenblüten oder Pflanzenblättern. In einer bevorzugten Variante werden Pektine aus Zitrusfrüchten, aus der Zuckerrübe oder
Fruchtständen von Sonnenblumen gewonnen, vorzugsweise aus den Schalen von Äpfeln, Quitten, Orangen, Aprikosen, Kirschen. Jedoch sind auch Pektine aus anderen Quellen, beispielsweise aus Gemüse wie Möhren von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Pektinen gehören auch Protopektine, modifizierte Pektine sowie analog zu Pektinen wirkende Stoffe, Substanzen oder Verbindungen, welche im Zusammenhang mit der Neutralisierung von Ammoniak oder Schwefelwasserstoff die gleiche technische Wirkung erzielen wie natürliche Pektine. Dazu gehören beispielsweise
Abwandlungen von der über a-1 ,4- und ß-1 ,4-glykosidische Bindungen bestehenden
Grundstruktur der Pektine. Als bevorzugte Varianten können auch Pektine eingesetzt werden, bei denen die 1 ,2-Bindungen durch einen Neutralzucker substituiert oder unterbrochen sind, beispielsweise mit a-L-Rhamnose. Daneben sind auch Pektine umfasst, deren Seitenketten mit Zuckern substituiert sind, beispielsweise mit Arabinose, Galaktose oder Xylose. Ferner sind auch Pektine umfasst, bei denen Hydroxygruppen am C2- oder C3-Atom der
Galacturoneinheiten acetyliert oder durch weitere Neutralzucker wie D-Galaktose, D-Xylose, L- Arabinose oder L-Rhamnose substituiert sind. Daneben können auch Veresterungen, z.B. bei Carboxy-Gruppen der Polygalacturonsäure Vorkommen, beispielsweise Veresterungen mit Methanol. Somit sind auch sämtliche veresterte oder acetylierte Pektin-Varianten von der vorliegenden Erfindung erfasst, beispielsweise hochmethylierte oder hochveresterte Pektine, niedrigmethylierte und niederversterte Pektine, Pektinsäuren sowie Aminopektine.
Die erfindungsgemäß eingesetzten organischen Säuren, deren Salze oder Mischung von organischen Säuren (bzw. deren Salze) stammen vorzugsweise aus natürlichen Quellen.
Bevorzugte organische Säuren sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, sowie davon abgeleitete oder abgewandelte Derivate. Ferner können auch feste
organische Säuren wie Benzoesäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Maleinsäure,
Zitronensäure, Malonsäure, Succinsäure, Apfelsäure, Adipinsäure, Fumarsäure und
dergleichen für die erfindungsgemäße Zusammensetzung eingesetzt werden.
Anstelle einer organischen Säure oder zusätzlich zu einer organischen Säure kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch eine anorganische Säure enthalten,
vorzugsweise Kohlensäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, und/oder Salzsäure. In einer weiteren Variante liegt neben der organischen Säure oder der Mischung organischer
Säuren wenigstens eine anorganische Säure in der Zusammensetzung vor, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlensäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und/oder Salzsäure, sowie Mischungen davon. Daneben sind auch spezielle Salze anorganischer Säuren von der Erfindung umfasst, z.B. MgS04, welche vorzugsweise bei einem Gehalt von > 20 ppm NH3 zum Einsatz kommen.
Neben dem Pektin oder der Mischung von Pektinen kann die erfindungsgemäße
Zusammensetzung zusätzlich auch andere Polysaccharide enthalten, wie z.B. Alginate, Stärke oder Mischungen davon, insbesondere solche, die in einem sauren Milieu löslich sind. Daneben können auch künstliche Polymere eingesetzt werden. Denn es geht darum, mit den Pektinen, Polysacchariden oder künstlichen Polymeren ein Polymergitter aufzubauen, das wiederum die Bindefähigkeit von NH3 und der Schwefelverbindungen verbessert oder unterstützt und diese erst wieder bei einem Abbau durch Mikroorganismen abgibt. Vorzugsweise basiert die erfindungsgemäße Zusammensetzung vollständig aus
Nahrungsmitteln oder für den Menschen bioverträglichen Komponenten. Dadurch kann das Produkt auch bei bio- oder öko-landwirtschaftlichen Produktionen eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Variante umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine oder mehrere der folgenden zusätzlichen Komponenten: c) wenigstens eine anorganische Säure oder deren Salze,
d) zusätzliche Polysaccharide,
e) modifizierte Polymere,
f) Silikate (Si02),
g) Bentonite oder Zeolithe,
h) Polyvinylalkohol.
Bevorzugte Polysaccharide sind Stärke, z.B. gewonnen aus Kartoffeln, Maniok, Getreide. Ferner können je nach Anwendungsfall auch Mengen an Zeolith oder Bentonit zugemengt werden.
In einer bevorzugten Variante liegt die Zusammensetzung als wässrige
Zusammensetzung, insbesondere als wässrige Dispersion, vor, mit einem Anteil von
a) 1 bis 20 Gew.-% an Pektin oder einer Mischung von Pektinen und
b) 1 bis 25 Gew.-% an organischer Säure oder deren Salzen oder einer Mischung von organischen Säuren oder deren Salzen, und
c) einem Restgehalt an Lösungsmittel für 100 Gew.-%, vorzugsweise Wasser.
In einer weiter bevorzugten Variante liegt die Zusammensetzung als wässrige
Zusammensetzung, insbesondere als wässrige Dispersion, vor, mit einem Anteil von
a) 1 bis 12 Gew.-% an Pektin oder einer Pektinmischung, gegebenenfalls mit zusätzlichen Polysacchariden (z.B. Alginate oder Stärke) und/oder einem Verdickungsmittel,
b) 1 bis 25 Gew.-% an organischer Säure oder deren Salzen, gegebenenfalls mit zusätzlicher anorganischer Säure oder deren Salzen sowie Mischungen von organischen und/oder anorganischen Säuren (bzw. deren Salzen),
c) 53 bis 95 Gew.-% destilliertes /Ion freies oder PUR Wasser, und
d) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines schaumbildenden Mittels.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem eingesetzten Wasser um destilliertes Wasser oder ein anderes Lösungsmittel, in dem die in der Zusammensetzung enthaltenen Pektine sowie die darin eingesetzten organischen und/oder anorganischen Säuren miteinander mischbar sind. In einer weiteren Ausführungsform werden die Pektine mit einem Anteil von wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 15 Gew.-% und die Säuren mit wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.-% in der
Zusammensetzung eingesetzt, wobei der Restgehalt für 100 Gew.-% mit destilliertem Wasser oder einem anderen Lösungsmittel ergänzt wird.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird in wässriger, viskoser oder in fester Form auf das zu behandelnde Objekt aufgetragen, beispielsweise indem eine Behandlung des Objektes durch Besprühen, Zerstäuben, Aufbringen, Einbringen oder Vermengen erfolgt. Für die Behandlung von Innenräumen, beispielsweise Stallungen für die Nutztierhaltung, bietet sich ein Zerstäuben oder Besprühen der Raumluft, der Einsatz von Wäschern oder ein Aufbringen an den Stallwandungen an. Daneben kann auch ein Aufbringen auf
Bodenspalten erfolgen oder ein Einmischen in die darunterliegenden Gülle. Ein Einbringen der Zusammensetzung kann beispielsweise in Stroh, Holzpellets oder Gestein erfolgen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich überall dort, wo es zur Bildung von gasförmigem Ammoniak, gasförmigem Schwefelwasserstoff, gasförmigen Stickoxiden und/oder gasförmigem Schwefeldioxid kommt, insbesondere auch bei solchen Objekten, bei denen für Menschen unangenehme Gerüche beseitigt werden sollen. So können beispielsweise Anlagen in der Landwirtschaft, insbesondere in der Tierhaltung,
Industrieanlagen, Kläranlagen sowie geschlossene Gebäude, beispielsweise Ställe zur Tierhaltung, beispielsweise bei der Mast oder Haltung von Milchkühen, Schweinen, Geflügel, Kaninchen, Katzen, Meerschweinchen, Hunden oder Pferden etc. behandelt werden.
Daneben kann auch eine Applikation der Zusammensetzung in wässriger, fester, viskoser oder gasförmiger Form außerhalb geschlossener Räume erfolgen, beispielsweise wenn es sich bei dem Objekt um Abwässer handelt. Auch Abwässer einer Kläranlage oder Klärschlamm sowie Gülle oder kommunale oder industrielle Abfälle sind mit der Zusammensetzung behandelbar. Bevorzugt erfolgt die Applikation der Zusammensetzung in einem offenen oder zumindest teilweise geschlossenen Raum, bei dem Gasemissionen, z.B. hohe Ammoniak- oder Schwefelwasserstoffkonzentrationen, zu erwarten sind, wie beispielsweise Ställe, Misten, Toiletten oder Containern, die Ammoniak-haltige Stoffe transportieren. Vorzugsweise kommt bei Stallungen oder anderen Räumlichkeiten ein spezielles Düsensystem oder Vernebelungssystem zum Einsatz, um die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu zerstäuben. Vorzugsweise ist die Vorrichtung direkt in der Stallung installiert und kann bedarfsweise die Wirkstoffzusammensetzung in dem Raum als Aerosol vernebeln. Vorzugsweise wird hierzu der Innenraum um ca. 2° C abgesenkt, was die Bindekapazität der Zusammensetzung für die NH3-, H2S-, NOx- und/oder S02-Gase erhöht.
Die Applikation der erfindungsgemäßen Formulierung kann jedoch auch in einem Becken erfolgen, beispielsweise einem Klärbecken einer Kläranlage. Ferner ist auch eine Applikation der Zusammensetzung in einer Deponie und/oder einer Freifläche möglich, beispielsweise im Rahmen der Austragung von Gülle auf einen Acker oder Freiluft- Toiletten. Gerade hier ist die Ammoniakbelastung regelmäßig sehr hoch, sodass eine unmittelbare Neutralisierung des Ammoniaks in der Gülle erheblich dazu beitragen kann, die Ammoniakemissionen und damit die indirekte Bildung von Treibhausgasen zu reduzieren. Somit umfasst die Erfindung jegliche Applikation auf einem Objekt, wobei es sich bei dem Objekt um einen Feststoff (einschließlich fester Oberflächen), um ein Gas und/oder eine Flüssigkeit handeln kann. Daneben sind auch viskose Stoffe umfasst, wie z.B. Gele oder Gel-Papiere.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zusammensetzung auf einem festen Untergrund in Form einer wässrigen Dispersion aufgesprüht. Die Applikation kann auch zusätzlich in einem Wäscher zugegeben werden, womit sich eine vollständige Neutralisation der NH3-, H2S-, NOx- und/oder S02-Gase und der Gerüche realisieren lässt. Diese Applikation eignet sich besonders gut in allen Formen von Stallungen.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zusammensetzung auf einem festen Untergrund in Form einer wässrigen Dispersion aufgesprüht. In der
Applikation kann die Zusammensetzung auch ein zusätzliches schaumbildendes Mittel enthalten, vorzugsweise wenigstens ein wasserlösliches schaumbildendes natürliches Protein. Diese Variante kann beispielsweise bei Kläranlagen eingesetzt werden, um die NH3-, H2S-, NOX- und/oder S02-Gase zurückhalten oder zu neutralisieren. Hierfür bildet die Dispersion eine ausreichend dicke Schaumschicht, welche wie ein Schwamm oder Film die bedenklichen Gase absorbiert und chemisch neutralisiert. In einer bevorzugten Variante wird die Zusammensetzung in viskoser Form eingesetzt, sodass diese auch auf senkrechten Flächen, beispielsweise auf Wänden einer Stallung, applizierbar ist und wie ein Film haftet. Als Schaumbilder kommen alle üblichen dem Fachmann bekannten Mittel in Frage z.B. Alkylpolyglycoside oder herkömmliches Eiweiß. Der Anteil der Schaumbilder beträgt je nach Anwendung zwischen 0 bis maximal 10 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise weniger als 7,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 5 Gew.-%,
In einer weiteren bevorzugten Variante enthält die Zusammensetzung vorzugsweise ein Bindemittel (auch genannt: Verdickungsmittel, Dickungsmittel). Verdickungsmittel sind Stoffe, die in erster Linie in der Lage sind, Wasser zu binden. Durch Entzug von
ungebundenem Wasser kommt es zur Erhöhung der Viskosität. Ab einer für jedes
Verdickungsmittel charakteristischen Konzentration treten zu diesem Effekt noch
Netzwerkeffekte auf, die zu einer meist überproportionalen Erhöhung der Viskosität führen. In diesem Fall wird davon gesprochen, dass Moleküle miteinander 'kommunizieren', mithin verschlaufen. Die meisten Verdickungsmittel sind lineare oder verzweigte Makromoleküle (wie Polysaccharide oder Proteine), die durch intermolekulare Wechselwirkungen, wie Wasse rstoffbrücke n , hydrophobe Wechselwirkungen oder lonenbeziehungen miteinander interagieren können. Extreme Dickungsmitteln sind Schichtsilikate (Bentonite, Hectorite) oder hydratisierte Si02-Partikel, die als Teilchen dispergiert vorliegen und in ihrer festkörperartigen Struktur Wasser binden können oder aufgrund der beschriebenen Wechselwirkungen miteinander interagieren können.
Bevorzugte Verdickungsmittel sind Guar, Johannisbrotkernmehl, Carrageen, Cellulose- Ether, Polyvinylalkohol und Silikate.
In einer Variante wird vorzugweise eine Mischung aus einem Butadien-/Acrylnitril- Copolymer, einem Polyisocyanat und einem Hemmstoff, beispielsweise Essigsäure, eingesetzt. Die Essigsäure kann als Inhibitor eine vorzeitige Reaktion der Butadien- /Acrylnitril-Copolymere mit dem Polyisocyanat verhindern. Zusätzlich können jedoch auch andere Polymere verwendet werden, die in der Lage sind, die aktiven Komponenten der Zusammensetzung zu binden.
Durch die erwünschte Bindung von gasförmigem Ammoniak bzw. gasförmigem
Schwefelwasserstoff werden auch übelriechende Substanzen beseitigt, sodass die Zusammensetzung sich zum Desodorieren von Örtlichkeiten mit übelriechenden Gerüchen eignet. Beispielsweise kommen hierfür Freilufttoiletten, Urinale, Brückenunterführungen, U- Bahnstationen, Sportanlagen, Fitnessstudios oder Treppen in Hausfluren etc. in Betracht. Daneben ist auch eine Desodorierung von Müllcontainern oder Laboratorien möglich, bei denen ebenfalls gasförmiges NH3, H2S, NOx und/oder S02 entstehen können.
Zusätzlich und anstelle eines Bindemittels kann der Zusammensetzung auch ein
Verfestigungsmittel zugesetzt werden, sodass diese als Gel auf Oberflächen, beispielsweise Böden oder Wänden des zu behandelnden Objekts auftragbar ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Zusammensetzung als Gel, Granulat, Flüssigkeit oder ausgehärteter Feststoff zur Behandlung des Objektes bereitgestellt.
Beispielsweise kann das Granulat in Form kleiner Körner Bestandteil von Katzenstreu, als Bestandteil von Babywindeln oder als Zusatz für eine Stallbodenbestückung eingesetzt werden. Daneben ist auch eine Applikation der Zusammensetzung auf Stroh, Holzspänen, Katzenstreu oder anderen Stallbodenbelägen möglich.
Um eine ausreichende Festigkeit zu erreichen, kann der Fachmann für ein Gel bzw. einen Festkörper die jeweils entsprechenden Mengen der geeigneten Komponenten der
Zusammensetzung selbst bestimmen und einsetzen.
Vorzugsweise betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Neutralisierung oder Reduktion von gasförmigem Ammoniak, gasförmigem Schwefelwasserstoff, gasförmigen Stickoxiden und/oder gasförmigen Schwefeldioxid in Stallungen zur Nutztierhaltung.
Dadurch eignet sich die Zusammensetzung insbesondere zur Verbesserung des
Stallklimas bei Tierhaltungen, insbesondere bei Rinderhaltung, Schweinehaltung,
Geflügelhaltung etc. Zum Beispiel ist eine Reduktion von Ammoniak deutlich messbar. Das Verfahren eignet sich jedoch auch zur Reduktion der Konzentration von
Schwefelwasserstoff, von Stickoxiden oder Schwefeldioxid. Dabei hat sich eine
Kombination einer organischen Säure (oder deren Salze) zusammen mit einer Mischung hochveresterter und/oder hochmethylierter Pektine für die Reduktion von Gasen in Stallungen als besonders wirksam herausgestellt, wenn man eine solche
Zusammensetzung mit einer mit niedrigveresterten Pektinen vergleicht. Vorzugsweise kommen Mischungen mit hochveresterten und/oder hochmethylierten Pektinen zum Einsatz, bei denen der Veresterungsgrad > 50 % und/oder Methylierungsgrad > 50 % beträgt. Auch Mischungen von hochveresterten Pektinen oder hochmethylierten Pektinen mit niedrigveresterten oder niedrigmethylierten Pektinen sind denkbar. Vorzugsweise ist in der Mischung der Anteil von hochveresterten Pektinen oder hochmethylierten Pektinen in der Zusammensetzung höher als der Anteil von niedrigveresterten oder niedrigmethylierten Pektinen.
Durch die nachweisliche Reduktion von Ammoniak und anderen Gasen in der
Atmungsatmosphäre der Stallung wird das Wohlbefinden und letztendlich die
Leistungsfähigkeit der Nutztiere verbessert. Dies hat insbesondere eine nachhaltige Wirkung bei der Milchviehhaltung, welche eine bedeutende Quelle für das Einkommen der Landwirte darstellt. Des Weiteren leistet die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Umweltemissionen, welche z.B. durch die
Rinderhaltung oder das Ausbringen von Gülle auf Äckern bedingt ist. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung als klimawirksames Mittel, um die Emission von Gasen wie Ammoniak als indirektes Treibhausgas in die Atmosphäre zu reduzieren.
Das Stallklima beeinflusst nicht zuletzt das Wohlbefinden und die Leistung der Tiere. Die minimal erforderliche Luftwechselrate (erforderlicher Luftmassenstrom) bemisst sich nach der Wärmestrom-, Wasserdampf- und Kohlendioxid-Bilanz (DIN 18910-1 , 2004), wobei sie in aller Regel in der Sommersituation durch die Wärmebilanz und in der Wintersituation durch die Wasserdampfbilanz bestimmt wird. In frei gelüfteten Ställen wird die
Mindestluftrate in den allermeisten Fällen überschritten, oft um ein mehrfaches. Für eine Reihe von Verbindungen wie Ammoniak (NH3), Methan (CH4), Kohlenstoffdioxid (C02), Staub und Bio-Aerosole (Bakterien, Viren, Pilze, Pollen etc.) existieren Grenzwerte, die eingehalten werden müssen. Die Messung von Gasemissionen, beispielsweise von gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02), kann beispielsweise anhand der folgenden vier Methoden ermittelt werden:
1. Messung des Luft-Volumen-Stroms (m3SY1) sowie der Differenz der
Konzentrationen der interessierenden Stoffe innerhalb und außerhalb des
Gebäudes (mg m 3).
2. T racer-Ratio-Methode: Kontrollierte Freisetzung eines Tracers (GH 1) und Messung der Konzentrationen des Tracers sowie der interessierenden Stoffe innerhalb und außerhalb des Gebäudes (mg m 3).
3. Messung der Konzentration der interessierenden Stoffe sowie von Windrichtung und Windgeschwindigkeit in der unmittelbaren Umgebung des Stallgebäudes (auch Mikrometeorologische Methode genannt).
4. Messung des Stoffeintrages in der Umgebung des Stallgebäudes mit Sammlern (sogenannte Passivsammler).
Bevorzugt ist die Ermittlung des Emissionsstroms aus dem Produkt von Luftvolumenstrom und der Differenz der Gaskonzentration innerhalb und außerhalb des Gebäudes, da mit der Messung des Luftvolumenstroms zugleich ein Parameter zur Charakterisierung des Stallklimas vorliegt. Die Ermittlung des Luftvolumenstroms freigelüfteter Gebäude ist mit unterschiedlichen Methoden möglich (z.B. Bilanzierungsmethode, Tracer-Methode, direkte Messung des Luftstroms, indirekte Messung des Luftstroms). Die Wahl der geeigneten Messmethode sowie die Bestimmung der einzelnen Parameter sind dem Fachmann geläufig, um die Wirkung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf die Emission von NH3-, H2S-, NOX- und/oder S02-Gasen zu bestimmen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist vor diesem Hintergrund in mehreren
Punkten vorteilhaft, u.a. da sie:
- hauptsächlich oder völlig aus natürlichen Inhaltsstoffen besteht und somit
umweltfreundlich ist,
- für Mensch und Tier unbedenklich ist,
bei der Tierzucht zahlreiche positive Auswirkungen auf die Tiermast hat
(Verbesserung des Stallklimas und der Krankheitsresistenz),
- eine sehr gute biologische Abbaubarkeit besitzt,
- die Gase dauerhaft neutralisiert und nicht nur maskiert,
einfach und preiswert herstellbar und in der Praxis leicht anwendbar ist, problemlos entsorgt oder abgebaut werden kann,
- als Dünger oder Biogas weiterverarbeitet oder verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft nicht nur ein Verfahren zur Neutralisierung oder
Reduktion von schädlichen Gerüchen oder von Gasen, insbesondere von gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02), sondern auch eine darauf gerichtete Zusammensetzung, immer mit den einzelnen Komponenten wie sie oben beschrieben sind. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine organische Säure mit vorzugsweise 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Milchsäure, Propionsäure und davon abgewandelte Derivate. Daneben kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung anstelle der organischen Säure oder neben der organischen Säure wenigstens eine anorganische Säure, vorzugsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure, Kohlensäure oder Salzsäure umfassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer solchen Zusammensetzung zur Neutralisierung oder Reduktion von schädlichen Gasen, insbesondere von
gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02) in der Landwirtschaft, insbesondere in der Tierzucht, in der Fischindustrie, in Industrieanlagen, in Anlagen der Chemie oder Petrochemie, bei Kläranlagen, Deponien, Abwasserkanälen und/oder in betroffenen geschlossenen Gebäuden, insbesondere in Stallungen zur Tiermast, Küchen, Altenheime, Fitnessstudios, Sportanlagen, Toiletten oder zur
Behandlung von NH3 und/oder H2S enthaltenden Freiflächen oder anderen Objekten, an denen gasförmiges NH3 und/oder gasförmiges H2S auftritt. Als solches eignet sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch zur Bekämpfung von Gerüchen, die durch NH3 und/oder H2S-Gas bedingt sind, insbesondere in Örtlichkeiten, bei denen für den Menschen unangenehme Gerüche vorherrschen, beispielsweise in Sanitäranlagen, Toiletten, Abwasserkanälen, Kläranlagen etc. Als solches eignet sich die
erfindungsgemäße Zusammensetzung auch als Deodorant oder Parfüm.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Figur 1 beschreibt die Versuchsergebnisse zur Bestimmung von Ammoniak in den Stallungen einer Kaninchenzucht. Die Versuche wurden mit ausgewachsenen Tieren (kurz vor der Schlachtung) einer Kaninchenzucht durchgeführt. Gezeigt sind die Logdaten für das beispielhaft getestete Gas NH3 im Innenraum der Stallung (schwarze Balken) und in der Außenluft (schraffierte Balken) in einem Verlauf von 24 Stunden durch Behandlung mit einer Zusammensetzung entsprechend dem Beispiel 1. Auch die anderen Gase wie H2S, NOx und/oder S02 ließen sich reduzieren (nicht gezeigt).
Figur 2 zeigt Wirksamkeitsstudien in einem Vergleich zwischen hochveresterten, hochmethylierten (HM) und niedrigveresterten, niedrigmethylierten (LM) Pektinen. Zum Einsatz kommen unterschiedliche Produkte 1 6, die verschiedene Pektin-Mischungen umfassen.
Veresterungsgrad von Produkt 1 - 3: DE 20-30 (niedrigverestert; LM)
Veresterungsgrad von Produkt 4 - 6: DE 73 (hochverestert; HM)
Die Probenahme von Ammoniak, Staub, Geruch sowie physikalischen Parametern und Messungen erfolgten nach DIN 15259 in Kaninchen-, Pferde-, und Schweinestallungen. Als Messverfahren kam die FTIR-Methode zum Einsatz, ausgeführt von der LUFA Nord- West (DE). Die Einrichtungen zur Probenahme erfolgte nach VDI 2066, die Messungen nach DIN EN 13284-1.
Aus den Daten geht hervor, dass hochveresterte, hochmethylierte Pektine (DE 73; HM) einen höheren Wirkungsgrad aufweisen als niedrigveresterte, niedrigmethylierte Pektine (DE 20 - 30; LM). Die Vergleichsdaten zeigen, dass die Produkte 4 - 6 mit hohem
Veresterungsgrad deutlich aktiver sind als die Produkte 1 - 3, welche niedrigveresterte Pektine enthalten. Die Daten wurden in unterschiedlichen Kaninchen-, Pferde- und
Schweinestallungen und mit gleicher Ausbringungsmethode gewonnen, um möglichst gleiche Versuchsbedingungen sicherzustellen.
Figur 3 zeigt beispielhaft die Wirksamkeit der Zusammensetzung anhand der Messung von Ammoniak in Tierstallungen. Gemessen wurde die NH3-Emission in unterschiedlichen Schweinestallungen mit jeweils 80 Tieren pro Stallung. Die mit "links" bezeichnete
Tierstallung diente als Kontrolle. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung (= Produkt) kam bei der mit "rechts" bezeichneten Stallung zum Einsatz. Es konnte eine deutliche Reduktion der NH3-Emission von ca. 85 % erreicht werden.
Figur 4 zeigt die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (= Produkt) auf die Gas- und Geruchsreduktion einer Teststallung (mit Schweinen) im Vergleich zu einer Reihe von Kontrollmessungen, welche mit reinem Wasser ausgeführt wurden. Im
Vergleich zur Kontrolle wird eine Effektivität von über 90% bei der Gasreduktion erreicht, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Einsatz kommt. Der durch die Schweinezucht bedingte Tiergeruch in der Teststallung (rechte Stallung) wurde, für den Menschen deutlich wahrnehmbar, im Vergleich zu den Wasserkontrollen ebenfalls deutlich reduziert. Wie erwartet, zeigten die Wasserkontrollen keine Geruchsreduktion.
Wege zur Ausführung der Erfindung:
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 :
Zusammensetzung zur Neutralisierung von NH3, H2S, NOx und S02 in der Stallluft von Stallungen zur Nutztierhaltung
1. 100 g Pektin (Fresh RB) wird in 450 ml vorgewärmtem (40 - 60 °C) destilliertem Wasser it einem Hochgeschwindigkeitsrührgerät (IKA, Eurostar 20 "high speed") gelöst und homogenisiert.
2. 40 g Orangeschalen (Fa. Cpkelco, lille skensved, DK) werden langsam zu der Mischung zugegeben und vermischt.
3. 75 ml Essigsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 3699010, konz. 60 %), 150 ml
Zitronensäure (Fa. Merck, Artikelnr. A15729025), 5 ml Schwefelsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 23145000, konz. 62 %) werden zugesetzt und kurz für 10 Sek. verrührt. 4. Das restliche Wasser (10 ml) wird zugeführt und kurz, 5 Sek., verrührt.
Zum Einsatz kommt - neben einer organischen Säure - eine Pektin-Mischung (Fresh RB und Orangenschalen), die hochveresterte Pektine enthält. Die
Zusammensetzung kann direkt einem Raumluftsystem zugeführt werden und führt dort nachweislich zur Reduktion von gasförmigem NH3, H2S, NOx und S02 in der Raumluft. Getestet wurde dies in Stallungen zur Rinderhaltung und
Kaninchenhaltung.
Mit dieser Zusammensetzung ist nach einer Analyse von 10 verschiedenen
Teststallungen eine NH3-, H2S-, NOx- und S02 -Reduktion sowie Geruchsreduktion zwischen 71 und 88 % festzustellen. Der Einsatz einer Kombination aus einer Mischung von hochveresterten Pektinen und einer organischen Säure ist somit äußerst wirksam.
Für die Behandlung der Innenwände wurde ein Wäscher eingesetzt. Die Ergebnisse der Studie sind in der Figur 1 zusammengefasst. Die bessere Wirksamkeit der hochveresterten bzw. hochmethylierten Pektine im Vergleich zu niedrigveresterten bzw. niedrigmethyliereten Pektinen lässt sich in Figur 2 erkennen.
Beispiel 2:
Zusammensetzung zur Neutralisierung von NH3, H2S, NOx und S02 bei der Ausbringung von Gülle und auf Deponien
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird hier folgendermaßen hergestellt:
1. 100 g Pektin (Fresh RB) wird in 450 ml vorgewärmtem (40 - 60 °C) destilliertem Wasser mit einem Hochgeschwindigkeitsrührgerät (IKA, Eurostar 20 "high speed") gelöst und homogenisiert.
2. 40 g Orangeschalen (Fa. Cpkelco, lille skensved, DK) werden langsam zu der Mischung zugegeben und vermischt.
3. 75 ml Essigsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 3699010, konz. 60 %), 150 ml
Zitronensäure (Fa. Merck, Artikelnr. A15729025), 5 ml Schwefelsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 23145000, konz. 62 %) werden zugesetzt und kurz für 10 Sek. verrührt.
4. Das restliche Wasser (10 ml) wird zugeführt und kurz, 5 Sek., verrührt. Die wässrige Dispersion kann direkt auf die Gülle versprüht oder vor der
Ausbringung mit der Gülle vermischt werden. Alternativ kann sie direkt auf die Oberfläche der Deponie versprüht werden.
Bei dieser Anwendung wird eine Gasreduktion von 70-85% bei gleichzeitiger für den Menschen deutlich wahrnehmbarer Geruchsreduktion erreicht.
Beispiel 3:
Zusammensetzung zur Neutralisierung von NH3, H2S, NOx und S02zur
Anwendung bei Wänden/Decken in belasteten Räumen
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird hier folgendermaßen hergestellt:
1. 120 g Pektin (Genu Phresh 30) wird in 550 ml vorgewärmtem (40- 60 °C) dest. Wasser mit einem Hochgeschwindigkeitsrührgerät (IKA, Eurostar 20 "high speed") gelöst und homogenisiert.
2. 75 ml Essigsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 3699010, konz. 60 %), 200 ml
Zitronensäure (Fa. Merck, Artikelnr. A 15729025), werden zugesetzt und kurz für 10 Sek. verrührt.
3. Das restliche Wasser (55 ml) wird zugeführt und kurz, 5 Sek., verrührt.
Es lässt sich eine Reduktion der NH3-, H2S-, NOx- und S02 -Emission von
wenigstens 70% feststellen.
Beispiel 4:
Zusammensetzung zur Neutralisierung von NH3, H2S, NOx und S02 bei der Ausbringung von Gülle und auf Deponien unter Bildung einer Schaumschicht.
Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung wird folgendermaßen hergestellt:
1. 120 g Pektin (Fa. Fresh RB) wird in 450 ml vorgewärmtem (40- 60 °C) dest.
Wasser mit einem Hochgeschwindigkeitsrührgerät (IKA, Eurostar 20 "high speed") gelöst und homogenisiert.
2. 200 ml Essigsäure (Fa. Merck, Artikelnr. 3699010, konz. 60 %), 100 ml
Zitronensäure (Fa. Merck, Artikelnr. A 15729025) werden zugesetzt und kurz für 10 Sek. verrührt.
3. Das restliche Wasser (55 ml) wird zugeführt und kurz 5 Sek verrührt. Um eine schaumbildende gelartige Masse zu bilden, werden der o.g. Zusammensetzung nach dem Hinzufügen des Wassers noch 2000 Mikroliter Alkylopolyglucoside als
Schaummittel zugemischt.
Sie kann direkt auf die Gülle oder direkt auf die Oberfläche der Deponie versprüht werden und bildet nach kurzer Zeit einen homogenen Schaum, der für mehrere Stunden oder Tage stabil bleibt und die störenden NH3-, H2S-, NOx- und/oder S02 -Gase wie ein
Schwamm aufnimmt und chemisch neutralisiert.
Es lässt sich eine Geruchsreduktion von 74-85% und eine Gasemissionsreduktion von 71- 91 % erreichen (siehe Figuren 3 und 4).
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann mit allgemein bekannten Drucksprüh- oder Schaumsprühgeräten erfolgen. Alternativ können auch Düsensysteme oder Vernebelungssysteme zum Einsatz kommen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen begrenzt. Änderungen der verschiedenen Komponenten oder Ersetzungen durch technische Äquivalente sind, soweit sie im Rahmen des beanspruchten Schutzbegehrens der Ansprüche bleiben, jederzeit möglich.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Neutralisierung oder Reduktion von Gerüchen oder Gasen,
insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem
Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02) durch Verwendung einer Zusammensetzung, die folgende Komponenten umfasst:
a) Pektine oder eine Mischung von Pektinen,
b) wenigstens eine organische Säure oder deren Salze, dadurch gekennzeichnet, dass die Pektine hochveresterte oder hochmethylierte Pektine sind oder die Mischung von Pektinen hochveresterte und/oder hochmethylierte Pektine enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der
Zusammensetzung hochveresterte Pektine eingesetzt werden, deren
Veresterungsgrad > 50% beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Zusammensetzung hochmethylierte Pektine eingesetzt werden, deren
Methylierungsgrad > 50% beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von hochveresterten und/oder hochmethylierten Pektinen in der
Zusammensetzung größer ist als der Anteil von niedrigveresterten und/oder niedrigmethylierten Pektinen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der hochveresterten bzw. hochmethylierten Pektine zu den
niedrigveresterten bzw. niedrigmethylierten Pektinen > 1 :1 , vorzugsweise > 2:1 , vorzugsweise > 3: 1 beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthält:
c) wenigstens eine anorganische Säure oder deren Salze sowie Mischungen davon,
d) zusätzliche Polysaccharide,
e) modifizierte Polymere, f) Silikate (Si02),
g) Bentonite oder Zeolithe,
h) Polyvinylalkohol.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit der
Zusammensetzung eine Behandlung eines Objektes erfolgt, wobei es sich bei dem Objekt um
- einen Feststoff, ein Gas und/oder eine Flüssigkeit,
- Abwässer oder Klärschlamm,
- Gülle oder Abfälle,
- einen offenen oder zumindest teilweise geschlossenen Raum,
- eine Stallung zur Tierhaltung,
- ein Becken, eine Deponie und/oder eine Freifläche,
- eine Kläranlage
oder andere Objekte handelt, die einer NH3-,H2S-, NOx- und/oder S02-Belastung ausgesetzt sind oder bei denen gasförmiges NH3, H2S, NOx und/oder S02 entsteht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Objektes durch Besprühen, Zerstäuben, Aufbringen, Einbringen oder Vermengen mit der Zusammensetzung in wässriger, viskoser oder fester Form erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als wässrige Dispersion vorliegt, mit einem Anteil von a) 1 bis 12 Gew.-% an Pektin oder einer Mischung von Polysacchariden und b) 1 bis 25 Gew.-% an organischer Säure oder einer Mischung von organischen Säuren, und einen Restgehalt für 100 Gew.% an Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pektin oder die Mischung von Pektinen aus Zitrusfrüchten, Zuckerrüben oder Fruchtständen von Sonnenblumen gewonnen werden, vorzugsweise aus den Schalen von Äpfeln, Quitten, Orangen, Zitronen, Aprikosen, Kirschen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pektin vorwiegend aus a-D-Galacturonsäure mit folgender Grundstruktur besteht, einschließlich darauf aufbauender veresterter, acetylierter oder mit Neutralzuckern substituierter Pektin-Derivate:
Figure imgf000024_0001
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der organischen Säure um Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Propionsäure, Milchsäure und/oder davon abgewandelten Derivaten handelt.
13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als anorganische
Säure Kohlensäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und/oder Salzsäure in der Zusammensetzung eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung zusätzlich ein schaumbildendes Mittel enthält, vorzugsweise wenigstens ein wasserlösliches schaumbildendes natürliches Protein.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als Gel, Granulat, Flüssigkeit oder ausgehärteter Feststoff zu Behandlung des Objektes bereitgestellt wird.
16. Zusammensetzung zur Neutralisierung oder Reduktion von Gasen, insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02), umfassend eine oder mehrere der Komponenten wie in einem der
Ansprüche 1 bis 15 definiert.
17. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 16 zur Neutralisierung oder Reduktion von gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder gasförmigem
Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder gasförmigen Stickstoffoxid (NOx) und/oder gasförmigen Schwefeldioxid (S02) in der Landwirtschaft, insbesondere in , der Tierzucht, in der Fischindustrie, in Industrieanlagen, in Anlagen der Chemie oder Petrochemie, bei Kläranlagen, Deponien, Abwasserkanälen und/oder in betroffenen geschlossenen Gebäuden, insbesondere in Stallungen zur Tiermast, Küchen, Fischverarbeitende Industrie, Fitnessstudios, Sportanlagen, Toiletten oder zur Behandlung von NH3 und/oder H2S enthaltenden Freiflächen, wie Gülleausbringungen oder Freilufttoiletten.
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