Werkwijze en inrichting voor het verwerken van dierlijk slachtafval
Technisch veld
De uitvinding heeft betrekking op een proces voor het verwerken van dierlijk afval afkomstig van slachthuizen en op een inrichting voor de implementatie van het proces. De onderhavige uitvinding zal in het bijzonder zijn toepassing vinden op het gebied van voedsel voor dierlijke of menselijke consumptie. Andere toepassingen omvatten het gebruik van het verwerkt afval in bouwmaterialen of in meststoffen.
Achtergrond
Het is algemeen geweten dat het slachten van dieren, zoals runderachtigen, varkens, pluimvee, schapen of geiten, naast vlees voor consumptie, een grote hoeveelheid bijproducten (slachtafval) oplevert.
De bijproducten van slachthuizen bestaan uit alle zaken wat niet door de mens opgegeten wordt. Dit vertegenwoordigt een aanzienlijke hoeveelheid afval, in de grootte orde van 20 tot 25% van de behandelde hoeveelheden. Deze bijproducten bestaan ondermeer uit bloed en interne organen, beenderen, hoofden, veren, evenals keratinehoudende producten zoals haar, hoefjes, etc. Deze afvalproducten vormen een probleem in slachthuizen, ondermeer doordat deze producten, wegens hun instabiliteit, snel dienen te worden verwijderd uit de slachtlijn. Vele van deze producten kunnen gerecycleerd worden en na herwerking opnieuw aangewend worden, bijvoorbeeld in dierlijke voeding.
Diverse werkwijzen werden ontwikkeld voor de verwerking van slachtafval. Zo beschrijft EP 0 559 596 een methode en een inrichting voor het bereiden van voedermeel vertrekkende van slachtafval van kippen, ondermeer pluimen. De pluimen worden gehydrolyseerd via enzymatische en mechanische weg, waarna ze met andere slachtproducten zoals bloed, poten, hoofden, ingewanden, beenderen, gemengd en verder verbrijzeld en gedroogd worden. Hydrolyse van de kippenpluimen omvat: het introduceren van de pluimen in een met water gevulde kuip; het toevoegen van proteasen en het alkalisch maken van de oplossing.
Uit FR 2 452 255 is een methode voor het behandelen van slachtafval gekend, en onder meer van keratine-houdende substanties zoals haren, pluimen, wol, etc.. of collageen-houdende substanties zoals huid. De methode voor het behandelen van een keratineuse stof omvat het vooraf warm gewassen met een detergent oplossing, het toevoegen van een base of een mengsel van oxidantia en zuren, vervolgens het verzuren van het milieu, het filtreren om onzuiverheden te verwijderen, en het neerslaan van de zouten in het filtraat waarna de overgehouden oplossing geconcentreerd wordt.
In FR 2 247 166 verwijst men naar een procédé om mengsels van bloedproteïnes en vezelachtige proteïnes van dierlijke oorsprong te verwerken. De vezelachtige proteïnes van dierlijke oorsprong omvatten keratine of collageen houdende stoffen (bijvoorbeeld haar, huid, etc.). Het procédé bestaat erin de keratine of collageen houdende stoffen ter hydrolyse met een sterke base te behandelen. Het bekomen hydrolysaat wordt gemengd met bloed. De stoffen in het mengsel ondergaan een co-precipitatie door toevoegen zuren waarna het precipitaat gescheiden en gedroogd wordt.
WO 86/04487 beschrijft een methode voor het bereiden van een proteïne hydrolysaat vertrekkende van slachtafval, ondermeer varkenshoofden, varkenshoefjes en varkenshuid. De methode bestaat uit volgende stappen. Het onversneden slachtafval wordt eerst gekookt en vervolgens afgekoeld. Een neutrale protease, bijvoorbeeld colorase N, toegevoegd. Na de enzymreaktie wordt het vaste gedeelte van het mengsel afgezonderd, het vloeibare gedeelte wordt gefiltreerd om bovendrijvend vet te verwijderen en afgekoeld. Het eindproduct omvat ongeveer 10 - 35 % droge stof.
De hierboven vermelde werkwijzen hebben als belangrijk nadeel dat zij omslachtige en dikwijls ingewikkelde procedures gebruiken ter verwerking van het slachtafval. Bovendien is veelal de rentabiliteit van beschreven processen zeer laag en/of vereisen de processen een hoge energietoevoer.
Nog een ander nadeel is dat de afvalproducten niet direct na het slachtprocédé kunnen verwerkt worden: ze dienen afgevoerd te worden om in een andere eenheid, eventueel op een andere locatie buiten het slachthuis, verder verwerkt te worden, hetgeen bijkomende kosten met zich meebrengt.
Eén van de doelstellingen van deze uitvinding bestaat erin een werkwijze te voorzien om dierlijke slachtafval op een gemakkelijker en energetisch efficiëntere wijze te verwerken.
Een andere doelstelling van deze uitvinding bestaat erin een werkwijze te voorzien voor het verwerken van dierlijk slachtafval dat onmiddellijk in de slachthuizen kan worden geëxploiteerd bij uitgang van de slachtband, hetgeen de rentabiliteit van het slachthuis verhoogt.
Een ander doel van deze uitvinding bestaat hierin een werkwijze te voorzien voor het verwerken van dierlijk slachtafval dat toelaat een afgewerkt product van goede biologische waarde te verkrijgen.
De huidige uitvinding heeft ook als doel het voorzien van een geschikte inrichting voor het implementeren van bovengenoemde werkwijze.
Een ander doel van deze uitvinding is een dierlijk verwerkt afvalproduct te verschaffen dat gemakkelijk benut kan worden in dierlijke en/of menselijke voeding of in andere toepassingen.
Samenvatting
Hiertoe voorziet de onderhavige uitvinding in een eerste aspect in een verbeterde werkwijze voor het verwerken van slachtafval. De onderhavige werkwijze kan voordelig aangewend worden bij de verwerking van afval afkomstig van eender welk type dier. De onderhavige werkwijze is bijgevolg universeel toepasbaar.
De onderhavige werkwijze omvat in het bijzonder de stappen van a) het ontwateren van het slachtafval teneinde een ontwaterd slachtafval te bekomen, b) hydrolyseren van het ontwaterde slachtafval in een waterig milieu door toedienen van een basische oplossing teneinde een hydrolysaat te bekomen dat gehydrolyseerd slachtafval bevat, c) gelijktijdig of volgend op stap b) verder hydrolyseren van het ontwaterde slachtafval door toedienen van een keratinase, en d) neerslaan van het hydrolysaat door toediening van een zure oplossing, teneinde een neerslag van verwerkt slachtafval te bekomen.
De onderhavige werkwijze omvat op voordelige wijze de stappen van ontwatering, hydrolyse, neerslaan, concentreren en drogen van het slachtafval. De onderhavige werkwijze is in het bijzonder gekenmerkt in dat het slachtafval ontwaterd wordt alvorens te worden gehydrolyseerd.
In een andere uitvoeringsvorm voorziet de huidige uitvinding ook in een werkwijze waarbij het slachtafval samen met bloedafval verwerkt wordt. Hiertoe voorziet de uitvinding in een werkwijze waarbij tijdens voor of na stap d) gecoaguleerd bloedafval toegevoegd wordt.
Een ander bijzonder kenmerk van de onderhavige uitvinding is dat de werkwijze een continu procédé omvat. De huidige uitvinding voorziet in een autonome werkwijze dat onmiddellijk geëxploiteerd kan worden in de slachthuizen, bij het verlaten van de slachtband. Het afval dient niet eerst verzameld te worden en afgevoerd te worden na het slachten, maar kan onmiddellijk aan de onderhavige werkwijze onderworpen worden. De onderhavige werkwijze kan in slachthuizen uitgevoerd worden, hetgeen de rentabiliteit van de slachthuizen ten goede komt.
De onderhavige werkwijze is niet alleen eenvoudig, relatief snel en bijzonder efficiënt. De werkwijze omvat ook een vermindering in energie consumptie hetgeen toelaat de kosten van het proces te drukken. Het laat ook toe een verwerkt slachtafvalproduct te verkrijgen dat aan vooropgestelde kwaliteitsnormen en -eisen voldoet, onder meer inzake kleur, eiwit gehalte, volume, % droge stof, etc....
In een ander aspect voorziet de huidige uitvinding in een inrichting voor het verwerken van dierlijk slachtafval. Deze inrichting omvat:
- een hydrolyse tank voorzien van roerwerk geschikt voor het hydrolyseren van het slachtafval,
- een ontwatereenheid geschikt voor het ontwateren en het aanvoeren van ontwaterd keratine-houdend slachtafval dewelke in verbinding staat met de hydrolyse tank door middel van één of meerdere leidingen, en
- een neerslag tank voor het neerslaan van het gehydrolyseerde slachtafval dewelke in verbinding staat met de hydrolyse tank door middel van één of meerdere leidingen.
Een bijzonder voordelig kenmerk van de huidige inrichting bestaat erin de inrichting onmiddellijk na de slachtoperatie kan ingezet worden en in line kan opgesteld worden na de slachtlijn. De onderhavige inrichting is bovendien compact en gemakkelijk verplaatsbaar, zodat het in verschillende types slachthuizen kan aangewend worden. Bovendien laat de onderhavige inrichting toe op een efficiënte wijze de verwerking van slachtafval te verwezenlijken.
In een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op verwerkt slachtafval dewelke verkregen wordt door toepassing van een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Hierbij laat de onderhavige uitvinding toe verwerkt slachtafval als dusdanig of eventueel in combinatie met bloedafval te bekomen.
In nog een ander aspect voorziet de huidige uitvinding in het gebruik van het verwerkte slachtafval verkregen door toepassing van een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding in dierlijke en/of menselijke voeding of als bouwmateriaal, en bij voorkeur als bindmiddel voor cement, of als meststof of als brandwerend schuimmiddel.
Andere verdere eigenschappen van de uitvinding zijn in de volgconclusies opgenomen. Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringswijzen en uitvoeringsvormen beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen.
Gedetailleerde beschrijving van de figuren Figuur 1 stelt in een blokdiagram de verschillende stappen voor in een werkwijze voor slachtafvalverwerking volgens de huidige uitvinding. Figuur 2 is een schematische voorstelling van een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.
Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding
In een eerste aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het verwerken van slachtafval. De termen "slachtafval" of "afval" worden hierin als synoniemen gebruikt en verwijzen naar alle mogelijke bijproducten van een slachthuis van gelijk welk dier dewelke niet door de mens opgegeten worden, ondermeer keratinehoudende producten zoals haar, hoefjes, etc... alsook pluimen en dergelijke. De termen "bloedafval" of "bloed" worden hierin als synoniemen gebruikt en verwijzen naar bloedafval dat in slachthuizen verkregen wordt bij het slachten van dieren. Het dier waarvan het afval afkomstig is is niet limiterend voor deze uitvinding. De hieronder beschreven werkwijze kan voordelig aangewend worden bij de verwerking van slachtafval afkomstig van eender welk type dier.
In het algemeen omvat deze werkwijze de stappen van a) ontwateren van het slachtafval; b) chemische en enzymatische hydrolyse van het ontwaterde afval en c) neerslaan van het gehydrolyseerde slachtafval. Hieronder worden de technische paramaters die aangewend worden bij elk van deze stappen meer in detail besproken.
In een eerste stap wordt het slachtafval ontwaterd. In een gewenste uitvoeringsvorm wordt het slachtafval mechanisch ontwaterd, bijvoorbeeld door het door een zeef te persen.
In een tweede stap wordt het aldus verkregen ontwaterde afval gehydrolyseerd. In een gewenste uitvoeringsvorm omvat de werkwijze het hydrolyseren van het ontwaterde afval door toediening van een basische oplossing bij een temperatuur van 50 tot 70[deg.]C en een pH waarde van 9 tot 13. Bij voorkeur wordt gedurende deze stap een temperatuur van 65[deg.] en een pH waarde van 10 aangehouden die men laat opdrijven tot pH 11 gedurende drie uren, overeenkomstig wettelijk vastgestelde normen. Het ontwaterde afval wordt bij voorkeur gehydrolyseerd onder constant roeren, teneinde de hydrolyse vlotter en efficiënter te laten verlopen.
Toediening van een basische oplossing versnelt het hydrolyse proces. De basische oplossing omvat bijvoorbeeld een oplossing van NaOH, kalk, kalium of ammoniak, en bij voorkeur een oplossing van NaOH. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt tussen 5 en 10 % w/w en bij voorkeur van 6% w/w basische oplossing aangewend teneinde optimale hydrolyse omstandigheden te creëren.
Tegelijkertijd, of na het toedienen van een basische oplossing wordt een oplossing van keratinase enzym aan ontwaterde afval toegediend, bij voorkeur in een concentratie van 0.1 tot 10%, en bij voorkeur van 1% om de hydrolyse reactie te versnellen. Bij voorkeur wordt tijdens de hydrolyse stap eveneens een reactieversneller zoals natrium sulfaat, natrium sulfiet, natrium bisulfiet, natrium hydrosulfiet (dithioniet) toegevoegd.
In een bijzonder gewenste uitvoeringsvorm wordt de eigenlijke hydrolyse reactie voorafgegaan door een pre-hydrolyse om de hydrolyse op gang te brengen. Eens de hydrolyse op gang gebracht onderhoudt het systeem zichzelf en hoeft men in principe geen enzym meer toe te voegen. Om de hydrolyse op gang te brengen moet men eerst een kleine beginhoeveelheid afval hydrolyseren. Hiervoor wordt het afval bij voorkeur eerst een kleine hoeveelheid afval week gemaakt door toediening van een alkalische oplossing zoals hierboven gedefinieerd bij een temperatuur van 50 tot 70[deg.]C, en bij voorkeur van minstens 60[deg.]C, en een pH waarde van 9 tot 13. Wanneer deze beginhoeveelheid voldoende gehydrolyseerd is en de hydrolyse goed op gang is gekomen, kan men geleidelijk de rest van het slachtafval bijvoegen.
De onderhavige uitvinding omvat dus het (her)gebruik van een deel van het hydrolysaat om de hydrolyse op gang te brengen. Voor prehydrolyse wordt bij voorkeur een licht basische oplossing toegevoegd, en bij voorkeur een basische oplossing met pH 9. Tijdens de eigenlijke hydrolyse wordt bij voorkeur een zwaardere basische oplossing toegevoegd bij voorkeur met een pH van 10 of 11.
Na deze tweede stap wordt een hydrolysaat bekomen dewelke in hoofdzaak gehydrolyseerd afval omvat. Bij het hydrolyse proces wordt eveneens ammoniak (NH3) gevormd. Volgens de onderhavige werkwijze wordt dit ammoniak (NH3) opgelost, bij voorkeur in het afgevoerde perswater, en verder verwerkt tot N2.
Na de hydrolyse stap, wordt het gehydrolyseerde slachtafval gewoonlijk geprecipiteerd, bij voorkeur door toediening van een zure oplossing bij een temperatuur van 0 tot 80[deg.]C en een pH waarde van 4 tot 8. Deze reaktiestap kan plaatsvinden gedurende 5 tot 15 minuten. De zure oplossing omvat bijvoorbeeld een oplossing van organische zuren en bij voorkeur van organische zuren dewelke toegelaten zijn in menselijk consumptie, en bij voorkeur van waterstofchloride, zwavelzuur, fosforzuur of chloorazijnzuur of appelzuur. De neerslag reactie kan op voordelige wijze verder versneld worden door het toevoegen van zware metalen, bijvoorbeeld door toevoeging van aluminiumtrichloraat of ijzertrichloraat. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt tussen 5 en 10 % w/w en bij voorkeur van 6% w/w zure oplossing aangewend.
Een verdere stap in de onderhavige werkwijze omvat bij voorkeur het concentreren van de neerslag teneinde een geconcentreerde neerslag te bekomen met een droge stof gehalte bij voorkeur begrepen tussen 15 en 75 % en bij voorkeur van minstens 30 %, en bij voorkeur van minstens 35 % en bij grotere voorkeur van minstens 40%. Het concentreren kan via gekende technieken zoals centrifugatie, indikken, decantatie, filtratie, etc... bekomen worden.
In nog een verdere stap kan de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ook het drogen van de geconcentreerde neerslag omvatten teneinde een gedroogd slachtafvalproduct te bekomen, bij voorkeur met een droge stof gehalte begrepen tussen
15 en 75 % en bij voorkeur van minstens 30 %, en bij voorkeur van minstens 35 % en bij grotere voorkeur van minstens 40%. Droging kan plaatsvinden volgens gekende en klassieke droogtechnieken, of bijvoorbeeld door toepassing van specifieke droogsystemen zoals een "watropur" droogsysteem.
Het product bekomen direct na de hydrolyse stap of bekomen na opeenvolgende stappen van neerslaan van het hydrolysaat, concentreren en drogen kan in een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze vergist worden. Deze stap laat op voordelige en eenvoudige wijze toe het N-gehalte van het slachtafvalproduct te verhogen. Dit kan van bijzonder belang zijn wanneer de eindproducten van de onderhavige uitvinding bijvoorbeeld aangewend worden in meststoffen. De vergistingsactie kan ingesteld worden naar het N-gehalte dat men uiteindelijk wenst te bekomen in het eindproduct.
In een bijzonder gewenste uitvoeringsvorm kan ook volgens de onderhavige werkwijze bloedafval samen met ander slachtafval, en bij voorkeur samen met keratinehoudend slachtafval, verwerkt worden. Hiertoe voorziet de uitvinding een werkwijze zoals hierboven gedefinieerd waarbij voor of na stap d) gecoaguleerd bloedafval toegevoegd wordt. Het toegevoegde gecoaguleerd bloed wordt bij voorkeur verkregen door bloedafval te behandelen met stoom bij een temperatuur van 100 tot 150[deg.]C, en bij voorkeur van
130[deg.]C en een druk van 1 tot 10 bar. Deze reactie grijpt bij voorkeur slechts 5 tot 10 seconden plaats. Optioneel kan het bloedafval bijkomend ontkleurd worden alvorens mede verwerkt te worden met overig slachtafval.
In een voorkeursuitvoeringsvorm gaat het coaguleren gepaard gaat met het ontkleuren van het bloedafval, bij voorkeur door het toedienen van een peroxide oplossing aan het gecoaguleerde bloed, bijvoorbeeld een
35% H202 oplossing. De behandeling van bloedafval kan ook een gelijktijdige toediening
<EMI ID=1.1>
plaatsvindt in een zuur milieu bij hoge temperaturen (bijvoorbeeld 130[deg.]C) en 1.5 bar kan
<EMI ID=2.1>
Na deze stap wordt een coagulaat bekomen, omvattende gecoaguleerd, en optioneel ontkleurd, bloedafval, en een vloeibare fase die van het coagulaat wordt verwijderd. Om het coagulaat, dewelke een brei vormt, van de vloeibare fase te scheiden kan eender welke scheidingstechniek aangewend worden. Zo kunnen beide fasen bijvoorbeeld gescheiden worden door filtratie, decantatie, of dergelijke. Het coagulaat kan als dusdanig verder mee verwerkt worden met het overige slachtafval, zoals hierboven beschreven.
In de onderhavige werkwijze is de verhouding tussen het gecoaguleerde bloed en het ontwaterd slachtafval bij voorkeur begrepen is tussen 3:1 en 1:3.
Verwijzend naar FIG. 1, wordt nu een werkwijze volgens de onderhavige werkwijze in een blokdiagram geïllustreerd. In blok 1 wordt slachtafval 1 aangeleverd. Dit slachtafval 1 wordt ontwaterd. Na deze stap wordt in blok 2 ontwaterd slachtafval verkregen. Dit ontwaterd slachtafval wordt vervolgens gehydrolyseerd teneinde een hydrolysaat te bekomen, zoals aangeduid in blok 4. Hydrolyseren van het ontwaterd slachtafval treedt op door toediening van een basische oplossing 8, bijvoorbeeld een NaOH oplossing. Toediening van deze oplossing gebeurt bij voorkeur bij een temperatuur van 60 tot 70 [deg.]C en een pH waarde van 10. Eventueel kan hierbij ook een enzym oplossing worden toegediend, bij voorbeeld een keratinase in een concentratie van 1%, zoals aangeduid in blok 9.
Bij voorkeur omvat de hydrolyse een pre-hydrolyse stap waarin een deel van het afval vooraf gehydrolyseerd wordt teneinde een pre-hydrolysaat te bekomen zoals aangeduid in blok 3 om de reactie goed om gang te brengen. Een deel van het hydrolysaat bekomen in blok 4 kan eventueel ook in het systeem behouden worden. Dit laat toe om bij een volgende verwerkingsoperatie al over een hydrolysaat te beschikken dat als soort "katalysator" kan aangewend worden om de hydrolyse reactie snel een efficiënt op te starten. Pre-hydrolyse kan optreden gedurende een periode van
10 minuten tot 2 uur. Bij het (pre-)hydrolyse proces kan ammoniak (NH3) in blok 11 gevormd. Dit ammoniak (NH3) wordt bij voorkeur verder verwerkt tot N2.
Het hydrolysaat in blok 4 wordt vervolgens geprecipiteerd tot een neerslag in blok 5, bij voorkeur door het toedienen van een HCI oplossing zoals aangeduid in blok 10 bij kamertemperatuur en een pH waarde van 4 tot 8. De neerslag bekomen in blok 5 kan verder geconcentreerd worden om in blok 6 een concentraat te. Dit concentraat 6 kan optioneel verder gedroogd worden tot een gedroogd product in blok 7, dewelke als dusdanig kan aangewend worden, bijvoorbeeld in dierlijkelmenselijke consumptie en/of als bouwmateriaal of als meststof.Het is ook mogelijk het eindproduct te vergisten.
In een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het verwerken van dierlijk slachtafval. Verwijzend naar FIG. 2, omvat de inrichting een hydrolyse tank 16 voorzien van roerwerk 27 geschikt voor het hydrolyseren van het slachtafval, een ontwatereenheid 32 geschikt voor het ontwateren en het aanvoeren van ontwaterd keratine-houdend slachtafval, en een neerslag tank 17 voor het neerslaan van het gehydrolyseerde slachtafval. Het roerwerk vormt een belangrijk element in de onderhavige inrichting en omvat onder meer een schroef 27 evenals in de wanden van de hydrolysetank aangebrachte inkepingen of kleppen 12. Deze elementen zorgen ervoor dat een goede menging van het te hydrolyseren slachtafval ontstaat. De ontwatereenheid 32 staat in verbinding met de hydrolyse tank 16 door middel van één of meerdere leidingen.
De neerslag tank 17 staat in verbinding met de hydrolyse tank 16 door middel van één of meerdere leidingen 20. De inrichting kan ook voorzien worden van een container (niet voorgesteld) voor het opvangen van een verwerkt slachtafvalproduct. In een bijzonder gewenste uitvoeringsvorm is de inrichting voorzien is in een verplaatsbare container, zodat het gemakkelijk getransporteerd kan worden naar verschillende slachthuizen. Deze container bevat bij voorkeur de hydrolyse tank en optioneel ook de neerslagtank.
Verder worden in de onderhavige inrichting eveneens leiding(en) voorzien voor het toevoeren van een basische oplossing 23 aan de hydrolyse tank 16, voor het toevoeren van een enzym oplossing 14 aan de hydrolyse tank en voor het toevoeren van een zure oplossing 24 aan de neerslag tank 17. Het spreekt voor zich dat toevoer van deze producten kan gebeuren via één gemeenschappelijke leiding of via meerdere ruimtelijk gescheiden leidingen. Verder wordt in de onderhavige inrichting eveneens leiding(en) voorzien voor het toevoeren van een zure oplossing 24, eventueel in combinatie met zware metalen, aan de neerslag tank 17
de inrichting heeft tevens een ammoniak verwerkingseenheid 19 die in verbinding staat met de hydrolyse tank 16, voor het afvoeren en het verwerken van ammoniak dat ontstaat tijdens het hydrolyse proces. Bij voorkeur wordt de bovenkant van de hydrolyse tank 16 niet geïsoleerd zodat een deel van de dampen kan neerslaan en terug in oplossing kan gaan. De hydrolyse tank 16 is bij voorkeur voorzien van een sifon (niet voorgesteld) waardoorheen men water naar de tank 16 kan laten lopen. Zodoende wordt steeds "vers" water naar de tank 16 aangeleverd waarin het gevormde ammoniak in oplossing kan gaan. De inrichting is zo ontworpen dat er steeds voldoende zuurstof in de hydrolyse tank aanwezig is zonder dat er substantieel aan NH3 ontsnapt.
Het aanwezig zijn van een voldoende hoeveelheid zuurstof is essentieel daar zuurstofarme condities in de tank 16 de hydrolyse reactie reversibel doet verlopen waardoor zich een soort plasticine gaat vormen. Om te vermijden dat teveel ammoniak vrijkomt in de openlucht wordt het ammoniak dus opgelost in water in de hydrolyse tank en kan het aldus rechtstreeks naar een nitrificatie/denitrificatie eenheid 19 gebracht worden waar het ammoniak tot N2 omgezet wordt en vrijgesteld 25 wordt.
In een voorkeursuitvoeringsvorm kan de inrichting verder voorzien zijn van een coagulatie tank 15 voor het coaguleren van bloedafval dewelke door middel van één of meerdere leidingen 28 in verbinding staat met de neerslagtank 17 en/of afvoerleidingen
18 die vanuit de neerslagtank 17 vertrekken. De inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur ook verder voorzien van één of meerdere leidingen voor het toevoeren van stoom 21 en/of een ontkleuringsmiddel 22 aan de coagulatie tank 15. Deze kunnen eenzelfde leiding of twee aparte leidingen omvatten.
De inrichting is bij voorkeur verder voorzien van een vergistingseenheid (niet voorgesteld) voor het vergisten van het bekomen eindproduct.
In operatie wordt slachtafval eerst in een ontwatereenheid 32 ontwaterd en naar de hydrolyse tank 16 aangeleverd. Hydrolyseren van het afval in de hydrolyse tank 16 treedt op door toediening van een NaOH oplossing via leiding 23 eventueel aangevuld met een enzym oplossing via leiding 14. De NaOH oplossing en de enzym oplossing kunnen eventueel ook via eenzelfde leiding aangeleverd worden. Het hydrolysaat wordt via leiding 29 van de hydrolyse tank 16 naar de neerslag tank 17 gebracht waar het neergeslaan wordt door toediening van een HCI oplossing via leiding 24. De neerslag bekomen in de neerslagtank wordt afgevoerd via leiding 18 en kan verder geconcentreerd en eventueel gedroogd worden. Bij het hydrolyse proces kan eveneens ammoniak (NH3) gevormd worden die via een leiding 30 afgevoerd wordt naar een verwerkingseenheid 19 en dus omgezet wordt tot N2.
Het is ook mogelijk bloedafval aan het procédé aan te leveren. Dergelijk afval kan afkomstig zijn uit een coagulatie tank 15 waarin het gecoaguleerd wordt. Het bloed wordt bij voorkeur naar de coagulatie tank 15 aangeleverd via een toevoer 26 waarin het gecoaguleerd wordt. Dit gebeurt bij voorkeur door het toedienen van stoom via een leiding
21 aan de tank 15. Optioneel kan het bloedafval eveneens ontkleurd worden in de coagulatie tank 15, door toedienen van een ontkleuringsmiddel aan de tank 15, bijvoorbeeld een waterstofperoxide oplossing. Het aldus gecoaguleerd via leiding 28 aan de neerslagtank 17 en/of afvoerleidingen 18 die vanuit de neerslagtank 17 vertrekken aangeleverd waar het verder zal verwerkt worden. Alternatief kan het bloedafval via conduit 27 afgevoerd worden en als dusdanig aangewend worden na bijvoorbeeld concentratie en droging.
Method and device for processing animal slaughtering waste
Technical field
The invention relates to a process for processing animal waste from slaughterhouses and to a device for implementing the process. The present invention will find its application in particular in the field of food for animal or human consumption. Other applications include the use of the processed waste in building materials or in fertilizers.
Background
It is generally known that the slaughter of animals, such as bovine animals, pigs, poultry, sheep or goats, in addition to meat for consumption, produces a large amount of by-products (offal).
The by-products of slaughterhouses consist of all things that are not eaten by humans. This represents a considerable amount of waste, in the order of 20 to 25% of the treated amounts. These by-products include blood and internal organs, bones, heads, feathers, as well as keratin-containing products such as hair, hooves, etc. These waste products are a problem in slaughterhouses, among other things because these products, due to their instability, need to be removed quickly from the slaughter line. Many of these products can be recycled and reused after processing, for example in animal nutrition.
Various methods have been developed for processing offal. For example, EP 0 559 596 describes a method and a device for preparing feed meal starting from offal from chickens, including plumes. The feathers are hydrolysed by enzymatic and mechanical means, after which they are mixed with other slaughter products such as blood, legs, heads, entrails, bones, and further crushed and dried. Hydrolysis of the chicken plumes comprises: introducing the plumes into a water-filled tub; adding proteases and making the solution alkaline.
FR 2 452 255 discloses a method for treating offal, and inter alia keratin-containing substances such as hair, feathers, wool, etc .. or collagen-containing substances such as skin. The method for treating a keratinous substance comprises pre-washing with a detergent solution, adding a base or a mixture of oxidants and acids, then acidifying the environment, filtering to remove impurities, and precipitating the salts in the filtrate after which the remaining solution is concentrated.
FR 2 247 166 refers to a process for processing mixtures of blood proteins and fibrous proteins of animal origin. The fibrous proteins of animal origin include keratin or collagen-containing substances (e.g., hair, skin, etc.). The process consists of treating the keratin or collagen-containing substances with a strong base for hydrolysis. The obtained hydrolyzate is mixed with blood. The substances in the mixture undergo a co-precipitation by adding acids, after which the precipitate is separated and dried.
WO 86/04487 describes a method for preparing a protein hydrolyzate starting from slaughter waste, including pig heads, pig hoofs and pig skin. The method consists of the following steps. The uncut meat offal is first cooked and then cooled. A neutral protease, for example colorase N, has been added. After the enzyme reaction, the solid portion is separated from the mixture, the liquid portion is filtered to remove supernatant fat and cooled. The final product comprises approximately 10 - 35% dry matter.
The methods mentioned above have the major disadvantage that they use cumbersome and often complex procedures for processing offal. Moreover, the profitability of the processes described is often very low and / or the processes require a high energy supply.
Yet another disadvantage is that the waste products cannot be processed immediately after the slaughtering process: they must be removed for further processing in another unit, possibly at another location outside the slaughterhouse, which entails additional costs.
One of the objectives of this invention is to provide a method for processing animal slaughter waste in an easier and more energetically efficient manner.
Another object of this invention is to provide a method for processing animal slaughter waste that can be exploited immediately in the slaughterhouses at the exit of the slaughter belt, which increases the profitability of the slaughterhouse.
Another object of this invention is to provide a method for processing animal slaughter waste that allows to obtain a finished product of good biological value.
The present invention also has for its object to provide a suitable device for implementing the above-mentioned method.
Another object of this invention is to provide an animal-processed waste product that can be easily utilized in animal and / or human food or in other applications.
Summary
To this end, the present invention provides, in a first aspect, an improved method for processing offal. The present method can advantageously be used in the processing of waste from any type of animal. The present method is therefore universally applicable.
The present method comprises in particular the steps of a) dewatering the offal to obtain a dewatered offal, b) hydrolysing the dewatered offal in an aqueous environment by administering a basic solution to obtain a hydrolyzate containing hydrolysed offal , c) simultaneously or following step b) further hydrolyzing the dehydrated offal by administering a keratinase, and d) precipitating the hydrolyzate by administering an acidic solution to obtain a precipitate of processed offal.
The present method advantageously comprises the steps of dewatering, hydrolysis, precipitation, concentration and drying of the offal. The present method is particularly characterized in that the slaughter waste is dewatered before being hydrolyzed.
In another embodiment, the present invention also provides a method wherein the offal is processed together with blood waste. To this end, the invention provides a method in which coagulated blood waste is added during before or after step d).
Another special feature of the present invention is that the process comprises a continuous process. The present invention provides an autonomous method that can be operated immediately in the slaughterhouses upon leaving the slaughter belt. The waste should not be collected first and disposed of after slaughter, but can be immediately subjected to the present method. The present method can be carried out in slaughterhouses, which benefits the profitability of the slaughterhouses.
The present method is not only simple, relatively fast and particularly efficient. The method also includes a reduction in energy consumption which allows the costs of the process to be reduced. It also makes it possible to obtain a processed slaughterhouse waste product that meets predefined quality standards and requirements, including color, protein content, volume,% dry matter, etc ....
In another aspect, the present invention provides a device for processing animal slaughter waste. This device comprises:
- a hydrolysis tank with agitator suitable for hydrolyzing the slaughter waste,
- a dewatering unit suitable for dewatering and supplying dewatered keratin-containing offal that is connected to the hydrolysis tank by means of one or more pipes, and
- a precipitation tank for the precipitation of the hydrolysed slaughter waste, which is connected to the hydrolysis tank by means of one or more pipes.
A particularly advantageous feature of the current device is that the device can be deployed immediately after the slaughter operation and can be arranged in line after the slaughter line. The present device is moreover compact and easily displaceable, so that it can be used in different types of slaughterhouses. In addition, the present device allows efficient processing of slaughter waste.
In another aspect the invention relates to processed slaughter waste which is obtained by applying a method according to the present invention. The present invention hereby allows processed slaughter waste to be obtained as such or possibly in combination with blood waste.
In yet another aspect, the present invention provides for the use of the processed slaughter waste obtained by applying a method according to the present invention in animal and / or human food or as building material, and preferably as a binder for cement, or as a fertilizer or as a fertilizer. fire-resistant foaming agent.
Other further features of the invention are included in the subclaims. With the insight to better show the characteristics of the invention, a few preferred embodiments and embodiments are described below with reference to the accompanying drawings as an example without any limiting character.
Detailed description of the figures Figure 1 represents the various steps in a method for slaughter waste processing according to the present invention in a block diagram. Figure 2 is a schematic representation of a preferred embodiment of a device according to the present invention.
Detailed description of the invention
In a first aspect, the present invention relates to a method for processing offal. The terms "slaughter waste" or "waste" are used herein as synonyms and refer to all possible by-products from a slaughterhouse of any animal that is not eaten by humans, including keratin-containing products such as hair, hooves, etc ... as well as plumes and of such. The terms "blood waste" or "blood" are used herein as synonyms and refer to blood waste obtained in slaughterhouses when slaughtering animals. The animal from which the waste originates is not limitative of this invention. The method described below can advantageously be used in the processing of slaughter waste from any type of animal.
In general, this method comprises the steps of a) dewatering the offal; b) chemical and enzymatic hydrolysis of the dewatered waste and c) precipitation of the hydrolysed slaughter waste. The technical parameters used for each of these steps are discussed in more detail below.
The slaughter waste is dewatered in a first step. In a desired embodiment the slaughter waste is mechanically dewatered, for example by pressing it through a sieve.
In a second step, the dewatered waste thus obtained is hydrolyzed. In a desired embodiment, the method comprises hydrolyzing the dewatered waste by administering a basic solution at a temperature of 50 to 70 [deg.] C and a pH value of 9 to 13. Preferably during this step a temperature of 65 [deg.] and a pH value of 10 that is allowed to rise to pH 11 for three hours, in accordance with legally established standards. The dewatered waste is preferably hydrolysed with constant stirring, in order to make the hydrolysis run more smoothly and efficiently.
Administration of a basic solution accelerates the hydrolysis process. The basic solution comprises, for example, a solution of NaOH, lime, potassium or ammonia, and preferably a solution of NaOH. In another preferred embodiment, between 5 and 10% w / w and preferably of 6% w / w basic solution is used to create optimum hydrolysis conditions.
At the same time, or after the administration of a basic solution, a solution of keratinase enzyme is added to dewatered waste, preferably in a concentration of 0.1 to 10%, and preferably of 1%, to accelerate the hydrolysis reaction. Preferably, a reaction accelerator such as sodium sulfate, sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium hydrosulfite (dithionite) is also added during the hydrolysis step.
In a particularly desirable embodiment, the actual hydrolysis reaction is preceded by a pre-hydrolysis to initiate the hydrolysis. Once the hydrolysis has been started, the system maintains itself and in principle it is no longer necessary to add an enzyme. To initiate hydrolysis, a small initial amount of waste must first be hydrolysed. For this purpose, the waste is preferably first soaked a small amount of waste by administering an alkaline solution as defined above at a temperature of 50 to 70 [deg.] C, and preferably of at least 60 [deg.] C, and a pH value from 9 to 13. When this initial amount has been sufficiently hydrolyzed and the hydrolysis has started well, the rest of the slaughter waste can gradually be added.
The present invention thus comprises the (re) use of a portion of the hydrolyzate to initiate the hydrolysis. For prehydrolysis, a slightly basic solution is preferably added, and preferably a basic solution with pH 9. During the actual hydrolysis, a heavier basic solution is preferably added, preferably with a pH of 10 or 11.
After this second step, a hydrolyzate is obtained which essentially comprises hydrolyzed waste. Ammonia (NH3) is also formed in the hydrolysis process. According to the present method, this ammonia (NH3) is dissolved, preferably in the discharged compressed water, and further processed into N2.
After the hydrolysis step, the hydrolyzed offal is usually precipitated, preferably by administration of an acid solution at a temperature of 0 to 80 [deg.] C and a pH value of 4 to 8. This reaction step can take place for 5 to 15 minutes . The acid solution comprises, for example, a solution of organic acids and preferably of organic acids which are permitted in human consumption, and preferably of hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or chloroacetic acid or malic acid. The precipitation reaction can advantageously be further accelerated by adding heavy metals, for example by adding aluminum trichlorate or iron trichlorate. In another preferred embodiment, between 5 and 10% w / w and preferably of 6% w / w acid solution is used.
A further step in the present process preferably comprises concentrating the precipitate to obtain a concentrated precipitate with a dry matter content preferably comprised between 15 and 75% and preferably of at least 30%, and preferably of at least 35% and more preferably of at least 40%. Concentration can be achieved through known techniques such as centrifugation, thickening, decantation, filtration, etc ...
In yet a further step, the method according to the present invention may also comprise drying the concentrated precipitate in order to obtain a dried offal product, preferably with a dry matter content comprised between
15 and 75% and preferably of at least 30%, and preferably of at least 35% and more preferably of at least 40%. Drying can take place according to known and traditional drying techniques, or for example by applying specific drying systems such as a "watropur" drying system.
The product obtained immediately after the hydrolysis step or obtained after successive steps of precipitation of the hydrolyzate, concentration and drying can be fermented in a further preferred embodiment of the present method. This step makes it possible to increase the N content of the offal product in an advantageous and simple manner. This can be of particular importance when, for example, the end products of the present invention are used in fertilizers. The fermentation action can be adjusted to the N content that one ultimately wants to obtain in the end product.
In a particularly desirable embodiment, blood waste can also be processed according to the present method together with other offal, and preferably together with keratin-containing offal. To this end, the invention provides a method as defined above wherein coagulated blood waste is added before or after step d). The added coagulated blood is preferably obtained by treating blood waste with steam at a temperature of 100 to 150 [deg.] C, and preferably from
130 [deg.] C and a pressure of 1 to 10 bar. This reaction preferably takes place only for 5 to 10 seconds. Optionally, the blood waste can also be discolored before being co-processed with other offal.
In a preferred embodiment, coagulation is accompanied by discoloration of the blood waste, preferably by administering a peroxide solution to the coagulated blood, e.g.
35% H 2 O 2 solution. The treatment of blood waste can also be a simultaneous administration
<EMI ID = 1.1>
takes place in an acid environment at high temperatures (for example 130 [deg.] C) and 1.5 bar can
<EMI ID = 2.1>
After this step, a coagulate is obtained, including coagulated, and optionally decoloured, blood debris, and a liquid phase that is removed from the coagulate. Any separation technique can be used to separate the coagulate, which forms a knit, from the liquid phase. For example, both phases can be separated by filtration, decantation, or the like. As such, the coagulate can be further processed with the other offal, as described above.
In the present method, the ratio between the coagulated blood and the dehydrated offal is preferably between 3: 1 and 1: 3.
Referring to FIG. 1, a method according to the present method is now illustrated in a block diagram. Slaughter waste 1 is supplied in block 1. This slaughter waste 1 is dewatered. After this step, dewatered offal is obtained in block 2. This dewatered slaughterhouse waste is then hydrolysed to obtain a hydrolyzate, as indicated in block 4. Hydrolysis of the dewatered slaughterhouse waste occurs by administering a basic solution 8, for example a NaOH solution. Administration of this solution is preferably carried out at a temperature of 60 to 70 [deg.] C and a pH value of 10. Optionally, an enzyme solution can also be administered herein, for example a keratinase in a concentration of 1%, as indicated in block 9.
Preferably, the hydrolysis comprises a pre-hydrolysis step in which part of the waste is pre-hydrolysed in order to obtain a pre-hydrolyzate as indicated in block 3 to properly initiate the reaction. Part of the hydrolyzate obtained in block 4 can optionally also be retained in the system. This makes it possible to have a hydrolyzate at a subsequent processing operation that can be used as a type of "catalyst" to quickly and efficiently start the hydrolysis reaction. Pre-hydrolysis can occur during a period of
10 minutes to 2 hours. In the (pre-) hydrolysis process, ammonia (NH3) can be formed in block 11. This ammonia (NH3) is preferably further processed to N2.
The hydrolyzate in block 4 is then precipitated to a precipitate in block 5, preferably by administering an HCl solution as indicated in block 10 at room temperature and a pH value of 4 to 8. The precipitate obtained in block 5 can be further concentrated to make a concentrate in block 6. This concentrate 6 can optionally be further dried to a dried product in block 7, which can be used as such, for example in animal-human consumption and / or as building material or as fertilizer. It is also possible to ferment the end product.
In another aspect the invention relates to a device for processing animal slaughter waste. Referring to FIG. 2, the device comprises a hydrolysis tank 16 provided with agitator 27 suitable for hydrolyzing the slaughter waste, a dewatering unit 32 suitable for dewatering and supplying dewatered keratin-containing slaughter waste, and a precipitation tank 17 for precipitating the hydrolysed slaughter waste . The agitator forms an important element in the present device and comprises inter alia a screw 27 as well as notches or valves 12 arranged in the walls of the hydrolysis tank. These elements ensure that a good mixing of the slaughter waste to be hydrolyzed results. The dewatering unit 32 is connected to the hydrolysis tank 16 by means of one or more pipes.
The precipitation tank 17 communicates with the hydrolysis tank 16 by means of one or more lines 20. The device can also be provided with a container (not shown) for receiving a processed slaughter waste product. In a particularly desired embodiment the device is provided in a movable container, so that it can easily be transported to different slaughterhouses. This container preferably contains the hydrolysis tank and optionally also the precipitation tank.
Furthermore, in the present device, conduit (s) are also provided for supplying a basic solution 23 to the hydrolysis tank 16, for supplying an enzyme solution 14 to the hydrolysis tank and for supplying an acid solution 24 to the precipitate tank 17. It goes without saying that these products can be supplied via one common pipe or via several spatially separated pipes. Furthermore, in the present device, pipe (s) are also provided for supplying an acid solution 24, optionally in combination with heavy metals, to the precipitation tank 17.
the device also has an ammonia processing unit 19 which is connected to the hydrolysis tank 16, for discharging and processing ammonia that is produced during the hydrolysis process. Preferably, the top of the hydrolysis tank 16 is not insulated so that some of the vapors can precipitate and go back into solution. The hydrolysis tank 16 is preferably provided with a siphon (not shown) through which water can be drained to the tank 16. Thus, "fresh" water is always supplied to the tank 16 in which the ammonia formed can go into solution. The device is designed in such a way that sufficient oxygen is always present in the hydrolysis tank without substantial NH3 escaping.
The presence of a sufficient amount of oxygen is essential since oxygen-poor conditions in the tank 16 cause the hydrolysis reaction to take place reversibly, so that a kind of plasticine starts to form. In order to prevent excess ammonia from being released into the open air, the ammonia is dissolved in water in the hydrolysis tank and can thus be brought directly to a nitrification / denitrification unit 19 where the ammonia is converted to N 2 and released.
In a preferred embodiment, the device can further be provided with a coagulation tank 15 for coagulating blood waste which is connected by means of one or more lines 28 to the precipitation tank 17 and / or discharge lines
18 departing from the precipitation tank 17. The device according to the invention is preferably also further provided with one or more lines for supplying steam 21 and / or a decolourant 22 to the coagulation tank 15. These can comprise the same line or two separate lines.
The device is preferably further provided with a fermentation unit (not shown) for fermenting the obtained end product.
In operation, offal is first dewatered in a dewatering unit 32 and delivered to the hydrolysis tank 16. Hydrolysis of the waste in the hydrolysis tank 16 occurs by administering a NaOH solution via line 23, optionally supplemented with an enzyme solution via line 14. The NaOH solution and the enzyme solution can optionally also be supplied via the same line. The hydrolyzate is taken via line 29 from the hydrolysis tank 16 to the precipitation tank 17 where it is precipitated by administering an HCl solution via line 24. The precipitate obtained in the precipitation tank is discharged via line 18 and can be further concentrated and optionally dried . In the hydrolysis process ammonia (NH3) can also be formed which is discharged via a line 30 to a processing unit 19 and thus converted to N2.
It is also possible to deliver blood waste to the process. Such waste can come from a coagulation tank 15 in which it is coagulated. The blood is preferably supplied to the coagulation tank 15 via a supply 26 in which it is coagulated. This is preferably done by applying steam through a pipe
21 to the tank 15. Optionally, the blood waste can also be discolored in the coagulation tank 15, by administering a decolourant to the tank 15, for example a hydrogen peroxide solution. It is thus coagulated via line 28 to the precipitation tank 17 and / or discharge pipes 18 that depart from the precipitation tank 17 where it will be further processed. Alternatively, the blood waste can be discharged via conduit 27 and used as such after, for example, concentration and drying.