CH643437A5

CH643437A5 - Verfahren zur verwertung von guellen, besonders von schweineguellen.

Info

Publication number: CH643437A5
Application number: CH765979A
Authority: CH
Inventors: Laszlo Szemler; Ev Udvardy-Nagy-Cserey-Pechany; Aniko Hargitai-Franyo
Original assignee: Richter Gedeon Vegyeszet
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1984-06-15
Also published as: GB2029392A; SE444452B; GB2029392B; HU175822B; FR2433891B1; YU207479A; FR2433891A1; CA1131811A; DE2934361C2; DE2934361A1; SE7907019L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Güllen, d.h. von bei den grossbetrieblichen Viehzucht anfallenden flüssigen Stalldüngern, besonders von Schweinegüllen.

Bei der grossbetrieblichen Viehzucht meldet sich das Problem der Behandlung und Verwertung von Abfällen in territorial konzentrierter und gegenüber der einzelwirtschaftlichen Viehhaltung wesentlich veränderter Form. Bei den sich mit Viehzucht in grossem Mass befassenden landwirtschaftlichen Betrieben besteht der Vorteil, dass das mechanisierte Sammeln und Entfernen der Abfalle, vor allem des Stalldüngers, von vornherein einen integrierenden Bestandteil der Betriebseinrichtung bildet, so dass diese Abfälle fortlaufend, in regelmässigen Mengen dem zur weiteren Behandlung dienenden Betriebsteil zugeführt werden können. Die bisher üblichen Methoden der Behandlung dieser Abfälle waren be-55 sonders durch die Gesichtspunkte des Umweltschutzes bestimmt: das primäre Ziel war die Vermeidung der Anhäufung von verfaulenden, die Gefahr von Infektionen mit sich bringenden Abfällen. Die gegenüber diesen Methoden gestellten Ansprüche und das technische Niveau der Be-60 handlungsmethoden haben im Laufe der Zeit eine bedeutsame Weiterentwicklung erfahren. Im einfachsten Fall hat man die zersetzlichen Stoffe einer üblichen Abwasser-Kläranlage zugeführt, woraus dann gereinigtes Wasser und ein stabiler Abwasserschlamm als Produkte der Behandlung ge-65 wonnen werden konnten; der Abfallschlamm sollte zur Düngerung verwendbar sein.

Bei den flüssigen Güllen konnte aber wegen des hohen Gehalts an organischen Stoffen auf solche Weise kein be

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friedigendes Ergebnis erzielt werden und deshalb hat man versucht, die Kläranlagen dadurch zu entlasten, dass man die Gülle zuerst, vor der Klärung, einer Filtrierung unterzogen und so daraus ein der Konsistenz des üblichen natürlichen Düngers entsprechendes Produkt abgetrennt hat; der biologischen Kläranlage wurde dann nur das flüssige Filtrat zugeführt (vgl.: ungarische Patentanmeldung TA-1384).

Als Weiterentwicklung dieser Methode wurde auch vorgeschlagen, das auf obige Weise erhaltene Filtrat anstatt der biologischen Klärung mit einem Koaguliermittel zu behandeln; der so durch chemische Behandlung erhaltene organische Niederschlag konnte dann dem durch Filtrieren abgetrennten festen organischen Dünger zugemischt werden, während der praktisch nunmehr nur aus Wasser bestehende flüssige Teil verworfen werden konnte (ungarische Patentanmeldung EE-2431).

Das auf obige Weise erhaltene konzentrierte bzw. stabilisierte organische Produkt war aber zur Düngerung nur begrenzt verwertbar, da es einerseits nur schwierig der Technologie der grossbetrieblichen landwirtschaftlichen Produktion angepasst werden konnte und anderseits auch die Wirtschaftlichkeit dieser Verwertung ziemlich zweifelhaft war; deshalb wurden auch verschiedene Versuche zur wirtschaftlicheren Verwertung dieses organischen Materials, vor allem zum Verwenden zur Fütterung von Tieren, durchgeführt. Ein früheres Beispiel solcher Versuche war die in der US-Pa-tentschrift 3 950 562 vorgeschlagene Methode, die nach dem Entfernen der anorganischen Salze zurückbleibenden organischen Feststoffe und den fällbaren Teil der gelösten Proteine mit frischem Futtermittel zu vermischen und zur Fütterung von Tieren zu verwenden.

Es ist auch möglich, die organischen Stoffe des Stalldüngers in veränderter Form wieder zum Füttern von Tieren zu verwenden, was aber nur als eine ziemlich primitive Methode der Verwertung betrachtet werden kann, da einerseits die Verdaulichkeit dieser ursprünglich unverdauten organischen Resten offenbar niedriger ist und anderseits ihre Zurückfütterung auch die Gefahr der Weiterverbreitung von Infektionskrankheiten der Tiere mit sich bringen kann.

Es ist auch bekannt, dass organische Stoffe von genügend komplexer Struktur auf fermentativem Weg in Proteine von guter Qualität übergeführt werden können. Die organischen Stoffe werden von den Bakterien assimiliert und die durch Vermehrung der Bakterien erhaltene sogenannte Biomasse kann als vollwertiges Futtermittel verwendet werden.

Ein erheblicher Teil der organischen Stoffe der Abwässer wird auch bei den traditionellen Verfahren der Abwasserklärung in Bakterienkörper eingebaut; so wird z.B. der Faulschlamm der belüfteten biologischen Abwasserklärung in Proteingehalt gegenüber den Ausgangs-Abfallstoffen erheblich angereichert. Nach der tschechoslovakischen Patentschrift PV 3919-74 wird Schweinegülle zur besseren Behandelbarkeit mit kommunalen Abwässern vermischt und so einer belüfteten biologischen Klärung zugeführt; der erhaltene Schlamm soll zum Füttern von Tieren verwendet werden.

Die Aufarbeitung von Güllen durch Fermentation in engerem Sinn war ebenfalls schon Gegenstand von jahrelangen Versuchen. Das war eine sehr schwierige Aufgabe, und so wurden nach den anfänglichen Misserfolgen sehr verschiedene Wege zur Überwindung der Schwierigkeiten vorgeschlagen.

Nach der US-Patentschrift wurde die Gülle als Nährboden mit Kulturen von Bacterium enteromyces und Bac-terium thermocellulyticus Kulturen eingeimpft und die Fermentation durch die Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln und durch mechanische Schaumbildung, unter Belüftung in der Schaumphase ausgeführt.

In der deutschen Patentschrift DBP 2 535 296 ist ein kombiniertes Verfahren beschrieben, in welchem Wasser von guter Qualität und von krankheitserregenden Mikroorganismen freie Bakterienproteine gewonnen werden: die Gülle wird mit neutraler Protease behandelt, dann mit grösseren Mengen einer Hypomyceten-Kultur eingeimpft und unter Zugabe von mit Amylase verzuckerter Stärke, unter Belüftung fermentiert, und schliesslich wird das Fermentationsprodukt nach Einimpfen mit einer Ascomyceten-Kultur und nach der Zugabe von weiteren Nährstoffen und Spurenelementen einer zweiten Fermentation unterworfen.

Ebenfalls durch enzymatische Hydrolyse wird die rohe Gülle nach der DT-PS 2 609 256 fermentierbar gemacht. Der feste Teil des Hydrolysats wird als Abfall verworfen und der flüssige Teil wird zur Gewinnung einer Biomasse einer belüfteten bakteriellen Fermentation unterworfen.

Nach der US-Patentschrift 3 973 043 wird der mit Wasser verdünnte Stalldünger einem anaeroben Fermentationsvorgang zugeführt, wobei aus der Fermentation Methangas gewonnen und während des Vorgangs Stickstoffgas durch die Fermentationsflüssigkeit geleitet wird. Die Fermentation wird in einer oder in zwei Stufen durchgeführt, wobei der erhaltene Feststoff zur Bodenverbesserung verwendet werden kann. Die bei der Abtrennung des Feststoffes erhaltene su-pernatante Flüssigkeit wird in einen aeroben Fermentor geführt, wo in einer weiteren Fermentation als Viehfutter verwendbare Biomasse erzeugt wird. In diesem Verfahren werden keine Impfkulturen verwendet.

Nach dem in der DDR-Patentschrift 128 067 beschriebenen zweistufigen, automatisch gesteuerten Verfahren werden aus der Gülle die Feststoffe abgetrennt, der flüssige Teil in einer belüfteten Kläranlage behandelt, der erhaltene Schlamm wird wieder abgetrennt, die Flüssigkeit auf Grund von kontinuierlich durchgeführten Stickstoffbestimmungen mit automatisch berechneten und dosierten Mengen von Methanol, ferner mit Phosphat und anderen Salzen versetzt und so einer weiteren belüfteten Fermentation unterworfen. Die aus dieser zweiten Fermentation gewonnene Biomasse wird als Viehfutter verwendet, während das bei dem Abtrennen der Biomasse abfliessende Wasser in eine Abwasser-Kläranlage geführt wird.

Die ursprüngliche Aufgabe aber, aus der Gülle in einfacher Weise Futterproteine geeigneter Qualität zu gewinnen und damit gleichzeitig die Schwierigkeiten der Unterbringung bzw. Vernichtung von organischen Abfällen zu beheben, wird durch keine dieser bekannten Verfahren in befriedigender Weise gelöst. Die einfachen volumenreduzierenden bzw. die Feststoffe abtrennenden Verfahren liefern nur höchstens zur Düngerung geeignete Produkte; durch die Methoden der biologischen Abwasserklärung kann der hohe Gehalt der Gülle an organischen Stoffen nicht aufgearbeitet werden. Das Abtrennen eines Teils der Feststoffe oder das Verdünnen der Gülle mit kommunalen Abwässern liefert nur Teillösungen, ohne dem eigentlichen Ziel näher zu kommen.

In den verschiedenen bekannten Fermentationsverfahren konnten brauchbare Produkte nur durch mehrere Verfahrensstufen (enzymatischer Abbau, anschliessende Fermentation, bzw. wiederholte Fermentation mit anderen Mikroorganismen oder Kombination von anaerober und aerober Fermentation) erzielt werden; dazu kommt noch, dass zwischen den einzelnen Verfahrensstufen oft noch Separationen zur Abtrennung der Feststoffe durchgeführt werden müssen, wodurch wieder das Problem der Unterbringung der Abfälle als weitere Schwierigkeit auftritt.

Die in der US-Patentschrift 3 878 303 beschriebene Fermentation in Schaumphase mit gemischter Kultur führt zwar direkt zum gewünschten Produkt, hat aber den Nach5

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teil, dass die inokulierte Fermentation unter sterilen Bedingungen, mit grossem Belüftungsaufwand, in einem Schaumgenerator mit hoher Umdrehungszahl ausgeführt werden muss, so dass hier im Hinblick auf die lokale Gegebenheiten und auf den Wert des Produktes eine allzu anspruchsvolle technische Lösung angewendet wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung war eine solche Lösung zur Verwertung Güllen zu finden, bei welcher die gesamte Menge der Gülle in ein von den Gesichtspunkten der Hygiene und des Umweltschutzes unschädliches Produkt übergeführt wird und dabei ein Teil des Produkts als ein die wertvollen organischen und anorganischen Stoffe der Gülle in konzentrierter Form enthaltendes, den hygienischen Anforderungen in vollem Mass entsprechendes, keine Krankheiten verursachendes, zum Füttern der Tiere unmittelbar verwendbares Futtermittel anfallen soll.

Die vorliegende Erfindung stammt aus der Erkenntnis, dass die Gülle durch eine Wärmebehandlung bei mindestens 80 °C zu einem zur Vermehrung von nützlichen Bakterien, u.a. von methanolverwertenden Bakterien geeigneten Nährboden gemacht werden kann; man kann die einer solchen Wärmebehandlung unterworfene Gülle als Nährboden für die fermentative Erzeugung von proteinreichen Biomassen verwenden. Durch eine solche Wärmebehandlung werden die in der Gülle ursprünglich anwesenden pathogenen Bakterien getötet, während die hochmolekularen Komponenten der Gülle in eine zum enzymatischen Abbau besser geeignete Form gebracht werden. Wird also die proteinerzeugende Fermentation mit einer solchen wärmebehandelten Gülle durchgeführt, so wird ein zur Tierfütterung besser geeignetes proteinreiches Produkt mit wesentlich stabilerer Zusammensetzung erhalten, wobei die Zusammensetzung der Bakterienflora der Fermentation durch die Zugabe von Methanol in Gleichgewicht gehalten werden kann.

Eine weitere, zur vorliegenden Erfindung ebenfalls in wesentlichem Mass beitragende Erkenntnis bestand darin, dass die in der Gülle anwesenden sehr komplexen Nährstoffe nur durch solche gemischte Bakterienkulturen abgebaut und in die Bakterienkörper eingebaut werden können, in welchen sowohl die die hochmolekularen Stoffe der Futtermittelreste abbauenden Bakterien, als auch die die Zwischenprodukte verwertenden und in Bakterienproteine überführenden Bakterien anwesend sind. Solche gemischte Bakterienkulturen sind aus dem ausgefaulten Schlamm der städtischen Abwasserklärung, sowie auch aus der wärmebehandelten Gülle selbst, durch eine geeignete Behandlung dieser Stoffe zu erhalten.

Auf Grund der oben geschilderten Erkenntnisse wurde das erfindungsgemässe Verfahren zur Verwertung von Güllen zur fermentativen Erzeugung von als Tierfutter verwertbaren Biomassen entwickelt, welches darin besteht, dass man a) die Gülle durch Erwärmen auf mindestens 80 °C, vorteilhaft auf 95 bis 105 °C, und anschliessendes Abkühlen auf höchstens 40 °C, beispielsweise bis 30-40 °C, einer Wärmebehandlung unterwirft,

b) aus einem Teil der wärmebehandelten Gülle durch die Zugabe von organischen Nährstoffen, und gegebenenfalls von anorganischen Salzen und/oder von Präkursoren wasserlöslicher Vitamine, einen Nährboden herstellt,

c) dem auf obige Weise hergestellten Nährboden einen 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohol, besonders Methanol, und einen organische Verunreinigungen enthaltenden ausgefaulten Schlamm, besonders einen aus der städtischen Abwasserbehandlung stammenden Faulschlamm, und gegebenenfalls eine Portion der auf obige Weise wärmebehandelten Gülle, zusetzt und durch Fermentieren dieses Gemisches ein Inokulum herstellt,

d) die wärmebehandelte Gülle mit dem auf obige Weise hergestellten Inokulum einimpft und einen 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohol, besonders Methanol, und gegebenenfalls einen Nährboden bzw. weitere Nährstoffe,

s zusetzt und dieses Gemisch bei 26 bis 38 °C fermentiert,

e) die durch die Fermentation gebildete Biomasse aus der Fermentationsflüssigkeit auf an sich bekannte Weise, gegebenenfalls unter Zugabe von Koaguliermitteln, vorteilhaft von in statu nascendi gebildetem Aluminiumhydroxyd, ab-

lo trennt und trocknet.

Bei der Herstellung des Inokulums wird zweckmässig derart gearbeitet, dass man zu dem Gemisch aus wärmebehandelter Gülle, Bios-Stoffen (d.h. verschiedenen Nährstoffen, wie Hefehydrolysat, Melasse, Rinderleber) und anorga-15 nischen Salze, zunächst Methanol und Faulschlamm zusetzt, dann im Laufe der Fermentation die Zugabe der erwähnten Nährstoffe mehrmals wiederholt, so lange, bis der Nährstoffverbrauch durch die Vermehrung der gewünschten Bakterien die gewünschte optimale Geschwindigkeit nicht er-20 reicht.

Da die Zusammensetzung und besonders der Stickstoffgehalt der Gülle in Abhängigkeit von der Fütterung der Tiere zwischen gewissen Grenzen schwanken kann, ist es in manchen Fällen - besonders wenn der Ammonium-Stick-25 stoffgehalt den vom Gesichtspunkt der Nährbodenherstellung erwünschten Mindestwert von 2000 mg/1 nicht erreicht - vorteilhaft, den Stickstoffgehalt des aus der Gülle hergestellten Nährbodens durch die Zugabe von stickstoffhaltigen anorganischen Salzen, z.B. von Ammoniumcarbonat oder 30 Ammoniumhydrogenphosphat entsprechend zu ergänzen.

Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird zweckmässig auf die folgende Weise gearbeitet:

Zunächst wird aus einer Portion der etwa 10 Minuten 35 lang bei 95-100 °C gehaltenen und anschliessend auf 30 bis 40 °C abgekühlten Gülle eine Inokulum-Kultur hergestellt: Zu der entnommenen Portion der wärmebehandelten Gülle werden Biosstoffe (organische Nährstoffe, wie Hefehydrolysat, Melasse, Rinderleber), anorganische Salze (z.B. Ma-40 gnesiumchlorid) und Methanol zugegeben, der auf diese Weise erhaltene Nährboden mit frischem Faulschaum versetzt und bei etwa 32-35 °C fermentiert, wobei das von den Mikroorganismen verbrauchte Methanol durch tägliche weitere Methanolzugabe ersetzt wird. Nach etwa einer Woche 45 wird dann ein Teil der Fermentationsflüssigkeit entnommen und durch weitere wärmebehandelte Gülle und weitere Nährstoffe ersetzt. Die inokulumerzeugende Fermentation wird dann bei derselben Temperatur, unter weiterer täglicher Methanolzugabe fortgeführt, die Entnahme eines Teiles des 50 Fermentationsmediums und Zugabe von weiterer wärmebehandelter Gülle und weiterer Nährstoffe etwa wöchentlich einmal wiederholt; nach etwa fünf Wochen ist dann die zur betrieblichen Fermentation erforderliche Inokulum-Kultur zur Verwendung fertiggestellt.

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Der Hauptteil der wärmebehandelten und erforderlichenfalls durch Säurezusatz auf pH = 6,5 bis 6,8 eingestellten Gülle wird dann mit dem Inokulum eingeimpft und bei 32 bis 35 °C fermentiert. Die Fermentation wird kontinuier-60 lieh oder halbkontinuierlich, unter regelmässiger Zugabe von weiterer wärmebehandelten Gülle und weiterer Nährstoffe und gleichzeitiger Entnahme von nunmehr zum Aufarbeiten fertiger Fermentationsflüssigkeit durchgeführt, wobei der Methanolgehalt des Fermentationsmediums während 65 der gesamten Fermentation durch tägliche Methanolzugabe zwischen 0,04 und 0,8% gehalten wird. Es ist zweckmässig, während der Fermentation auch den pH-Wert des Mediums ständig zu kontrollieren und zwischen 6,5 und 6,8 zu halten,

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da ein Überschreiten des Wertes pH = 7,0 keinen günstigen Einfluss auf den Fermentationsvorgang hat.

Aus der portionsweise oder kontinuierlich entnommenen fertigen Fermentationsflüssigkeit wird die erzeugte, als Viehfutter verwendbare Biomasse auf an sich bekannte Weise, durch Dekantieren, Zentrifugieren, Filtern usw. abgetrennt und ebenfalls auf übliche Weise getrocknet. Die Abtrennung der Biomasse kann durch die Zugabe von nichttoxischen flokkulierenden Mitteln, z.B. von aus einem wasserlöslichen Aluminiumsalz und einer anorganischen Base in situ erzeugten Aluminiumhydroxyd, erleichtert werden.

Die Fermentation kann mit oder ohne Belüftung des Mediums durchgeführt werden. Die Zusammensetzung der sich während der Fermentation ausbildenden Mikroorganismenflora wird durch den Umstand, ob man mit oder ohne Belüftung arbeitet, weitgehend beeinflusst. Bei belüfteter Fermentation ist auch die Geschwindigkeit der Vermehrung der Bakterien wesentlich grösser und dementsprechend muss auch der Nährboden in wesentlich grösseren Mengen bzw. mit grösserer Geschwindigkeit dem Fermentationsmedium zugeführt werden.

Wird die Fermentation ohne Belüftung ausgeführt, so vermehren sich vorwiegend die methanerzeugenden Bakterien; das von diesen Bakterien erzeugte Methan verdrängt die Luft aus dem Luftraum des Fermentors, so dass die Fermentation im wesentlichen unter anaeroben Verhältnissen verläuft. Unter solchen Umständen verläuft die Fermentation wesentlich langsamer und benötigt auch entsprechend langsamere Nährbodenzufuhr. Diese Ausführungsweise der Fermentation hat aber den Vorteil, dass das erzeugte Methan zur Wärmeerzeugung, z. B. zum Heizen der in der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendeten Einrichtung benötigten Wärmeaustauscher und Trockner verwendet werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet auch Möglichkeit dazu, dass man während der Fermentation mit dem Nährboden auch Präkursoren von wasserlöslichen Vitaminen, besonders von Vitamin B12 und Vitamin E, z. B. Benz-imidazolderivate und/oder Pimelinsäure, in kleinen Mengen dem Fermentationsmedium zusetzt, um so eine an Vitaminen angereicherte Biomasse für Fütterungszwecke zu erhalten.

Eine zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete und bevorzugte Einrichtung ist im wesentlichen aus Behältern, Fermentoren, Wärmeaustauschern, Separatoren, Pumpen und diese Elemente verbindenden Rohrleitungen aufgebaut; die Hauptbestandteile dieser Einrichtung sind die folgenden: ein zum Erwärmen und Abkühlen der rohen Gülle geeigneter und mit den Fermentoren durch Rohrleitungen verbundener Wärmeaustauscher, ein zur Herstellung des Inokulums geeigneter, mit einem die unmittelbare Zuführung von Faulschlamm ermöglichenden Zuleitungs-rohr versehener kleinerer Fermentar, mindestens ein grösserer, zum Durchführen der eigentlichen Fermentation geeigneter, mit dem kleinere Fermentor und mit den weiteren Elementen der Einrichtung durch Rohrleitungen verbundener Fermentor und ein mit dem bzw. den grösseren Fermentoren) durch Rohrleitung verbundener Separator, wozu noch Vorratsbehälter, zur Förderung der Flüssigkeiten dienende Pumpen, Rührer und ähnliche an sich bekannte, in derartigen Einrichtungen übliche Hilfsvorrichtungen hinzukommen.

Eine zweckmässige Ausführungsform dieser Einrichtung ist schematisch auf Fig. 1 dargestellt, wo neben den Bestandteilen der Einrichtung und den Rohrleitungen auch die Richtung der in den einzelnen Rohrleitungen stattfindenden Flüssigkeitsströmung angegeben ist, dass so auch der technologische Vorgang klar durchblickt werden kann. Der Aufbau und die Funktion dieser Einrichtung wird im folgenden an Hand dieser Darstellung erläutert:

Zum Einführen der aufzuarbeitenden Gülle in den Behälter 1 dient die Rohrleitung 2. Der Behälter 1 ist durch die Rohrleitung 3 mit der Zentrifugalpumpe 4 verbunden; das aus der letzteren austretende Druckrohr 5 führt zu dem Wärmeaustauscher 6, welcher aus der Erwärmer-Einheit 7 und der Kühler-Einheit 8 besteht. Die Erwärmer-Einheit 7 kann durch die Dampfzuleitung 9 geheizt werden.

Die Gülle wird durch die Rohrleitung 5 in die Wär-meaustauscher-Einheit 8 eingeführt, durch das Rohr 10 in die Wärmeaustauscher-Einheit 7 weitergeleitet, von hier aus durch das Rohr 11 der Wärmeaustauscher-Einheit 8 zugeführt und dann durch die Rohrleitung 12 in den Behälter 13 weitergeführt. Aus dem Behälter 13 führt die Rohrleitung zur Zentrifugalpumpe 15; das Druckrohr 16 dieser Pumpe führt in den Fermentor 17, wobei aber das Rohr 16 durch eine Abzweigung 16a auch mit dem Inokulum-Fermentor 27 verbunden ist. In den Behälter 13 kann auch Säure zum Korrigieren des pH-Wertes der rohen Gülle eingeführt werden.

Der Nährbodenbehälter 19 ist in einem Schacht 22 untergebracht; in diesen Behälter können die Gülle durch die Rohrleitung 53 und die zusätzlichen Nährstoffe durch die Rohrleitung 18 eingeführt werden. Das Austrittsrohr 20 des Behälters 19 führt zu der Zentrifugalpumpe 21, deren Druckrohr 23 ebenfalls zu dem Fermentor 17 und eine Abzweigung 23a davon zu dem Inokulum-Fermentor 27 führt. Zu diesem Inokulum-Fermentor führen noch zwei weitere Rohrleitungen: durch die Rohrleitung 52 kann der Faulschlamm und durch das Abzweigungsrohr 26a des Druckrohres 26 der Zentrifugalpumpe 25 Methanol aus dem Methanolbehälter 24 zugeführt werden. Das Druckrohr 26 der Methanolpumpe 25 führt übrigens zu dem Fermentor 17, wohin auch die aus dem Inokulum-Fermentor 27 über die Zentrifugalpumpe 29 kommende Rohrleitung 28-30 einmündet. Aus der Rohrleitung 16 führt eine Abzweigung 53 auch zu dem Nährstoffbehälter 19, so dass die wärmebehandelte Gülle auch dem Nährstoffbehälter 19 zugeführt werden kann.

Das-aus dem oberen Teil des Fermentors 17 austretende Rohr 31 dient zum Ableiten des im Fermentor erzeugten Biogases, während das flüssige Fermentationsprodukt durch die aus dem unteren Teil des Fermentors 17 austretende Rohrleitung 32 über die Zentrifugalpumpe 33 und die weitere Rohrleitung 34 in den Behälter 35 geleitet werden kann. Dieser Behälter 35 ist durch die Rohrleitung 36, Zentrifugalpumpe 37 und weitere Rohrleitung 38 auch mit dem Separator 39 verbunden. Aus dem Separator 39 kann die super-natante Flüssigkeit durch die Rohrleitung 40 in den Kanal 41 abgeführt und z.B. zur Bewässerung von Ackerland verwendet werden, während das im Separator 39 erhaltene Konzentrat durch die Rohrleitung 42 in den Konzentratbehälter 43 geführt wird. Von dem Konzentratbehälter 43 führt die Rohrleitung zu der Zentrifugalpumpe 45, deren Druckrohr 46 in den Sprühtrockner 48 mündet; aus dem letzteren können die Dämpfe oben durch das Rohr 49 austreten, während das getrocknete Produkt unten, durch die Leitung 50 entnommen werden kann.

Der Inhalt der Behälter 1,13,35 und 42, sowie des Fermentors 17 und des Inokulum-Fermentors 27 kann mit Hilfe der Rührwerke 51 mit üblicher Struktur gerührt werden.

In den verschiedenen Behältern bzw. Rohrleitungen sind an den entsprechenden Stellen und in entsprechender Zahl Schiebeverschlüsse oder ähnliche an sich bekannte Ausrüstungen angeordnet; diese wurden auf der Abbildung 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, ihre Anordnung und Funktion sind aber für den Fachmann auch ohne weitere Erläuterung offensichtlich.

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Mit Hilfe der auf Abbildung 1 schematisch dargestellten Vorrichtung kann die Verarbeitung der aus grossbetrieblichen Viehzuchtanlagen stammende Gülle in folgender Weise vorgenommen werden:

Die über die Rohrleitung 2 in den Behälter 1 eingeführte Gülle wird durch die Zentrifugalpumpe 4 über das Druckrohr 5 in den Wärmeaustauscher 6 weitergeleitet; hier wird die Gülle in den Einheiten 7 und 8 zuerst auf mindestens 80 °C, vorteilhaft auf 95 bis 105 °C erwärmt, eine kurze Zeit, etwa 10 Minuten bei dieser Temperatur gehalten und dann auf 30 bis 40 °C abgekühlt. Durch diese Wärmebehandlung werden die organischen Stoffe der Gülle denaturiert und zum Teil aufgeschlossen, wodurch ihre Verwertbarkeit als Nährstoff sehr wesentlich gesteigert wird; gleichzeitig wird die Anzahl der lebendigen Bakterien in der Gülle um Grös-senordnungen herabgesetzt, die Vermehrungsfähigkeit der überlebenden Bakterien stark reduziert, wobei die pathoge-nen Bakterien völlig vernichtet werden. So wird durch die beschriebene Wärmebehandlung nicht nur die Verbreitung von Infektionen durch die in der Gülle anwesenden pathoge-nen Bakterien verhindert, sondern gleichzeitig auch die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass die anschliessend durch die Inokulierung eingeführten nützlichen Bakterien sich vermehren und in der Fermentation ausschlaggebend wirken können.

Nach der Wärmebehandlung wird der pH-Wert der Gülle, falls erforderlich, auf 6,5 bis 6,8 korrigiert und die auf 30 bis 40 °C abgekühlte Gülle in den Behälter 13 weitergeführt und von hier aus mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 15, über die Rohrleitungen 16 und deren Abzweigung 16a in den Inokulum-Fermentor 27 gefördert. Während dieser Zeit ist der weitere, zu dem Fermentor 17 führende Teil der Rohrleitung 16, hinter der Abzweigung 16a abgeschlossen.

Aus dem Behälter 19 wird mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 21, über das Druckrohr 23 und dessen Abzweigung 23a Nährboden in den Inokulum-Fermentor 27 geführt und anschliessend werden einerseits durch die Rohrleitung 52 frischer, aus der städtischen Abwasserreinigungsanlage stammender Faulschlamm und anderseits aus dem Methanolbehälter 24 mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 25 über die Rohrleitung 26 und deren Abzweigung 26a Methanol dem Inoku-lum-Fermentor 27 zugeführt. Dabei sind die weiteren, zu dem Fermentor 17 führenden Teile der Rohrleitungen 23 und 26 hinter den Abzweigungen 23a bzw. 26a geschlossen.

In dem Inokulum-Fermentor 27 werden die auf obige Weise eingeführten Flüssigkeiten mit Hilfe der Rührwerke 51 gründlich durchgemischt und das Gemisch bei 32 bis 35 °C mehrere Tage lang fermentiert; während der Fermentation werden weitere Mengen Methanol der Fermentationsflüssigkeit zugesetzt.

Die auf obige Weise erhaltene Fermentationsflüssigkeit kann in dem Inokulum-Fermentor 27 mehrmals umgeimpft werden, und zwar derart, dass man einen Teil, z.B. Vs der fertigen Fermentationsflüssigkeit abzieht und den zurückgebliebenen Vs Teil mit weiterer wärmebehandelter Gülle, weiterem Nährboden und Methanol versetzt. Die auf diese Weise im Inokulum-Fermentor 27 erhaltene gesamte Fermentationsflüssigkeit wird dann als Inokulum zum Einimpfen der eigentlichen Fermentation der wärmebehandelten Gülle eingesetzt.

Zu diesem Zweck wird eine bestimmte Menge der im Wärmeaustauscher 6 auf die oben beschriebene Weise wärmebehandelten Gülle durch die Rohrleitung 16 in den Fermentor 17 geführt; gleichzeitig werden aus dem Behälter 19 über die Rohrleitung 23 Nährboden und aus dem Inokulum-Fermentor 27 über die Rohrleitung 28-30 Inokulum in den Fermentor 17 eingeführt. Das auf diese Weise erhaltene Fermentationsgemisch wird dann über eine bestimmte Zeitspanne, z.B. mehrere Tage, bei 32 bis 35 °C fermentiert; während dieser Zeit wird aus dem Methanolbehälter 24 über die Rohrleitung 26 Methanol in den Fermentor 17 eingeführt.

5 Wird die Fermentation in halbkontinuierlicher Arbeitsweise durchgeführt, so wird am Ende der oben erwähnten mehrtägigen Zeitspanne der Fermentation, wenn die Fermentationsflüssigkeit schon die zur Weiterverarbeitung erforderlichen Eigenschaften aufweist, ein bestimmter Teil des 10 Inhaltes vom Fermentor 17 in regelmässigen Zeitabschnitten (z.B. 10% des Inhalts täglich) mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 33 über die Rohrleitung 34 in den Behälter 35 gepumpt und gleichzeitig eine dem abgezogenen Teil des Fermentorin-halts entsprechende Menge von Gülle, Nährboden und Me-15 thanol in den Fermentor 17 eingespeist. Der abgezogenen Fermentationsflüssigkeit kann hier zum Erleichtern der im nächsten Verfahrensschritt durchzuführenden Separierung ein Koaguliermittel zugesetzt werden; vorteilhaft kann ein in statu nascendi in der Fermentationsflüssigkeit aus einem 20 Aluminiumsalz, z.B. aus Aluminiumsulfat mit einer anorganischen Base, z.B. mit Natronlauge erzeugter Aluminiumoxyd-Niederschlag zu diesem Zweck verwendet werden.

Aus dem Behälter 35 wird die Fermentationsflüssigkeit mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 37 über die Rohrleitung 25 36-38 zum Separator 39 weiterbefördert; hier wird sie auf Konzentrat (Biomasse) und supernatante Flüssigkeit separiert. Die supernatante Flüssigkeit wird durch die Rohrleitung 40 in den Kanal 41 abgeführt und kann z. B. zur Bewässerung von Ackerland verwendet werden. Die Biomasse 30 wird mit Hilfe der Zentrifugalpumpe 45 über die Rohrleitung 46 in den Sprühtrockner 48 befördert und dort durch Zerstäubung getrocknet; die Feuchtigkeit wird durch die Rohrleitung 49 abgezogen, während das getrocknete Produkt durch das Rohr 50 entnommen werden kann. 35 Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die nachstehenden Beispiele näher veranschaulicht; die Erfindung ist aber in keiner Weise auf den Inhalt dieser Beispiele beschränkt.

40 Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Verarbeitung einer 2100 mg/ Liter Ammoniumstickstoff enthaltenden Gülle zur Biomasse beschrieben. Die Abbildung 2 zeigt das Materialumsatz-Diagramm des in diesem Beispiel beschriebenen Verfahrens.

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A. Herstellung des Inokulums Aus dem Behälter 1 werden 150 m3 Schweinegülle (Trok-kensubstanzgehalt 1,2 Gew.-%) dem Wärmeaustauscher 6 zugeführt und dort auf 100 °C erwärmt, 10 Minuten lang bei so dieser Temperatur gehalten, dann auf 30 °C abgekühlt und in den Behälter 13 (Rauminhalt 150 m3) weiterbefördert. Von hier aus wird die Gülle in den Inokulum-Fermentor 27 (Rauminhalt 250 m3) eingepumpt.

In dem Nährboden-Mischbehälter 19 (Rauminhalt 25 55 m3) wird ein Nährboden durch Vermischen der folgenden Bestandteile bereitet:

25 m3 wärmebehandelte Gülle 20 kg Magnesiumchlorid 100 kg Hefe-Hydrolysat 60 10 kg Leber (für technische Zwecke)

400 kg Melasse

Von diesem Nährboden werden 10 m3 der in dem Inokulum-Fermentor 27 befindlichen wärmebehandelten Gülle zugegeben; dann werden durch die Rohrleitung 52,40 m3 fri-65 scher anaerober Faulschlamm und aus dem Methanolbehälter 24 (Rauminhalt 100 m3) 800 kg Methanol ebenfalls in den Inokulum-Fermentor 27 eingeführt. Hier werden die eingetragenen Flüssigkeiten miteinander vermischt und das

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Gemisch (etwa 200 m3) sieben Tage lang bei 32-35 °C fermentiert. Während dieser Zeit werden dem in dem Inokulum-Fermentor 27 fermentierenden Gemisch weitere 1600 kg Methanol portionsweise zugeführt.

Am siebenten Tag der Fermentation werden aus dem Inokulum-Fermentor 160 m3 Fermentationsflüssigkeit abgezogen und dem zurückgebliebenen Teil der Fermentationsflüssigkeit (40 m3) weitere 150 m3 wärmebehandelte Gülle, ferner aus dem Behälter 19 weitere 10 m3 Nährboden und aus dem Methanolbehälter 24 weitere 800 kg Methanol zugegeben. Der Inhalt des Fermentors 27 wird vermischt und wieder 7 Tage lang bei 32 bis 35 °C fermentiert. Während dieser Zeit werden weitere 2500 kg Methanol portionsweise der Fermentationsflüssigkeit zugegeben.

Dieser Umimpfungsprozess wird noch dreimal auf dieselbe Weise wiederholt, wobei während der gesamten Fermentationszeit von 5 Wochen insgesamt 4800 kg Methanol in den Inokulum-Fermentor 27 eingespeist werden. Am letzten Tag dieser fünfwöchigen Periode steht schon die gesamte Menge des zum Ausführen der eigentlichen, die gewünschte Biomasse erzeugenden Hauptfermentation zur Verfügung.

B. Hauptfermentation a) Anreicherung der Bakterienflora im Fermentationsmedium

Am letzten Tag der fünfwöchigen Periode der Inokulum-herstellung werden 800 m3 Gülle in der schon beschriebenen Weise einer Wärmebehandlung im Wärmeaustauscher 6 unterworfen und anschliessend in den Fermentor 17 (Rauminhalt 1000 m3) weitergeleitet. Im Behälter 19 wird inzwischen ein Nährboden aus den folgenden Bestandteilen bereitet: 20 m3 wärmebehandelte Gülle 100 kg Magnesiumchlorid 200 kg Hefe-Hydrolysat 200 kg Leber 2000 kg Melasse

Dieser Nährboden (etwa 20 m3), sowie 200 m3 Inokulum aus dem Inokulum-Fermentor 27 werden ebenfalls in den Fermentor 17 befördert und dort mit der schon dort befindlichen wärmebehandelten Gülle vermischt; das auf diese Weise erhaltene Fermentationsgemisch (etwa 1000 m3) wird im Fermentor 17 sieben Tage lang bei 32 bis 35 °C fermentiert. Während dieser Zeit werden insgesamt 24 000 kg Methanol portionsweise dem Fermentationsmedium zugegeben.

b) Produzierende Fermentation

Am siebenten Tag der oben beschriebenen Anreicherungsfermentation wird das Verfahren auf halbkontinuierliche Arbeitsweise umgestellt, und zwar derart, dass täglich 10% der Fermentationsflüssigkeit (100 m3) aus dem Fermentor 17 abgezogen und zur Weiterverarbeitung in den Behälter 35 befördert werden; die auf diese Weise entnommene Flüssigkeit wird im Fermentor 17 durch 80 m3 wärmebehandelte Gülle ersetzt. Gleichzeitig werden 10 m3 ebenfalls wärmebehandelte Gülle, sowie 20 kg Hefe-Hydrolysat, 200 kg Melasse, 10 kg Magnesiumchlorid und 20 kg Leber im Behälter 19 zu einem Nährboden vermischt und ebenfalls in den Fermentor 17 eingetragen; ausserdem werden täglich 400 kg Methanol zu der Fermentationsflüssigkeit im Fermentor 17 zugesetzt.

Die Entnahme von 100m3 Fermentationsflüssigkeit aus dem Fermentor 17 und die Zugabe von wärmebehandelter Gülle, Nährboden und Methanol werden täglich wiederholt. Auf diese Weise kann die halbkontinuierliche Fermentation praktisch unbegrenzt weitergeführt werden.

Die täglich entnommenen 100 m3 Fermentationsflüssigkeiten werden in dem Behälter 35 gesammelt und von dort zu dem Separator 39 weiterbefördert; hier wird die mit einem Trockensubstanzgehalt von 2% eintretende Fermentationsflüssigkeit (100 m3) auf supernatante Flüssigkeit (93,5 m3, Trockensubstanzgehalt 0,43%) und Konzentrat (Biomasse, s 6,5 m3, Trockensubstanzgehalt 25%) zerlegt. Die über den Kanal 41 abgeführte supernatante Flüssigkeit kann zur Bewässerung von Ackerland verwendet werden, während die Biomasse im Sprühtrockner 48 getrocknet wird. Es werden 1500 kg trockene Biomasse mit einem Feuchtigkeitsgehalt io von 10% erhalten; dieses Produkt kann zum Füttern von Tieren oder zur Herstellung von Futtermittelprämixen verwendet werden.

Die Zusammensetzung des Produkts (auf Trockensubstanz berechnet):

rohe Proteine 70%

15

20

25

Vitamin Bj

Vitamin B2

Vitamin B6

Cobamid-coenzyme

Nicotinsäureamid

Cholinchlorid

Biotin

Vitamin E

Panthotensäure

15 mcg/g 130 mcg/g 20 mcg/g 520 mcg/g 170 mcg/g 1200 mcg/g 8 mcg/g 250 mcg/g 52 mcg/g

Beispiel 2

Es wird auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise gearbeitet, mit dem Unterschied, dass bei der Herstellung des Inokulums, bei der Anreicherung und bei der in halbkon-30 tinuierlicher Arbeitsweise ausgeführten Hauptfermentation ausser den im Beispiel 1 angegebenen Bestandteilen auch noch 5-Hydroxy-benzimidazol als Präkursor und Kobalt-(II)-chlorid in den nachfolgend angegebenen Mengen zugegeben werden:

35

Präkursor

CoClo

Inokulum-Nährboden 1 kg 2 kg

Fermentationsnährboden 5 kg 10 kg 40 Nährboden zur halbkontinuierlichen

Fermentation 1 kg 1 kg

Das auf diese Weise erhaltene Produkt hat die folgende Zusammensetzung:

45

50

rohe Proteine Vitamin Bx Vitamin B2 Vitamin B6 Cobamid-coenzyme Nicotinsäureamid Cholinchlorid Biotin

75% 20 mcg/g 110 mcg/g 45 mcg/g 1500 mcg/g 145 mcg/g 1450 mcg/g 5 mcg/g

Beispiel 3

55 Es wird auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise gearbeitet, mit dem Unterschied, dass eine Schweinegülle mit 1500 mg/1 Ammonium-Stickstoffgehalt als Ausgangsstoff verwendet wird; demgemäss werden sowohl bei der Inoku-lum-Herstellung und bei der Anreicherung, als auch bei der 60 halbkontinuierlichen Hauptfermentation so viel Am-moniumhydrogencarbonat und Diammoniumhydrogen-phosphat den Nährböden zugesetzt, dass die mit dem Nährboden vermischte Gülle einen Ammonium-Stickstoffgehalt von 2000 mg/1 zeigen soll. Demgemäss werden bei den im 65 Beispiel 1 angegebenen Stoffmengen (Fermentation mit 1000 m3 Flüssigkeit) in den erwähnten einzelnen Verfahrensschritten die folgenden Mengen von Ammoniumsalzen zugegeben:

643 437

Inokulum-Zubereitung:

Ammoniumhydrogencarbonat

400 kg

Diammoniumhydrogenphosphat

100 kg

Anreicherung:

Ammoniumhydrogencarbonat

2000 kg

Diammoniumhydrogenphosphat

500 kg halbkontinuierliche Hauptfermentation:

Ammoniumhydrogencarbonat

200 kg

Diammoniumhydrogenphosphat

50 kg

Beispiel 4

In diesem Beispiel wird die Aufarbeitung einer Schweinegülle mit 1500 mg/Liter Ammoniumstickstoffgehalt beschrieben.

A. Herstellung des Inokulums 4 Liter auf pH 6,5-6,7 eingestellte Schweinegülle werden 10 Minuten gekocht, dann auf 30 °C abgekühlt und mit den folgenden Zusätzen versetzt:

7,5 g Diammoniumhydrogenphosphat 2,5 g Ammoniumsulfat 2,5 g Ammoniumchlorid 5 g Dinatriumhydrogenphosphat 5 g Magnesiumchlorid 10 g Kaliumhydrogenphosphat 5 g Bäckerhefe-Hydrolysat Der auf diese Weise hergestellte Nährboden wird mit 7 ml Methanol versetzt und in einen Inokulum-Glasfermen-tor mit 101 Rauminhalt eingetragen, in welchen vorher 1 Liter frischer, anaerober Faulschlamm von der städtischen Abwasserreinigungsanlage eingetragen wurde. Nach dem Vermischen des Fermentorinhalts wird ein Luftstrom mit 1,5 Vol./Minute/Fermentor-Vol. Geschwindigkeit durch den Fermentorinhalt geblasen. Die Fermentation wird 24 Stunden bei 34 °C fortgeführt, wobei der pH-Wert der Fermentationsflüssigkeit zwischen 6 und 6,5 gehalten und nach Bedarf mit 10%iger wässriger Natriumhydroxydlösung korrigiert wird. Nach 24 Stunden Fermentation werden 4 Liter Fermentationsflüssigkeit abgezogen, so dass 1 Liter Inokulum in dem Glasfermentor zurückbleibt.

B. Hauptfermentation a) Anreicherung

Zu dem im Fermentor gebliebenen 1 Liter Inokulum werden 4 Liter aus wärmebehandelter Gülle auf obige Weise hergestellter Nährboden, sowie 7 ml Methanol zugesetzt. Nach dem Vermischen des Fermentorinhalts wird 24 Stunden lang bei 34 °C fermentiert; während dieser Zeit werden weitere 80 ml Methanol zugegeben, so dass die Methanolkonzentration in der Fermentationsflüssigkeit zwischen 0,2 und 0,4 Vol.-% bleiben soll.

b) Produktionsfermentation

Nach der Beendigung der obigen zweiten 24stündigen Fermentationsperiode wird die Fermentation auf kontinuierliche Arbeitsweise umgestellt, und zwar derart, dass 0,25 Liter Fermentationsflüssigkeit pro Stunde laufend abgezogen und durch die gleiche Menge Nährboden ersetzt werden. Dieser Nährboden wird auf die folgende Weise hergestellt.

In 1 Liter bei 100 °C 10 Minuten gekochter und anschliessend auf 30 °C abgekühlter Gülle werden 3,2 g Diammoniumhydrogenphosphat 1,0 g Ammoniumsulfat 1,0 g Ammoniumchlorid 5,2 g Kaliumdihydrogenphosphat 4 g Dinatriumhydrogenphosphat

4 g Magnesiumchlorid

4 g Hefe-Hydrolysat aufgelöst. Ausser der laufenden Zugabe dieses Nährbodens mit 0,25 Liter/Stunde Geschwindigkeit werden täglich insge-s samt 80 g Methanol zu der Fermentationsflüssigkeit zugesetzt, damit die Methanolkonzentration der Fermentationsflüssigkeit zwischen 0,2 und 0,4 Vol.-% bleiben soll. Während der kontinuierlichen Fermentation wird die bei 34 °C gehaltene Fermentationsflüssigkeit mit 400 U/min gerührt io und mit 1,5 Vol./Vol./min Luftstromgeschwindigkeit belüftet.

Der gesamte Trockensubstanzgehalt der kontinuierlich abgezogenen Fermentationsflüssigkeit beträgt 26 g/1; aus 1 Liter Fermentationsflüssigkeit werden durch Zentrifugal-Se-15 parierung (800 U/min) 100 ml Konzentrat (Biomasse) mit 20% Trockensubstanzgehalt und 900 ml supernatante Flüssigkeit mit 0,63% gelöster Trockensubstanzgehalt erhalten.

Die erhaltene Biomasse wird im Sprühtrockner getrocknet; es werden auf diese Weise 19,5 g staubförmiges Produkt 20 mit 10% Feuchtigkeitsgehalt erhalten.

Die Zusammensetzung des Produkts (auf die Trockensubstanz berechnet):

rohe Proteine 65% Vitamine:

25 Vitamin Bj 5 mcg/g

Vitamin B2 170 mcg/g

Vitamin B6 15 mcg/g

Nicotinsäureamid 175 mcg/g

Beispiel 5

Es wird auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise gearbeitet, mit dem Unterschied, dass der während der Wärmebehandlung nach dem alkalischen Bereich verschobene 35 pH-Wert der Gülle (8,2) nach dem Abkühlen auf pH = 6,6 korrigiert wird, und zwar derart, dass die abgekühlte Gülle in dem Behälter 13 unter Rühren mit der erforderlichen Menge (300 kg) konzentrierter Salzsäure versetzt wird.

40 Das gesamte Materialumsatzdiagramm dieses Beispiels ist auf Abbildung 3 dargestellt.

Die Inokulumherstellung und die Fermentation (Anreicherung und Produktionsfermentation) werden auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise ausgeführt. Es werden 1600 kg 45 trockenes Produkt mit 10% Feuchtigkeitsgehalt erhalten; das Produkt zeigt die folgende Zusammensetzung (auf Trok-kensubstanz berechnet):

rohe Proteine

71%

Vitamin Bj

18 mcg/g

Vitamin B2

170 mcg/g

Vitamin B6

25 mcg/g

Cobamid-coenzyme

310 mcg/g

Nicotinsäureamid

120 mcg/g

Cholinchlorid

1100 mcg/g

Biotin

11 mcg/g

Vitamin E

185 mcg/g

Panthotensäure

32 mcg/g

Beispiel 6

Es wird auf die im Beispiel 5 beschriebene Weise gearbeitet, mit dem Unterschied, dass die täglich abgezogene 100 m3 Fermentationsflüssigkeit zum Erleichtern der Separierung auf die folgende Weise behandelt werden:

400 kg kristallines Aluminiumsulfat werden in dem Behälter 19 in 2 m3 Wasser gelöst und diese Lösung unter Rühren den sich im Behälter 35 befindenden 100 m3 Fermenta-

9

tionsflüssigkeit zugesetzt. Anschliessend werden 300 Liter 30%ige Natronlauge zugegeben. Die auf diese Weise behandelte Fermentationsflüssigkeit, welche einen pH-Wert 6,3 zeigt, wird dann dem Separator 35 zugeführt.

Nach dem Trocknen der separierten Biomasse werden s täglich 1710 kg Produkt mit 10 Feuchtigkeitsgehalt erhalten; das Produkt zeigt die folgende Zusammensetzung (auf Trok-kensubstanz berechnet);

643 437

rohe Proteine Vitamin Bt Vitamin B2 Vitamin B6 Cobamid-coenzyme Nicotinsäureamid Cholinchlorid Biotin

62% 8,5 mcg/g 75,0 mcg/g 15,0 mcg/g 400,0 mcg/g 150,0 mcg/g 875,0 mcg/g 5,0 mcg/g s

3 Blatt Zeichnungen

Claims

643 437

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Verwertung von Güllen zur fermentati-ven Erzeugung von als Tierfutter verwendbaren Biomassen, dadurch gekennzeichnet, dass man a) die Gülle durch Erwärmen auf mindestens 80 °C und anschliessendes Abkühlen auf höchstens 40 °C einer Wärmebehandlung unterwirft,

b) aus einem Teil der wärmebehandelten Gülle durch die Zugabe von organischen Nährstoffen einen Nährboden herstellt,

c) dem auf obige Weise hergestellten Nährboden einen 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohol und einen organische Verunreinigungen enthaltenden ausgefaulten Schlamm zusetzt und durch Fermentieren dieses Gemisches ein Inokulum herstellt,

d) die wärmebehandelte Gülle mit dem auf obige Weise hergestellten Inokulum einimpft und einen 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohol zusetzt und dieses Gemisch bei 26 °C bis 38 °C fermentiert,

e) die durch die Fermentation gebildete Biomasse aus der Fermentationsflüssigkeit abtrennt und trocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gülle Schweinegülle ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die Gülle auf 95 bis 105 °C erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) zusätzlich noch anorganische Salze und/ oder Vitamin-Präkursoren hinzugegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) der Alkohol Methanol ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) der organische Verunreinigungen enthaltende ausgekaufte Schlamm ein aus der städtischen Abwasserbehandlung stammender Faulschlamm ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) weitere wärmebehandelte Gülle zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) der Alkohol Methanol ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) zusätzlich noch ein Nährboden bzw. weitere Nährstoffe zugesetzt wird bzw. werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den pH-Wert der wärmebehandelten Gülle, falls er den Wert 7 überschreitet, durch die Zugabe von einer Säure, besonders von Salzsäure auf 6 bis 7, besonders auf 6,5 bis 6,8 korrigiert.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zu den Güllen, deren Ammoniumstickstoffgehalt 2000 mg/1 nicht erreicht, stickstoffhaltige anorganische Salze zusetzt.

s 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zu der Fermentationsflüssigkeit vor dem Abtrennen der Biomasse ein Koaguliermittel zusetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Fermentationsflüssigkeit in statu na-

lo scendi gebildetes Aluminiumhydroxyd als Koaguliermittel verwendet.
14. Verfahren nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gülle während der Wärmebehandlung mindestens 5 Minuten lang auf mindestens 80 °C, vorteilhaft i5 auf 95 bis 105 °C hält.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gülle nach der Wärmebehandlung auf 30 bis 40 °C abkühlt.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

20 net, dass man bei der zur Herstellung des Inokulums durchgeführten Fermentation die Bakterienflora durch wiederholte Zugabe von einem Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, besonders von Methanol und von weiterem Nährboden bzw. Nährstoffen anreichert.

25 17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man während der Fermentation den Methanolgehalt des Fermentationsmediums zwischen 0,04 und 0,8% hält.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

30 net, dass man Benzimidazolderivate, besonders 5-Hydroxy-

benzimidazol als Vitamin-Präkursor verwendet.
19. Verfahren nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fermentationen auf anaerobe Weise durchführt.

35 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man den Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, sowie den Nährboden mit Geschwindigkeiten zwischen 0,002 und 0,01 Liter/Liter Fermentorraum/Stunde dem Fermentationsmedium zugibt.

40 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fermentation auf aerobe Weise durchführt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man den Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,

45 sowie den Nährboden mit Geschwindigkeiten zwischen 0,05 und 0,5 Liter/Liter Fermentorraum/Stunde dem Fermentationsmedium zugibt.