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Anwendungsgebiet der Erfindung.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung zur virologisch-injektionsfreien,
thermisch geschlossenen Direktverarbeitung von Schlachtnebenprodukten
(SNP) gleicher Kategorien mit integrierter Flotten-Abluft- und Kondensatreinigung
zur Herstellung virologisch unbedenklicher Produkte (NCP-FLAK) wird
in der Landwirtschaft, Fischfabriken, Schlachthöfen, und Tierkörperbeseitigungsanstalten
angewendet.
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Charakterisierung des bekannten Standes
der Technik
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Die
zur Zeit bestehende Verarbeitungstechnik und deren Organisation
zur Verarbeitung von in Kategorien 1–3 getrennt gesammelten SNP
in handelbare Produkte, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden,
ist bei Einhaltung bestehender gesetzlichen Vorschriften in den
bekannten Tierkörperbeseitigungsanstalten
nicht durchführbar,
zudem im Stand der Technik bei kompletter Verarbeitung aller gemeinsam
verarbeiteten SNP insgesamt umwelttechnisch belastend und darüber hinaus
unwirtschaftlich.
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Die
meist dezentralisierte, vom Schlachthof abgewandte Erfassung und
Verarbeitung von SNP erfordert das Sammeln, Lagern, Transportieren
dieser SNP und damit ist die Kontaminierung der SNP durch Bakterien,
Viren meist unausbleiblich, in deren Folge gefährliche postmortale Gewebeveränderungen
eintreten. Die technologisch nicht zwingend kontrollierbare Kühlung der
SNP unterstützt
in der Folge die Gewebeveränderungen
zum Nachteil einer intensiven Nutzung der herstellbaren Produkte.
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Die
vorherrschende Technik erfordert enorme Aufwendungen und führt aufgrund
des vorhandenen Standes der Technik zu erheblichen Substanzverlusten
an zu verarbeitenden Substanzen. Hauptsächliche Gründe sind:
- – die postmortale
Zersetzung gesammelter SNP aufgrund langer Zwischenlagerung am Schlachthof
und aufwendiger Transportzeiten,
- – Zwischenlagerungen
der getrennt zu sammelnden und zu erfassenden Tierkörperteile
in den Tierkörperverarbeitungsanstalten,
- – Schädlingsbefall
bei der Durchführung
der genannten Vorgänge.
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Die
DE 195 47 663 A1 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Direktverarbeitung von Fischresten.
Inhaltlich grenzt diese Erfindung die umweltfreundliche Verarbeitung
dieser Schlachtnebenprodukte von anderen Arten einsatzfähiger Schlachtnebenprodukte
ab, weil in bezogen auf die Verarbeitungstechnik erhebliche Unterschiede,
z.B. in der Sterilisationstechnik und den Sterilisationsbedingungen
berücksichtigt
werden müssen.
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In
der
DE 196 22 565
A1 wird eine Mobilverarbeitungsanlage für Tierkörper vorgestellt, deren Verfahrensstruktur
die generelle Zielstellung verfolgt, vor Ort z.B. auch verendete
Tiere aufzunehmen und für
die Umgebung entsorgungsfrei zu verarbeiten: damit unterliegt die
thermische Prozessführung
in dieser Anlage dem Ziel-Herstellung von Dünger und Fett, das entspricht
der totalen Vernichtung der Eiweißstrukturen mit Temperaturen > 133°C und Drücken > 3 bar.
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In
Schweden wird die Verwertung von a) gefallenen Tieren, toten Heimtieren
und b) frischen Schlachtnebenprodukten getrennt. Die gleiche Problematik
hat den Bundesverband der Deutschen Fleischwarenindustrie seit langer
Zeit beschäftigt.
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Die
DE 42 40 073 A1 arbeitet
in der Zerkleinerung mit im Aufnahmebehälter innen angeordneten Schneidenträgern, nachdem
durch Messerwalzen- und Sägewalzenpaare
eine Zerkleinerung im Sammelbehälter
erreicht werden soll. Dabei treten aber hier nicht berücksichtigte
Verwicklungen durch Sehnen und inhomogen Tierkörperteile auf, sodass Verstopfungen
der Förderwege
eintraten. Außerdem konnte
die These- durch Eigenmasse, besser Eigengewicht auch „Schneiddruck" zu erzeugen nicht
realisiert werden. Der Wärmeinhalt
der Abfälle
konnte aufgrund der üblicherweise
gekühlt
angelieferten Rohware nicht in die Prozessgestaltung eingebracht werden.
Zur Abrundung angewendeter Verfahren wird erwähnt, dass in der Schweiz Tierkörpermehl
in Zementfabriken (Bazenheid) gegen Kostenrechnung verbrannt wird,
um die im Ursprungsverfahren nicht ausreichende Sterilisation der
Feststoffe auszugleichen.
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Zudem
werden Knochen, Feststoffe mit Rücksicht
auf im Stand der Technik bekannte Verfahren zur energetischen Umsetzung
nur unzureichend erhitzt, sodass die nach der Verarbeitung verbleibenden
Reste virologisch belastet bleiben.
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Ziel der Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens und einer
Vorrichtung zur virologisch-injektionsfreien, thermisch geschlossenen
Direktverarbeitung von Schlachtnebenprodukten gleicher Kategorien
mit integrierter Flotten-Abluft- und Kondensatreinigung zur Herstellung
virologisch unbedenklicher Produkte (NCP-FLAK) (No (physical) Contact
Procedere), so, dass mittels der zeitgleich separaten Verarbeitung
der getrennten Phasen des ursprünglichen
Rohmaterials durch verfahrenstechnische Anpassung an Verarbeitungsparameter – wie z.B.
Temperaturen, Drücke,
Abluftabsorption, Recycling einzelner getrennter Phasen die Rohmaterialmenge
virologisch unbedenklich verarbeitet werden kann.
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Mit
der Erfindung treten folgende ökonomische
Vorteile ein:
- – Qualitätsverbesserung der Produkte
Mehle/Fette
- – Rückgewinnung
von Eiweißen,
Fetten aus den Sekundärflotten
der getrennten Phasen der SNP,
- – Verhinderung
der postmortalen Gewebeveränderungen,
- – Senkung
des Produktionsverbrauches bei der bisher erforderlichen Zwischenlagerung,
- – Senkung
des Energieverbrauches,
- – Erhöhung der
Sauberkeit der Schlachthöfe
und Abbau der Geruchsbelästigung.
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Darlegung des Wesens der Erfindung.
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Die
Erfindung ist dadurch charakterisiert, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur virologisch-injektionsfreien,
thermisch geschlossenen Direktverarbeitung von Schlachtnebenprodukten
gleicher Kategorien mit integrierter Flotten-Abluft- und Kondensatreinigung
zur Herstellung virologisch unbedenklicher Produkte (NCP-FLAK) zu
entwickeln.
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Erfindungsgemäß wird zunächst ein
Verfahren und nachfolgend eine Vorrichtung beschrieben, die in der
Darstellung und in der Wirkungsweise die erfinderische Zielstellung
sichern:
Mit der direkten Übernahme
der SNP aus dem Schlachthof bleibt die Endschlachttemperatur von
ca. 25°C
erhalten. Die nach der Abspaltung der schweren und leichten Phasen entstandenen
Stoffströme, wie
auch die Abluftmengen werden getrennt und basierend auf der Eingangstemperatur
verfahrenstypisch auf ca. 35°C
erwärmt
und pumpfähig
geführt. Nach
der Drucksterilisation bei > 133°C, ca. 0,3
MPa Druck und einer Haltezeit von ca. 20 min wird die Feststoffphase
getrennt von den nach der Phasentrennung gesammelten proteinhaltigen
Flottenmengen weiter verarbeitet. Diese sedimentieren und die darin
enthaltenen Proteinmengen der abgeleiteten Abwasserströme werden
erneut abgetrennt und der Feststoffphase im Kreislaufprozess zugeführt.
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Der
zur Durchführung
der Sterilisation des gesamten Rohmaterials erforderliche Dampfdruck
im Innern der Thermolaststufe und die erforderliche Prozesstemperatur
werden homogen verteilt, indem zur Vermeidung nur oberflächlich wirkender
Drücke
auf die Rohmasse dieselbe so bewegt wird, dass alle Partikel des
Rohmaterials vom gedachten inneren Mittelpunkt der Rohmaterialcharge
systematisch nach außen
zu der Innenbehälterseite
geführt
werden und auf diese Weise eine gleichmäßige Druck- und Temperaturbeaufschlagung
der Partikel der Rohmasse im sog. „Kernbereich" erreicht wird.
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Mit
variabel einstellbaren Innentemperaturen während der Sterilisation in
der Thermolaststufe werden in Korrespondenz mit ebenso variabel
einstellbaren Druckstufen und variablen Zeitintervallen für die Druckstufendauer
angepasste produktqualitätssichernde
Verfahrensschritte erzeugt: beispielsweise bei der Verarbeitung
von Knochen zur Herstellung von Knochenmehl eine Temperatur von
133°C und ca.
0,3 MPa Druck bei ca. 20 min. Haltezeit, oder bei der Verarbeitung
der Knochen zu Dünger
eine Temperatur von ca. 160°C
und ca. 0,6 MPa Druck bei Haltezeiten > 20 min. Für andere Sorten von SNP können Temperaturen
von 70°C
und geringere Druckstufen eingestellt werden.
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Die
Prozesstemperatur im Innern des Druckbehälters wird für die Sterilisation
der insgesamt anfallenden Feststoffphasen durch Kontaktwärmeübertragung
beheizter Flächen
mit der eingefüllten
Charge in einstellbaren Füllstandshöhen und
der Strahlungswärme
in den Innenraum erreicht, indem der zylindrische Innenbehälter des
zylindrischen Reaktors mit seiner Außenfläche von einem im Zwischenraum eingefüllten geeigneten
Heizmediums einstellbar berührt
wird und so den mit Rohmaterial gefüllten Reaktorraum einschließlich der
Charge durch Kontaktnahme erhitzt und die Strahlungswärme oberhalb
des Füllstandspegels
der Charge zusätzlich
in die Rohmasse eindringt. In der technologiscchen Folge sind weitere
heißgehende
Baugruppen der Vorrichtung in dem Heizkreislauf eingeordnet. Zur
Nachweisführung
der Prozessparameter sind von der äußeren Hülle der Thermolaststufe bis
in die Mitte des Innenbehälters
ragende spezielle Probeentnahmekatheder in verschiedenen Höhenlagen
des Innenraumes angebracht, dergestalt, dass zu einem beliebig gewählten Zeitpunkt
des Sterilisationsvorganges der Trennphase Feststoff von einer oder
mehrerer dieser Probeentnahmestellen bei beliebiger Eintauchtiefe eines
oder mehrerer Temperaturfühler
die Temperaturmessung und ebenso der Drucksensoren die Innendruckmessung
zur eindeutigen Identifizierung der Chargenprobe gleichzeitig mit
der Entnahme der Probe aus dem Innen- bzw. Außenbereich der zu sterilisierenden
Masse – dem
sog. „Kernbereich" erfolgt, indem die
Probenentnahme so erfolgt, dass in einem zylindrischen Rohrkatheder
ein Zylinderbolzen geführt
wird, der bis in den sog. „Kernbereich" der zu sterilisierenden
Masse – in
das Innere des Innenbehälters – geführt werden
kann.
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Diese
Anlage kann entsprechend der VO (EG) 1774/2002 als Zusatzanlage
an TBA-Anlagen zugeschaltet werden oder direkt an Schlachthöfen angeordnet
sein.
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Ausführungsbeispiel.
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Die
thermisch geschlossene Vorrichtung zur virologisch unbedenklichen,
direkten Aufnahme und mehrstufigen Phasentrennung von Schlachtnebenprodukten
gleicher Kategorien mit geschlossener energiesparender Flottenreinigung
und Abluftreinigung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles in einem Weg
näher erläutert werden.
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Die
Vorrichtung besteht aus folgenden Hauptkomponenten:
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- 1
- Zerkleinerung
01®
- 2
- Zerkleinerung
02®
- 3
- Vorwärmer
- 4
- Thermolaststufe
- 4.1
- Einfüllstutzen
Produkt®
- 4.2
- Rührwelle
- 4.3
- Heizmediumzwischenraum
- 4.4
- Einfüllpegelkontrollmaß
- 4.5
- Heizmediumeintrag
- 4.6
- Probenentnahmestelle
- 4.7
- Rohr-Katheder
- 4.8
- Rührflügelsegmente
- 4.9
- Heizmediumaustrag
- 4.10
- Austragstutzen
Produkt®
- 4.11
- Temperatur-/Druckmesssensoren®
- 4.12
- Trägerachsen
für Messmodule
- 4.13
- Reinigungssprühkopf
- 5
- Trikanter®
- 6
- Abwassertrenner
- 7
- Trockner®
- 8
- Mühle®
- 9
- Prozessheizanlage®
- 10
- Biologisches
Filter®
- 11
- Fetterfassungsbehälter®
- 12
- Hauptsammler
mit Entspannungsbehälter
- L
- Leitungen
(L1–Lx)
-
®
- Stand
der Technik
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Die
zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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Zeichnung
01: Produktweg/feste Phase/Mehl/Fett,
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Zeichnung
02: Abwasser- und Brüdenkondensatverarbeitung
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Zeichnung
03: Luft-/Abluftführung
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Zeichnung
04: Prozesswärmeleitungen
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Zeichnung
05: Position 4 (Thermolaststufe)
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Die
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird in einem Weg – beginnend
mit der Zeichnung Z1 – wie
folgt beschrieben:
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Zeichnung 01:
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Die
zerkleinerten SNP werden in den Leitungen L3 und L4 in den Vorwärmer 3 gefüllt, nachdem mit
L1 und L2 die Zerkleinerer 1 und 2 befüllt wurden. Im
Vorwärmer 3 wird
der Rohmaterialbrei auf eine Temperatur von ca. 35°C erwärmt und
mittels Leitung L5 in die erfindungsgemäß gestaltete Thermolaststufe 4 gepumpt.
Die Thermolaststufe gewährleistet konstante
Druck- und Temperaturverhältnisse
an jedem Partikel der Beschickungsmasse, deren Nachweis wird Druckmess-
und Temperaturmesssensoren geführt.
Der Brei wird nach der eingestellten Prozesszeit von > 20 min Haltezeit über den
Hauptsammler 12 mit angeschlossenem Entspannungsbehälter über die
Leitung L6 im Trikanter 5 in die Phasen – Feststoffe,
schwere Phase, leichte Phase – getrennt. Die
leichte Phase (Fett) wird mit Leitung L8 in den Behälter 11 und
von dort mit L9 ausgetragen.
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Die
Feststoffphase wird mit der Leitung L10 in den Trockner 7 (Stand
der Technik) gepumpt, getrocknet, nach Überführung mit der Leitung 11 gemahlen
in der Mühle 8 und
in der Leitung L12 ausgetragen. Zur Leitung L7 führt die
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Zeichnung 02:
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Die
schwere Phase ist aus dem Trikanter 5 mit Leitung L7 in
den Abwassertrenner 6 geleitet worden.
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Die
Brüdenkondensate
werden erfasst in den Leitungen
- – L6 aus
dem Trockner 7,
- – L13
aus dem Entspannungsbehälter 12,
- – L14
aus dem Zerkleinerer 1,
- – L15
aus dem Zerkleinerer 2,
- – L16
aus dem Fetterfassungsbehälter 11,
- – L17
aus dem Biologischen Filter 10
und werden in
der Leitung L18 dem Abwassertrenner 6 zugeführt. Gemeinsam
mit den Sedimenten aus dem Behälter 6 wird
im „Sekundärdurchlauf“ mit Hilfe der
Leitung L20 in den Vorwärmer 3 und
von dort in der Mischung mit der im Vorwärmer befindlichen Folgecharge
erneut der Thermolaststufe 4 zur weiteren Verarbeitung
angeboten. Die Abwassermenge aus der Leitung L7 – abgeschleudert aus dem Trikanter 5, wird
gemeinsam mit den bereits gesammelten Brüdenkondensaten im Abwassertrenner 6 nochmals auf
ca. 95°C
erhitzt und in der Leitung L19 gekühlt auf ca. 20°C ausgetragen.
Optional unterbleibt die Kühlung,
wenn im Anwenderfall eine Verwendung des heißen Abwassers besteht.
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Zeichnung 03:
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Die
Luft- und Abluftführung
beginnt direkt an der Übergabe-/Übernahmestelle
der SNP mit der Leitung L20 in die Zerkleinerer 1 und 2 und
fortführend mit
L21, bzw. L23, wobei in diese Leitung noch die Ablüfte des
Fetterfassungsbehälters 11 über die
L29 eingeleitet sind, in den Vorwärmerabluftstrom 3 mit direkter
Fortleitung L22 in die Thermolaststufe 4. Im Entspannungsbehälter 12 erfolgt
die Dekompression der Prozessluftmenge aus der Thermolaststufe 4 in die
Leitung L27. Der Abluftstrom aus dem Trockner 7 wird mit
L26 in die Leitung L27 übernommen
und gelangt je nach Belastung mit Schadstoffen entweder in die biologische
Abluftreinigung des Biologischen Filters 10 mit Austrag über die
Leitung L28 oder in die Nachverbrennung der Heizanlage 9 mit
Austrag über die
Schornsteinleitung L30.
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Zeichnung 04:
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Die
erste Primärleitung
L31 führt
den erhitzten vom in die Thermolaststufe 4 und von dort
mit Leitung L32 in den Vorwärmer 3.
Die in Wärmeträger enthaltene
Restwärmemenge
wird mit Leitung L33 in den Prozesswärmeerzeuger 9 zurückgeführt. Die zweite
Primärleitung
L34 transportiert Wärme
in den Trockner 7, danach mit Leitung L35 als Sekundärwärmenutzung
in den Abwassertrenner 6. Mit L36 gelangt der Wärmeträger zurück in den
Prozesswärmeerzeuger 9.
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Zeichnung 05:
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Die
erfindungsgemäß gestaltete
Thermolaststufe ist im Schnitt dargestellt. Am Druckbehälter 4 sind
die im Stand der Technik bekannten Korbbogenböden angeschraubt. Über den
Zuführstutzen 4.1 gelangt
das zu sterilisierende Material bis zum Pegel 4.4 in den
beheizbaren Innenraum. Die Wärmezufuhr erfolgt
im Zwischenraum 4.3, die mittels Stutzen 4.5 ein-
und mit Stutzen 4.9 ausgeführt wird. Die systematische
Bewegung der Masse wird durch die Rührwelle 4.2 mit den
variabel aufsetzbaren Flügeln 4.8 erreicht.
Mithilfe der Stutzen 4.6 und 4.7 werden Proben
entnommen. Das sterilisierte Produkt wird im Stutzen 4.10 ausgetragen.
Eine Temperaturmessstelle ist in unmittelbarer Bodennähe des Reaktorinnenraumes
angeordnet. Für
die Messung der Prozessparameter während der Sterilisation sind
auf den Trägerachsen 4.12 Messmodule
für Druck
und Temperatur angeordnet. Für
die Reinigung der Messstutzen und des Reaktorinnenraumes sind auf
den Rührflügelsegmenten
die Sprühköpfe 4.13 montiert.