DE19628521A1 - Verfahren und Anlage zur anaeroben Verwertung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben Verwer­ tung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnissen aus der Landwirtschaft, der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, des Handels und der Gemeinschaftsver­ pflegung und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren zur thermischen Behandlung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnissen sind bekannt und werden in Tierkörperbeseitigungsanstalten angewendet. Sie dienen der Sterilisierung der Produkte unter seuchenhygieni­ schen Aspekten. Dabei werden die ankommenden Produkte gesammelt, zerkleinert und der so entstehende Produktbrei danach in einer Kochanlage sterilisiert, anschließend getrocknet und entfettet. Das erhaltene Material wird in einer Mahlanlage zu Tierkörpermehl aufbereitet, das als Futtermittel in der Tierproduktion dient. Andere Verwen­ dungsmöglichkeiten sind nicht gegeben.

In jüngster Vergangenheit ist die Verfütterung von Tierkör­ permehl durch auftretende Seuchen und Krankheiten, wie BSE, in die Kritik geraten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verarbeitung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnissen zu schaffen, das kein Futtermittel oder ein neues problematisches Abfallprodukt entstehen läßt und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden die Tierkörperteile und die von von Tieren stammenden Erzeugnisse in einem Behälter gesammelt und mit Transportmitteln, wie Doppelschnecken, Zerkleine­ rungsaggregaten zugeführt. In der ersten Stufe erfolgt eine Zerkleinerung der Produkte in einem Grobbrecher. Hier werden die Produkte in 80 bis 30 mm, vorzugsweise 60 bis 40 mm und insbesondere 50 mm große Stücke zerkleinert, die in einer zweiten Stufe mit Feinzerkleinerungsaggregaten, wie Schredder oder Homogenisatoren u. a. auf eine Korngröße von 20 bis 5 mm, vorzugsweise 15 bis 8 mm und insbesondere < 10 mm feinzerkleinert werden.

Die so zerkleinerte Rohware wird in den Vorlagebehälter des Sterilisators gepumpt. Hier erfolgt die Sterilisation der feinzerkleinerten Rohware bei einer Temperatur von < 130° Grad und einem Druck < als 10 bar über einen Zeitraum von 15 bis 40 min vorzugsweise 25 min. Ideale Bedingungen für die Sterilisation der Rohware liegen bei 133°C, bei 3 bar und einer Verweilzeit von 25 min.

Nach erfolgter Sterilisation wird der erhaltene Produktbrei in einen Behälter für die Expandierung und Abkühlung über­ führt. Dieser Behälter dient gleichzeitig als Zwischenspei­ cher für die nachfolgenden Arbeitsstufen.

Nach Abkühlung wird der erhaltene Produktbrei in einen Hydrolysebehälter gepumpt. Hier erfolgt unter ständiger Bewegung, z. B. mittels Rührer, über mehrere Tage die Hydro­ lyse des Produktbreies. Für die nachfolgende Behandlung unter anaeroben Bedingungen im Bioreaktor werden der pH-Wert, der Feststoffgehalt, die Temperatur und die Behand­ lungszeit gemessen und durch Zugabe von ausgeschleustem Prozeßwasser und der Menge an rückgeführter Biomasse aus dem Bioreaktor auf die gewünschten Parameter eingestellt. Geeignete pH-Werte liegen zwischen 4-5 bei Temperaturen von 30-50°C, insbesondere 35°C.

Der hydrolysierte und vorversäuerte Produktbrei wird jetzt mittels Pumpen in den Bioreaktor überführt. Im Bioreaktor wird der so vorbehandelte Produktbrei unter anaeroben Bedingungen unter ständiger Bewegung, z. B. Rührer, konti­ nuierlich vergoren. Der Prozeß wird über die Menge des zuge­ führten Hydrolysats, der Temperatur, des pH-Wertes und der erzeugten Menge an Biogas gesteuert. Geeignete pH-Werte liegen bei 7-8, die Temperatur im Bereich von 50-65°C, vorzugsweise um 55°C. In diesem Prozeß werden die organi­ schen Stoffen zu Biogas verarbeitet. Anorganische Stoffe werden im Wasser gelöst aus dem Prozeß ausgeschleust.

Entsprechend der zugeführten Menge an Produktbrei wird kontinuierlich ein Teil des Behälterinhaltes ausgeschleust und in die Biomasserückgewinnungsanlage überführt. Die abge­ trennte Biomasse wird zum einen der Hydrolysestufe und zum anderen dem Bioreaktor zugeleitet.

Das nicht in den Prozeßkreislauf in der Hydrolysestufe zurückgeführte Restwasser wird einer Abwasserbehandlungsan­ lage zugeleitet und so aufbereitet, daß es einem Klärwerk übergeben werden kann. Das produzierte Biogas wird nach Reinigung zwischengespeichert und einer energetischen Nutzung zugeführt. Dabei können Teile des produzierten Biogases zur Dampf- und/oder zur Stromerzeugung zum Betrei­ ben der einzelnen Anlagenteile, wie Sterilisator, Hydrolysa­ tor oder Bioreaktor genutzt werden. Die Abwärme bei der Stromerzeugung dient gleichzeitig der Wärmeversorgung für den Bioreaktor.

Im Anlagensystem anfallende Abluft, wie aus der Rohstoffan­ nahme, der Zerkleinerung, der Sterilisierung und der Hydro­ lyse wird gemeinsam über ein Filter gereinigt an die Umge­ bung abgegeben. Vorzugsweise finden regenerierbare Biofil­ ter Anwendung.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht kein neues problematischen Abprodukt. Die Endprodukte sind seuchenhy­ gienisch unbedenklich.

Die Erfindung wird anhand der Figur an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert.

Die Figur zeigt die komplette Anlage zur Verwertung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnis­ sen. Die ankommenden Tierkörperteile und von von Tieren stammenden Erzeugnisse werden in der Rohwarenannahme 1 in Sammelbehälter geschüttet und einer Sichtkontrolle unterzo­ gen. Der Transport der Rohware zur Aufbereitungseinheit 2 erfolgt über Doppelschnecken. Die Aufbereitungseinheit 2 besteht aus nacheinandergeschaltetem Grobbrecher und Fein­ zerkleinerungsaggregat. Hier erfolgt als erster Schritt die Brechung der Rohware in 50 mm große Stücke und danach die Feinzerkleinerung in Stücke, < 10 mm. Parallel erfolgt mit der Zerkleinerung die Homogenisierung der Rohware.

Die zerkleinerte und homogenisierte Masse wird mittels Pumpen in den Vorlagebehälter des Sterilisators 3 geför­ dert. Ist der Sterilisator 3 gefüllt, wird die Masse bei einer Temperatur von 133°C und 3 bar über einen Zeitraum von 20 min. behandelt. Die Behandlungsparameter werden registriert und können als Nachweis der seuchenhygienischen Unbedenklichkeit dienen. Nach der Sterilisierung wird der Produktbrei in einen Behälter 4 zum Expandieren und Abküh­ len überführt.

Nach dem Abkühlen wird der Produktbrei in den Hydrolysebe­ hälter 5.1 gepumpt. Der pH-Wert und der Feststoffgehalt des Produktbreies werden durch ausgeschleustes Prozeßwasser und durch Zugabe von rückgeführter Biomasse aus dem Bioreaktor stabilisiert und auf die optimalen Werte für die Hydrolyse eingestellt. Die Hydrolyse erfolgt unter ständiger Bewegung über einen Zeitraum von 3 bis 5 Tagen.

In regelmäßigen Zeitabständen wird der hydrolysierte Pro­ duktbrei in den Bioreaktor 5.2 gegeben. Hier erfolgt die Vergärung unter anaeroben Bedingungen, d. h. die Verarbei­ tung der organischen Bestandteile der Masse zu Biogas. Der Vergärungsprozeß wird über die Messung des pH-Wertes, der Temperatur und der Biogasproduktion gesteuert. Zurückgewon­ nene Biomasse wird dem Prozeß ständig zugeführt.

Wie in regelmäßigen Zeitabständen hydrolisiertes Produkt dem Bioreaktor zugeführt wird, wird in regelmäßigen Zeitab­ stände ein Teil des Bioreaktors ausgeschleust und in die Biomasserückgewinnungsanlage 5.3 überführt. Hier wird die Biomasse abgetrennt und sowohl in den Hydrolyseprozeß als auch in den Vergärungsprozeß über Leitung 8 wieder einge­ setzt. Mit der teilweisen Abtrennung und Wiederzuführung der Biomasse wird die Stabilisierung des gesamten Vergä­ rungsprozesses erreicht.

Die nach der Abtrennung der Biomasse erhaltene flüssige Phase enthält nur noch anorganische Bestandteile und in geringen Mengen schwer abbaubare organische Verbindungen. Das entstandene Restwasser wird in die nachgeschaltete Ab­ wasserbehandlungsanlage 7 gepumpt und zusammen mit den Ab­ wässern aus anderen Anlageteilen gereinigt und, wenn notwen­ dig, sterilisiert.

Das in den Bioreaktoren produzierte Biogas wird in einen Gasaufbereitungsteil mit Speicher 6 überführt, welcher mit der notwendigen Sicherheitstechnik ausgerüstet ist. Das Biogas steht jetzt für die energetische Nutzung zur Verfü­ gung.

Ein Teil des Biogases wird im Dampferzeuger zur Produktion von Dampf für die Sterilisatoren verwendet und ein anderer Teil zur Produktion von Strom für die gesamte Anlage. Die bei der Stromproduktion anfallende Abwärme wird zum Erwär­ men des Bioreaktors verwendet. Das erfindungsgemäße Verfah­ ren erlaubt ein energieautarkes Arbeiten der Anlage.

In Teilen der Anlage, wie Rohwarenannahme 1, Aufbereitung 2, Sterilisierung 3, Expandierung und Abkühlung 4 und in den Hydrolysebehältern 5.1 fällt geruchsbelastete Abluft an. Für die Reinigung dieser Abluft ist ein Filter 10 mit integriertem Luftwäscher, vorzugsweise ein Biofilter, vorge­ sehen.

Claims (9)

1. Verfahren zur anaeroben Verwertung von Tierkörperteilen und von von Tieren stammenden Erzeugnissen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ankommende Rohware in einer Zer­ kleinerungsstufe zuerst mittels Brecher grobzerkleinert und in einem nachgeschalteten Feinzerkleinerer feinzer­ kleinert und homogenisiert wird, in einem Sterilisator sterilisiert, der erhaltene Produktbrei abgekühlt, unter ständiger Bewegung hydrolisiert und anschließend unter anaeroben Bedingungen in einem Bioreaktor zu Biogas umge­ setzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobzerkleinerung der Rohware auf 80 bis 30 mm, vorzugsweise 60 bis 40 mm und insbesondere auf 50 mm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinzerkleinerung der Rohware auf 20 bis 5 mm, vorzugsweise 10 bis 8 mm und insbesondere < 10 mm er­ folgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierung der zerkleinerten und homogenisierten Rohware bei Temperaturen < 130° C und einem Druck < 10 bar über einen Zeitraum von 10 bis 40 min., vorzugsweise 20 bis 30 min. erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierung bei 133°C und einem Druck von 3 bar über einen Zeitraum von 20 min. erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des pH-Wertes und des Feststoffgehal­ tes des Produktbreies im Hydrolyseprozeß durch einge­ schleustes Prozeßwasser und Biomasse aus dem Bioreaktor erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Bioreaktorinhalts regelmäßig abgezogen und die in einer nachgeschalteten Biomasserückgewinnungsanlage abgetrennte Biomasse sowohl in der Hydrolysestufe als auch der anaeroben Bioreaktor­ stufe wieder zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Abluft der Anlage gemeinsam in einem regenerativen Filter gereinigt wird.

9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Hauptbaugrup­ pen Rohstoffannahme (1), Zerkleinerungsaggregate (2), Sterili­ sierungsapparate (3), Expansions- und Abkühlbehälter (4), Hydrolysebehälter (5.1), Bioreaktor (5.2), Biomasserückgewin­ nungsanlage (5.3), Abwasserbehandlungsanlage (7) und Abluft­ filter (10).