DE2242377C3

DE2242377C3 - Process for the production of feed or feed additive

Info

Publication number: DE2242377C3
Application number: DE19722242377
Authority: DE
Inventors: Paul DipL-Ing.; Melzer Erhard; 8263 Burghausen Klonner
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Filing date: 1972-08-29
Publication date: 1976-11-25

Description

prozent, vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtsprozent, io schließend zur Lockerung des innerzelligen Wassers Trockensubstanz entwässert wird, dadurch auf 80° C erhitzt. Bei dieser Thermolyse gerät jedoch gekennzeichnet, daß der entwässerte Über- ein Teil des nahrungsphysiologisch wertvollen °rotoschußschlamm zwischen 10 und 30 Sekunden in plasmas in den wäßrigen Anteil und wird dort als dünner Schicht, die gleich oder kiemer 0,5 mm Verunreinigung des Klärwassers wenig geschätzt Der ist, schlagartig auf Temperaturen zwischen 100 xs als Futtermittel zu verwendende Rückstand hingegen und 160° C erhitzt wird, wobei sämtliche Ver- hat dadurch einen verringerten Proteingehalt und fahrensschritte in Anwesenheit von Sauerstoff genügt den Anforderungen nicht, die an ein Futterdurchgeführt werden. mittel hinsichtlich Sterilität und Lagerungsbeständig-percent, preferably 8 to 12 percent by weight, io closing to loosen the inner-cell water Dry matter is dehydrated, thereby heated to 80 ° C. With this thermolysis, however, comes characterized that the dewatered over part of the nutritionally valuable ° roto-shot sludge between 10 and 30 seconds in plasmas in the aqueous portion and is there as a thin layer that is equal to or less than 0.5 mm contamination of the sewage water little appreciated is, however, suddenly to temperatures between 100 xs residue to be used as feed and 160 ° C is heated, whereby all Vers has a reduced protein content and Driving steps in the presence of oxygen does not meet the requirements that are carried out on a feed will. medium in terms of sterility and storage stability

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- keit gestellt werden.2. The method according to claim 1, thereby being provided.

kennzeichnet, daß die Erhitzung auf 120 bis ao Es wurde nun ein Verfahren zur Gewinnung von 140° C vorgenommen wird. proteinhaltigem Futtermittel bzw. Futtermittelzusatzindicates that the heating to 120 to ao There has now been a process for the extraction of 140 ° C is made. protein-containing feed or feed additive

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch aus beim aeroben, biologischen Abbau von Abgekennzeichnet, daß die dünne Schicht 0,1 bis wasser entstehendem Überschußschlamm durch Ent-0,3 mm beträgt Wässerung und Thermolyse gefunden, wobei der3. The method according to claim 1 or 2, characterized in the aerobic, biological degradation of Abgekiert, that the thin layer 0.1 to water resulting excess sludge by Ent-0.3 mm is found hydration and thermolysis, the

as Überschußschlamm mechanisch auf 5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtspro-the excess sludge mechanically to 5 to 15 percent by weight, preferably 8 to 12 percent by weight

zent, Trockensubstanz entwässert wird, das alle genannten Nachteile vermeidet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet daß der entwässerte Über-30 schußschlamm zwischen 10 und 30 Sekunden in dünner Schicht, die gleich oder kleiner 0,5 mm ist,cent, dry matter is dehydrated, which avoids all the disadvantages mentioned. The procedure is characterized in that the dewatered over-30 weft sludge between 10 and 30 seconds in thin layer that is equal to or less than 0.5 mm,

Die vorliegende Erfindung betrifft die Gewinnung schlagartig auf Temperaturen zwischen 100 und von proteinhaltigem Futtermittel bzw. Futtermittel- 160° C erhitzt wird, wobei sämtliche Verfahrenszusatz aus dem bei der Abwasserreinigung unter schritte in Anwesenheit von Sauerstoff durchgeführt aeroben Bedingungen anfallenden Überschuß- 35 werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren schlamm. wird das Wasser des Protoplasmas dergestalt zurThe present invention relates to the extraction suddenly to temperatures between 100 and of protein-containing feed or feed is heated to 160 ° C, with all process additions from the steps in the wastewater treatment carried out in the presence of oxygen Excess under aerobic conditions. According to the method of the invention mud. the water of the protoplasm is made in such a way

Beim großtechnischen Einsatz mikrobieller Um- Thermolyse genutzt, daß mittels Thermoschock im Setzungen von organischen Substanzen, z. B. bei der Zellinneirn ein so hoher Druck entsteht, daß die biologischen Abwasserreinigung, wird die zuwach- Mikrobenzellen gesprengt werden und ein verdausende Bakterienmasse als sogenannter Überschuß- 40 liches Endprodukt entsteht. Dieses besitzt einen schlamm dem System entzogen und anschließend ernährungsphysiologisch überraschend hohen Nutzhäufig durch Deponierung oder Verbrennung be- wert,
seitigt. Ausgangsprodukt zur Gewinnung des proteinhalti-In the large-scale use of microbial Um- Thermolysis used that by means of thermal shock in the settling of organic substances such. For example, the pressure on the inside of the cells is so high that the biological wastewater treatment, the growing microbial cells will be burst and a digesting bacterial mass is created as a so-called surplus end product. This has a sludge withdrawn from the system and then rated nutritionally surprisingly high useful, often through landfill or incineration,
sided. Starting product for obtaining the protein-containing

Nun sind bekanntlich die Mikroorganismen gegen- gen Nährstoffes können die in industriellen und komüber höher organisierten Lebewesen in weit höherem 45 munalen Abwässern vorhandenen organischen VerMaße befähigt, Protein zu synthetisieren. So können bindungen sein, die als Substrat für adaptierte Mischbeispielsweise 0,5 t Mikroorganismen in 24 Stunden kulturen (z. B. Bacillus, Aerobakter, Pseudomonas, bis zu 501 Protein produzieren, während ein 500 kg Escherichia, Flavobakter) dienen. Besonders geeigschweres Rind in der gleichen Zeit nur 0,5 kg Protein nete organische Verbindungen sind niedermolekulare aufzubauen vermag. 50 Stoffe, hauptsächlich Acetate, Aldehyde und niedereNow, as is well known, the microorganisms can oppose nutrients in industrial and comber more highly organized living beings in far higher organic proportions than 45 municipal sewage able to synthesize protein. Thus, bonds can be used as a substrate for adapted mixes, for example 0.5 t of microorganisms in 24 hour cultures (e.g. Bacillus, Aerobacter, Pseudomonas, produce up to 501 protein, while a 500 kg Escherichia, Flavobacter) serve. Particularly heavy Beef in the same time only 0.5 kg of protein nete organic compounds are low molecular weight able to build up. 50 substances, mainly acetates, aldehydes and lower

Aus dieser Erkenntnis heraus hat man bereits Alkohole, die von der Bakterienmasse schnell metamehrfach versucht, die bei obengenannten Prozessen bolisiert werden. Das Substrat wird unter aeroben als Nebenprodukt anfallende Organismenmasse für Bedingungen verwertet und der Biomassenzuwachs die Gewinnung von Futtermittel für Tiere auszu- als Belebtschlamm geerntet. Die so erhaltene Suspennützen, womit ein sinnvoller Beitrag zur Lösung des 55 sion mit etwa 1 Gewichtsprozent Trockensubstanz Ernährungsproblems und der Beseitigung der ständig wird nach aerober Speicherung am besten in Gegensteigenden Abwassermengen gegeben wäre. wart von Polyelektrolyten entwässert. Zu diesemFrom this knowledge one already has alcohols that are quickly metamultiple by the bacterial mass tried to be bolized in the above processes. The substrate becomes under aerobic Organism mass produced as a by-product is used for conditions and the biomass growth the extraction of feed for animals harvested as activated sludge. The suspense obtained in this way, which makes a useful contribution to solving the 55 sion with about 1 percent by weight of dry matter After aerobic storage, the nutritional problem and the elimination of constant is best in counter-ascending Wastewater amounts would be given. was dehydrated by polyelectrolytes. To this

Die Gewinnung von Futtermittel aus bei der bio- Zweck wird die Suspension unter Zusatz von etwa logischen Abwasserreinigung anfallendem Belebt- 0,5 Gewichtsprozent eines polymeren, organischen schlamm ist nicht neu. Es hat sich aber bei einschlä- 60 Flockungsmittels koaguliert und auf Siebbandpressen gigen Versuchen gezeigt, daß die zur Gewinnung des oder in Dekantern unter aeroben Bedingungen zu Proteins notwendige Aufbereitung der organischen einem 5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis Schlammasse, die in engem Zusammenhang mit der 12 Gewichtsprozent, Trockensubstanz enthaltenden Qualität des Futtermittelzusatzes steht, bis jetzt nicht Kuchen eingedickt,
befriedigend gelöst worden ist ⁶5 Anschließend wird der pastenartige Kuchen durchThe extraction of animal feed from the bio-purpose is the suspension with the addition of approximately logical wastewater treatment, activated - 0.5 percent by weight of a polymeric, organic sludge is not new. However, it has been shown that the processing of the organic sludge mass necessary to obtain the or in decanters under aerobic conditions to protein is a 5 to 15 percent by weight, preferably 8 to 8 percent by weight, which is closely related to the quality of the feed additive containing 12 percent by weight, dry matter, is not cakes thickened so far,
has been solved satisfactorily ⁶ 5 The pasty cake is then through

Nach einem bekannten Verfahren (DT-OS Thermoschock getrocknet. Dabei wird der relativ 16 58 051) erfolgt der notwendige Aufschluß des kalte Belebtschlammkuchen (etwa 10 bis 40° C) in Belebtschlammes durch biologische Flotation. Ab- dünner Schicht, die gleich oder kleiner 0,5 mm, vor-According to a known process (DT-OS thermal shock dried. The relative 16 58 051), the necessary digestion of the cold activated sludge cake (approx. 10 to 40 ° C) takes place in Activated sludge through biological flotation. Thinner layer that is equal to or less than 0.5 mm,

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zugsweise 0,1 bis 0,3 mm, beträgt, schlagartig auf Temperaturen zwischen 100 und 160⁰C, vorzugsweise 120 bis 140° C, erhitzt Die Dauer der Kurzzeiterhitzung liegt zwischen 10 und 30 Sekunden.preferably 0.1 to 0.3 mm, is abruptly to temperatures between 100 and 160 ⁰ C, preferably 120 to 140 ° C, heated for the duration of the short-time heating is between 10 and 30 seconds.

Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Durchführung der Schocktrocknung ist ein Zweiwalzensumpftrockner.A particularly suitable device for performing shock drying is a two-roll sump dryer.

Durch den beschriebenen Thermoschock werden die Bakterienzellen voll aufgeschlossen, in einem leicht verdaulichen Zustand gebracht und das Produkt gleichzeitig getrocknet und sterilisiert. Die kurzzeitige thermische Belastung schädigt die empfindlichen Vitamine und thermolabilen Aminosäuren wie Methionin und Lysin kaum. Wie nachstehend aufgezeigt wird, hat das Produkt einen hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren mit einer hohen biologischen Wertigkeit.As a result of the thermal shock described the bacterial cells are fully opened, brought to an easily digestible state and the product is dried and sterilized at the same time. The short-term thermal stress damages the sensitive vitamins and thermolabile amino acids such as Methionine and lysine hardly any. As indicated below, the product is high in essential amino acids with a high biological value.

Die im Endprodukt vorliegenden essentiellen Aminosäuren sind: Arginin, Histidin, Leucin und Isoleucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin und Valin in einer etwa dem Fischmehl vergleichbaren Mengenverteilung, außerdem nennenswerte bis große Mengen an Vitamin A, B₁, B₂, B₆, E, Pantothensäure, Nicotinamid, Folsäure, Biotin und Cholin.The essential amino acids present in the end product are: arginine, histidine, leucine and isoleucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, tyrosine and valine in a quantity distribution roughly comparable to that of fishmeal, as well as significant to large quantities of vitamins A, B ₁ , B ₂ , B ₆ , E, pantothenic acid, nicotinamide, folic acid, biotin and choline.

Das lagerungsbeständige Futtermittel hat einen Gesamtproteingehalt von etwa 70 Gewichtsprozent, wovon 88 Gewichtsprozent pepsinverdaulich sind.The storage-stable feed has a total protein content of about 70 percent by weight, of which 88 percent by weight is pepsin digestible.

In Fütterungsversuchen mit Wistarratten AF/HAN wurde über mehrere Generationen eine mit Casßindiät absolut vergleichbare Verwertung (Zuwachsraten) des beschriebenen Proteinträgers festgestellt.In feeding experiments with Wistar rats AF / HAN, utilization (growth rates) of the protein carrier described was found to be absolutely comparable with the casssin diet over several generations.

Beispielexample

Die Nahrungsgrundlage für die Gewinnung des Belebtschlammes ist ein Abwasser, das nachstehendes Substanzgemisch in einer Menge von 1 g/l Wasser enthält.The nutritional basis for the production of the activated sludge is wastewater, the following substance mixture in an amount of 1 g / l Contains water.

Zusammensetzung des Substanzgemisches in etwa: t°Composition of the substance mixture approximately: t °

GewichtsprozentWeight percent

Essigsäure und Acetate 50 bis 60Acetic acid and acetates 50 to 60

Aldehyde und Aldehyd-Kondensationsprodukte 20 bis 30 *5Aldehydes and aldehyde condensation products 20 to 30 * 5

Alkohol 8 bis 10Alcohol 8 to 10

Ester, höhere Fettsäuren, Ketone, Aromaten und höhermolekulare Verbindungen 3 bis 5Esters, higher fatty acids, ketones, Aromatics and higher molecular weight Connections 3 to 5

Dieses Abwasser wird nach bekannten Verfahren unter aeroben Bedingungen verwertet und die entstehende Organismenmasse als Belebtschlamm geerntet.This wastewater is recycled under aerobic conditions using known methods and the resulting organism mass is harvested as activated sludge.

12001 des unter aeroben Bedingungen gespeicherten Überschußbelebtschlammes werden unter Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent eines Polyelektrolyten mit einer Siebbandpresse von 11,1 g/l Trockenmasse auf 105 e/1 Trockenmasse entwässert und anschließend12001 of the excess activated sludge stored under aerobic conditions are added of 0.5 percent by weight of a polyelectrolyte with a belt filter press of 11.1 g / l dry matter 105 e / 1 dry matter dehydrated and then die kalte Organismenmasse auf einem Zweiwalzensumpftrockner getrocknet Beim Einziehen in den Spalt des Trockengerätes, dessen Spaltöffnung 0,2 sam beträgt, wird der Proteinträger durch Berühthe cold organism mass is dried on a two-roll sump dryer. When it is pulled into the gap of the drying device, the gap opening of which is 0.2 sam , the protein carrier becomes in contact rung mit den auf 150° C aufgeheizten Metallnachen der Walzen innerhalb von 10 bis 20 Sekunden auf bis 140° C erhitzt Die Berührungszeit der Organismenmasse und Walzenfiäche beträgt 20 Sekunden. In dieser Zeit platzen die lebenden Zellen, undwith the metal pins heated to 150 ° C of the rollers heated to up to 140 ° C within 10 to 20 seconds. The contact time between the organism mass and the roller surface is 20 seconds. During this time, the living cells burst, and

ίο das Wasser der austretenden Zellflüssigkeit verdampft, während der Rt_,t an den Walzenwänden klebenbleibtίο the water of the exiting cell fluid evaporates while the Rt_, t on the roller walls sticks

Das so behandelte Produkt wird dann von Messern als trockenes Pulver oder Schuppen mit etwaThe product treated in this way is then cut by knives as a dry powder or flake with about

is 5 Gewichtsprozent Restfeuchte abgeschabt und in einer Menge von 12 Vg isoliert Die Trockenmasse ist gleichzeitig pasteurisiert und wegen des aromatischen Geruches angenehm zu handhaben.is 5 percent by weight of residual moisture scraped off and put in an amount of 12 µg isolated. The dry matter is at the same time pasteurized and pleasant to handle because of the aromatic smell.

so Die analytische Untersuchung ergab pro Gramm Endprodukt:so The analytical examination showed per gram End product:

Gesamtstickstoff 114 mgTotal nitrogen 114 mg Nukleinstickstoff 13,7 mgNucleic nitrogen 13.7 mg Rohprotein 710 mgCrude protein 710 mg Peptisch verdauliches Eiweiß ... 624 mgPeptically digestible protein ... 624 mg Gesamtasche 118 mgTotal ash 118 mg

Gehalt an essentiellen Aminosäuren pro kg Ends'· produkt:Content of essential amino acids per kg of ends' product:

Arginin 9,9 gArginine 9.9 g

Histidin 8,15 gHistidine 8.15 g

Isoleucin 34 gIsoleucine 34 g Phenylalanin 18 gPhenylalanine 18 g

Threonin 26,5 gThreonine 26.5 g

Leucin 36 gLeucine 36 g

Lysin 25 gLysine 25 g

Methionin 11gMethionine 11g Tryptophan 4,6 gTryptophan 4.6 g

Tyrosin 13,5 gTyrosine 13.5 g

Valin 24,5 gValine 24.5 g

Gehalt an Vitaminen pro kg Endprodukt:Content of vitamins per kg of end product: Vitamin A 5800 J.E.Vitamin A 5800 J.E. Vitamin E 39 mgVitamin E 39 mg Vitamin B₁ 31mgVitamin B ₁ 31mg Vitamin B₂ 58 mgVitamin B ₂ 58 mg Vitamin B₆ etwa 0,25 mgVitamin B ₆ about 0.25 mg Pantothensäure (Vitamin-B₂-Pantothenic acid (vitamin B ₂ -

Komplex) 17 mgComplex) 17 mg

Nicotinamid (Vitamin-B₂-Nicotinamide (vitamin B ₂ -

Komplex) 230 mgComplex) 230 mg

Folsäure 3,45 mgFolic acid 3.45 mg

Biotin 1,15 mgBiotin 1.15 mg

Cholin :.... 305mgCholine: .... 305mg

Claims

"~ ; \ seen from the fact that with this three-base flotation

'if' claims: the technical effort is high, the

potential risk of pathogenic infection of the

♦ ^ 1. Process for the production of protein systems by degeneration of Clostridium spec. ^. 'Containing feed or feed additive from 5 strain V / 32 to the highly pathogenic Clostridium

C- 'in the aerobic, biological degradation of wastewater botulinum during flotation.

%. The resulting excess sludge is after another process

Watering and thermolysis, whereby the supernatural sludge is mechanically dewatered to a biomass with: