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Futtermittel
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Futtermittel bestehen üblicherweise aus verdaulichen, organischen
Stoffen und Mineralstoffen. Die organischen Stoffe werden im Magen/Darmtrakt der
Tiere abgebaut und dienen sowohl der Energiezufuhr als auch dem Körperaufbau. Die
Mineralstoffe sind entweder unentbehrliche Biokatalysatoren oder dienen unmittelbar
dem Körperaufbau.
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Abgesehen von den vorgenannten, für das Wachstum der Tiere unentbehrlichen
Stoffen können aber auch schwer oder nur teilweise verdauliche oder resorbierbare
Stoffe als Futter zusätze bei der Aufzucht von Haustieren eine Rolle spielen. Das
gilt sowohl für organische als-auch für anorganische Bestandteile des Futters.
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Meistens läßt es sich gar nicht verhindern, daß das Tier mit dem eigentlichen
Aufzuchtfutter auch solche Beifutterstoffe aufnimmt, die nicht oder nur teilweise
verdaulich sind. Hier sind vor allem die hochmolekularen, faserigen Kohlenhydrate
der Futterpflanzen und ihre Umwandlungsprodukte zu nennen, wie Cellulose, polymere
Zuckersäuren und Huminsäuren, daneben aber auch verhornte Eiweißkollagene, Betaine,
Purinbasen und andere Stoffe.
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Weiterhin nehmen die Tiere, vornehmlich Schweine, auch Mineralstoffe,
vor allem Tone, auf, die, ohne unmittelbar am Verdauungsvorgang teilzunehmen, in
zum Teil angequollenem Zustand den Magen/Darmtrakt durchlaufen.
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Die Rolle der vorgenannten Stoffe für das Wachstum und das Wohlbefinden
der Tiere ist nicht in allen Einzelheiten geklärt. So kann zum Beispiel allein die
Vergrößerung der Oberfläche eine Rolle spielen. Die zu verdauenden Stoffe werden
an der Oberfläche der hochmolekularen, unverdaulichen Stoffe adsorbiert, wodurch
den Enzymen eine größere Angriffsfläche gegeben ist. Unter der Voraussetzung, daß
die obligatorischen Nährstoffe in genügendem Maß zugefüttert werden, können die
vorgenannten unverdaulichen oder schwerverdaulichen Stoffe als Beifutter dadurch
einen Beitrag zur optimalen Aufzucht bieten, daß sie dem Tier eine gewisse Trägheit
verleihen. Die Unruhe, wie sie besonders bei Schweinen oft festgestellt wird, wird
den Tieren genommen; das Futter wird durch ihr ruhiges Verhalten besser verwertet.
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Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, den in kommunalen Kläranlagen
anfallenden Klärschlamm, der sowohl die aerobe als auch die anaerobe Gärung oder
eine partielle Naßverbrennung durchlaufen hat und der somit von den leichtverdaulichen
beziehungsweise leicht oxydierbaren Stoffen weitgehend befreit ist, in Futtermitteln
beziehungsweise Futterzusatzmitteln zu verwerten.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Futtermittel in pulverisierter
oder körniger Form, bestehend aus (A) biologisch oder durch partielle Naßverbrennung
gereinigtem Klärschlamm aus kommunalen Abwässern, (B) Sulfitablauge oder Sulfitablaugebestandteilen,
sowie gegebenenfalls (C) üblichen Futtermittelzusatzstoffen.
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Das Futtermittel der Erfindung findet nach Maßgabe der beabsichtigten
Wirkung nicht nur als Futtermittel sondern auch als Futterzusatzmittel Verwendung.
Wenn im folgenden ausschließlich von Futtermittel gesprochen wird, ist dies im eben
genannten Sinn zu verstehen.
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Das Futtermittel der Erfindung enthält als Komponente (A) biologisch
oder durch partielle Naßverbrennung gereinigten Klärschlamm aus kommunalen Abwässern.
Klärschlämme, die nach dem Durchlaufen der anaeroben Gärung in Faul türmen auch
als Faulschlamm oder nach dem Prozeß der Zimpro-Naßverbrennung auch als Zimproschlamm
bezeichnet werden, enthalten zu etwa gleichen Teilen organische und anorganische
Stoffe.
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Das Futtermittel der Erfindung enthält als Komponente (B) Sulfitablauge
oder Sulfitablaugenbestandteile. Sulfitablauge fällt in großen Mengen bei der Sulfitzellstofferzeugung
an und wird, nach Maßgabe des Verwendungszwecks, verschiedenen Aufbereitungsverfahren
unterworfen, zum Beispiel eingedickt, vergoren oder mit Laugen oder Säuren behandelt,
wobei auch bestimmte Bestandteile aus Sulfitablauge abgetrennt werden. Solche behandelten
Sulfitablaugen oder Bestandteile aus Sulfitablaugen werden manchmal auch als "Sulfitablaugenzubereitungen"
bezeichnet. Erfindungsgemäß sind sämtliche in der Praxis anfallenden Sulfitablaun,
gegebenenfalls als Ausgangsmaterial für die genannten Sulfitablaugenzubereitungen,
geeignet. Bevorzugt sind unvergorene Sulfitablaugen aus Calcium-Sulfitverfahren,
deren Zucker noch vorhanden sind.
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Bevorzugte Beispiele für Sulfitablaugenzubereitungen sind Ausfällungen,
die durch Zugabe von Ätzkalk oder gelöschtem ätzkali, zum Beispiel nach dem Verfahren
von Guy D. Howard, entstehen (Hans Vogel "Sulfitzellstoff-Ablaugen" 1948, S. 134).
Hierbei kann die Ausfällung nach Abtrennung von der Restlauge als solche oder das
Gemisch aus Ausfällung und Restlauge (ohne Abtrennung) verwendet werden; letzteres
ist bevorzugt. Derartige Ligninsulfonate bzw.
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Ligninsulfosäuren durchlaufen eine innere Kondensation durch die
Abgabe von Reaktionswasser und liegen im durchschnittlichen Molekulargewicht höher
als die normalen Ligninsulfosäuren der Sulfitablaugen. Sie werden durch diesen Prozess
biologisch schwerer angreifbar.
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Sulfitablaugen, die nach Zusatz von Mineralsäuren als Lösungen oder
als Pulver erhitzt worden sind. Bevorzugt sind solche Sulfitablaugen, die durch
Versetzen der Ablauge bis etwa pH 1,2 und anschließendes Zerstäuben erhalten worden
sind.
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Sulfitablaugen, die durch sogenannte Ultrafiltration von Zuckern
und niedermolekularen Ligninsulfonaten befreit worden sind (Fraktionierung), zum
Beispiel nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose (z.B. Verfahren gemäß "The Danish
Sugar Corporation Ltd." RO-Division DK-4900,Nakskov Dänemark). Fraktionierte Produkte
dieser Art können erfindungsgemäß von Vorteil sein, weil man zwischen der niedermolekularen,
zuckerreichen Fraktion und der höhermolekularen, zuckerärmeren Fraktion wählen kann.
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Ausfällungen aus Sulfitablauge, die durch Versetzen der Ablauge mit
organischen Stoffen, insbesondere höhermolekularen stickstoffhaltigen Stoffen, wie
Polyäthylenimine oder Harnstoff und/oder Melamin-Polykondensate, erhalten werden.
Bevorzugt werden solche Sulfitablaugenprodukte, die durch Behandlung mit Harnstoffpolykondensaten
erhalten werden. Solche Produkte wurden zur Kernverleimung von Papier sowie zur
Herstellung von Holzspanplatten vorgeschlagen (DT-PS 1223534).
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Sulfitablaugen, die mit kondensierenden Stoffen, wie Formaldehyd
oder Furfurol, gegebenenfalls unter Zusatz von Aminen, behandelt worden sind (z.B.
A. Sohn 'überblick über die heutigen Kenntnisse des Lignins und der Ligninsulfosäure"
in "Das Leder", 18, (1967) 110).
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Durch die Kalkbehandlung nach Guy D. Howard läßt sich einerseits vorhandenes
anorganisches Sulfit als CaS03 ausfällen; andererseits kann man die hochmolekularen
Anteile der Ligninsulfonsäure abtrennen. Das Howard-Verfahren bietet darüberhinaus
den Vorteil, daß man ohne Eindampfung der Ab lauge zu einem pulverisierten Produkt
gelangen kann, wobei der Überschuß an Kalk nach der Zugabe zum Klärschlamm als Futterkalk
dient.
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Während die anorganischen Bestandteile des Klärschlamms praktisch
alle biochemisch wichtigen Elemente enthalten, werden durch die
Sulfitablauge
beziehungsweise Sulfitablaugenbestandteile neben den Spurenelementen des Holzes
und CaO vor allem MgO eingebracht. Das Futtermittel der Erfindung kann deshalb als
sogenanntes Mineralfutter Verwendung finden. Selbstverständlich muß bezüglich der
Klärschlammkomponente darauf geachtet werden, daß den Klärwerken keine toxischen
organischen Stoffe oder Elemente, wie Blei, Zink oder Cadmium, aus Industrieanlagen
zufließen.
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Übliche Futtermittelzusatzstoffe (C) sind zum Beispiel Eiweißkomponenten
oder Fettstoffe, sowie Vitamine und Mineralstoffe. Diese Stoffe können in gereinigter
Form oder als rohe Naturstoffe Verwendung finden.
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Die Herstellung des pulverisierten oder körnigen Futtermittels der
Erfindung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise wird der gereinigte
Klärschlamm (A), zum Beispiel Faulschlamm, vor oder nach Zugabe der Komponente (B),
auf Temperaturen von über 2000C, vorzugsweise 300 bis 4000C erhitzt. Das Erhitzen
kann auf sehr kurze Zeit beschränkt sein, kann aber auch, unter langsamer Erniedrigung
der Temperatur bis unter 1000C, über 15 bis 20 Minuten ausgedehnt werden, wie es
zum Beispiel in herkömmlichen Trockenöfen üblich ist. Diese Behandlung dient dem
Zweck der Abtötung etwa noch vorhandener Mikroorganismen. Es gibt aber auch Fälle,
zum Beipiel bei der Schweineaufzucht, wenn sie ausschließlich in Ställen erfolgt,
wo die Temperaturbehandlung des Klär-0 schlamms auf Uber 200 C nicht erforderlich
ist. In diesem Fall können die Mikroorganismen des Klärschlamms zur Verbesserung
der Darmflora der Tiere beitragen.
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Sofern ein Erhitzen des Klärschlamms (A) vorgesehen ist, kann die
Zugabe der Komponente (B) vor oder nach dem Erhitzen des Klärschlamms (A) erfolgen.
Vorzugsweise wird die Komponente (B), zum Beispiel die rohe Sulfitablauge, wenn
die Zugabe vor dem Erhitzen des Klärschlamms erfolgt, pulverförmig verwendet. Die
Überführung des Gemisches aus (A) und (B) in den pulverisierten oder körnigen Zustand
wird dadurch erleichtert.
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Vorzugsweise werden als Komponente (B) unvergorene Sulfitablaugen
aus einem Calcium-Sulfitverfahren verwendet, deren Zucker noch anwesend sind. Diese
Zucker erhöhen den Anteil an leichtverdau-0 lichen Stoffen, auch wenn sie im Fall
des Erhitzens auf über 200 C oxydiert und in Zuckerabbaustoffe umgewandelt werden.
Auch diese Zuckerabbaustoffe sind verdaulich und beteiligen sich durch ihren karamelartigen
Geruch vorteilhaft an der Geruchs- und Geschmacksbildung des Futtermittels.
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Durch den Gehalt an Sulfitablauge beziehungsweise Sulfitablaugenbestandteilen
mit ihrem Gehalt an hochmolekularen Ligninsulfonaten wird an sich der Anteil an
schwer oder nur teilweise verdaulichen Stoffen erhöht. Andererseits treten bei der
Herstellung des Futtermittels der Erfindung auch chemische Reaktionen zwischen den
organischen Bestandteilen ein, insbesondere dann, wenn ein Erhitzen des Gemisches
nach vorheriger Zugabe der Sulfitablauge vorgenommen wird. Durch diese Reaktionen,
die im einzelnen noch nicht geklärt sind, werden die dem gereinigten Klärschlamm
unter Umständen noch anhaftenden, unangenehmen Geruchs- und Geschmacksstoffe entfernt;
der vergorene Klärschlamm erhält in hygienischer EIinsicht die Eigenschaften, die
an ein Futtermittel gestellt werden.
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Die in der Komponente (B) enthaltenen Ligninsulfonate wirken sich
aufgrund ihrer Grenzflächenaktivität vorteilhaft auf die Klärschlammkomponente (A)
aus. Sie wirken der Agglomeration der Teilchen während des Verdauungsvorgangs entgegen
und fördern unter Vermeidung zu starker Obstipation den Durchsatz durch den Magen-und
Darmtrakt.
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Die Zugabe der Zusatzstoffe (C) kann, sofern ein Erhitzen vorgesehen
ist, vor oder nach dem Erhitzen erfolgen.
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Das Mischungsverhältnis der drei Komponenten (A), (B) und (C) wird
nach Maßgabe des Fütterungszwecks ausgewählt. Im allgemeinen sind auf 100 Gewichtsteile
(A) 10 bis 900 Gewichtsteile (B), vorzugsweise 60 bis 200 Gewichtsteile (B) und
insbesondere etwa 100 Gewichtsteile (B), enthalten.
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Bei Verwendung der Komponente (C) wird diese im allgemeinen in einer
Menge von 10 bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent, jeweils
bezogen auf (A) plus (B), einverleibt. Aus wirtschaftlich-technischen Gründen kann
man aber auch so vorgehen, daß man das erfindungsgemäße, aus den Hauptbestandteilen
(A) und (B) bestehende Futtermittel nur als Zusatz zu größeren Mengen (C), zum Beispiel
in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsprozent, zusetzt.
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Das Vermischen erfolgt zum Beispiel kontinuierlich in einer offenen
Förderschnecke, wenn die Sulfitablauge vor dem Erhitzen zugegeben wird. Es können
aber auch andere Mischvorrichtungen verwendet werden.
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Für das Erhitzen des Gemisches kommen zum Beispiel Seiler-Koppers-Anlagen
in betracht.
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Die Futtermittel der Erfindung können sowohl als eigentliche Futtermittel
als auch als Futtermittelzusatzstoffe Verwendung finden. Damit werden sowohl Klärschlamm
als auch Sulfitablauge einer volkswirtschaftlich vorteilhaften Verwertung zugeführt.
Bekanntlich stellt die Beseitigung des Klärschlamms beziehungsweise Faul schlamms
sowie des entsprechenden Restschiamms nach der partiellen Naßverbrennung, zum Beispiel
nach dem Zimpro-Verfahren, ein erhebliches Problem für die Gemeinden dar. Die in
der Praxis durchgeführte Verbrennung bedeutet eine Verschwendung wertvoller Rohstoffe.
Ähnliches gilt für die Verbrennung von Sulfitablauge, die ebenfalls In großem Umfang
in der Zellstoffindustrie durchgeführt wird.
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Es sind zwar bereits Versuche bekannt geworden, Sulfitablauge unmittelbar
als Beifutter für Rinder und Milchkühe einzusetzen.
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Diese Versuche hatten jedoch in der Praxis keinen Erfolg, da die Ligninsulfonate
Störungen der Darmschleimhäute verursachten.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Prozentangaben beziehen
sich auf das Gewicht.
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Beispiel 1 In einer ländlichen Kläranlage wurde Faulschlamm, der unmittelbar
aus dem Faulturm entnommen war und einen pH-Wert von 7,4 hatte, über eine Siebbandpresse
entwässert. Die aus der Presse in Fladen abfallende Masse hatte einen Feststoffgehalt
von 25 Prozent.
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400 kg dieses vorkonzentrierten Schlammes wurden in einem Schaufelmischer
mit 100 kg Zellpulver (durch Zerstäubungstrocknung erhaltene Sulfitablauge aus einer
Fichtenholzkochung mit einem Zuckergehalt von 24 Prozent) innig vermischt. Das erhaltene
Gemisch besaß einen Trockenstoffgehalt von 40 Prozent.
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Das Gemisch wurde in einem Trockenofen, System Seiler-Koppers, kontinuierlich
eingespeist und bei einer Anfangstemperatur von 0 0 380 c und einem Temperaturgefälle
von bis zu 80 c innerhalb von 30 Minuten durchgeeetzt. Das Endprodukt fiel in körniger
Konsistenz mit einem Trockenstoffgehalt von 91 Prozent an. Der Anteil an organIscher
Substanz betrug 62,5 Prozent, bezogen auf Trockenstoffe.
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Dieses Endprodukt wurde in einem landwirtschaftlichen Betrieb als
Futterzusatzmittel in Mengen von 100 bis 150 g pro Tag an Ferkel verfüttert. Zu
diesem Zweck wurde ein 5 Wochen alter Wurf von 14 Stück hc.lrviert. Die eine Hälfte
Ferkel erhielt den Futtermittelzusatz, und zwar morgens und abends je 50 g pro Tier
im-Austausch gegen organisches Mischfuttergranulat und Mineralfutter im Verhältnis
60 : 40 Prozent. Die Ferkel nahmen den Futtermittelzusatz gerne an. Ihr Verhalten
änderte sich bereits nach einigen Tagen; sie kewegten sich im Verhältnis zur Vergleichsgruppe
wesentlich ruhiger, lagen viel und zeigten bei der Fütterung nicht das sonst übliche,
aufgeregte Schreiverhalten.
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Nach einer Fütterungszeit von 10 Wochen waren-die Versuchstiere gegenüber
der Vergleichsgruppe (ohne Futtermittelzusatz) an Körpergröße deutlich überlegen.
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Beispiel 2 (A) Faulschlamm Verwendet wurde der in einem ländlichen
Klärwerk anfallende, im Anschluß an eine Seiler-Koppers-Trockenanlage in körnig-pulverisierter
Form vorliegende Faulschlamm.
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(B) Sulfitablaugenbestandteil (basisches Calciumligninsulfonat) Fichten-Sulfitablauge
wurde nach dem Howard-Verfahren mit Kalk aufbereitet. Hierzu wurde die Ablauge mit
Ca(OH)2 auf pH 10,5 eingestellt, wobei äich ein Niederschlag von Calciumsulfit abschied.
Nach dem Abtrennen des Niederschlags wurde der pH-Wert mit Ca(OH)2 auf 12,0 erhöht.
Der Niederschlag (basisches Calciumligninsulfonat) wurde isoliert.
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Futtermittel zusatz Der körnig-pulverisierte Faulschlamm wurde in
einer Mischschnecke im Gewichtsverhältnis 1 : 1 mit dem noch feuchten, basischen
Calciumligninsulfonat vermischt. Man erhielt ein streufähiges Material mit einem
Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 15 Prozent. Es eignet sich in dieser Form als Futterzusatzmittel
für Schweine.
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Patentansprüche