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Verfahren zur Verwertung von Nährwertabfallstoffen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Nährwertabfallstoffen
verschiedensten Ursprungs, insbesondere für die Weiterverwendung als Futtermittel.
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Nährwertabfallstoffe, wie z. B. Schlachtabfälle, Blut, Federn, Borsten
und Tierkörper, sind ein wertvolles Ausgangsmaterial für die Rückgewinnung von Nährwertstoffen
wie z. B.
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Proteinen oder Fetten. Solche Abfälle wurden bisher in speziellen
Fabriken zu Mehl für Futterzwecke und zu technischen Fetten verarbeitet. Zu einem
erheblichen Teil werden aber auch heute noch in manchen Ländern diese wertvollen
Rohmaterialien verbrannt, vergraben oder sogar unbehandelt dem Meer oder öffentlichen
Gewässern übergeben. Dies ist u.a. in der geringen Wirtschaftlichkeit der Fleischmehlfabrikation
begründet, die mit zum Teil erheblichon Zuschüssen betrieben werden muß. Außerdem
haben solche Tiermehlfabriken nur eine beschränkte Einsatzmöglichkeis, d. h.
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Tierblut, Panseninhalt sowie der tierische Magen- und Darminhalt,
Borsten und Federn können teilweise nur unter sehr hohem technischem und finanziellem
Aufwand verwertet werden und müssen zur Behandlung z. B. Kläranlagen, Verbrennungsanlagen
oder
anderen mit großem Aufwand unterhaltenen technischen Einrichtungen zugeführt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen,
das auf einfache, wirtschaftliche und allgemein anwendbare Weise die Verwertung
von Nährwertabfallstoffen verschiedensten Ursprungs ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Verwertung von Nährwertabfallstoffen
verschiedensten Ursprungs, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein oder mehrere
Nährwertabfallstoffe unzerkleinert in einem Autoklaven bei 110 bis 1600c, vorzugsweise
bei ca. 1300C, sterilisiert, und wenn erforderlich, das erhaltene Produkt grobzerkleinert
und/oder entfettet und/oder feinzerkleinert und/oder mit üblichen Zusatzstoffen
vermischt und/oder trocknet und danach in eine geeignete flüssige, breiige oder
feste Darreichungsform bringt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, alle üblicherweise
anfallenden Nährwertabfallstoffe, wie z.B.
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Tierkörper, Schlachtabfälle, Abfälle aus der Fleischverarbeitung,
Knochen, Konfiskate, Tierblut, Borsten, Federn, Pansen- und Mageninhalte, und Nahrungsmittelreste
zu einem in jeder Beziehung einwandfreien und vielseitig verwendbaren Produkt zu
verarbeiten. So können erfindungsgemäß z.B.
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Flüssigfutterprodukte, wie sie insbesondere für die Schweinefütterung
verwendet werden, oder Festprodukte, wie Formlinge, insbesondere Pellets oder Granulate,
die sich gut als Futter für die Rinder- und Bullenmast sowie als Hunde-oder Geflügelfutter
eignen, hergestellt werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden alle Abfälle, asa z::
auch Ticrkadavet, unzerklelnert, ih einem vorzuysweise stehenden Autoklaven gebracht
und bei 110 bis 1600C,
vorzugsweise ca. 13o0C, sterilisiert. Die
Größe der eingesetzten Abfallstoffe, wie z. B. Tierkadaver oder Teile davon, richtet
sich dabei nach der Größe des verwendeten Autoklaven. Für eine mittlere Anlage von
ca. 40 t pro Tag werden Autoklaven von ca. 10 ooo 1 eingesetzt. Die Beheizung der
Autoklaven kann direkt oder indirekt erfolgen. Insbesondere durch Direktdampfinjektion
wird eine schonende Behandlung und weitgehende Nährwerterhaltung gewährleistet.
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Die Verdaulichkeit liegt dann über 9o %. Die Dauer der Sterilisation
beträgt, abhängig von der Temperatur, im allgemeinen 20 bis 9o Minuten, vorzugsweise
30 bis 60 Minuten.
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An die Sterilisation schließen sich weitere Maßnahmen, wie Grobzerkleinerung,
Entfettung, Feinzerkleinerung, Zugabe von Zusatzstoffen, Vermischung und Homogenisierung,
und Trocknung an, deren Anwendung und Reihenfolge insbesondere von der Art des Ausgangsmaterials
und dem gewünschten Endprodukt abhängt. Im allgemeinen entspricht die Reihenfolge
der Maßnahmen der Reihenfolge der obigen Aufzählung. Daran anschließend wird das
Produkt in die gewünschte Verabreichungsform gebracht oder direkt gelagert.
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Für die Weiterverarbeitung nach der Sterilisation ist es wichtig,
den Autoklaveninhalt nicht unter 70°C abzukühlen, bevor er weiterverarbeitet wird,
um eine Neukontamination zu verhindern. Im allgemeinen wird eine Weiterverarbeitung
außerhalb des Autoklaven bevorzugt. Zweckmäßigerweise besteht eine einfache Arbeitsstraße
aus den staut zu StatioiLen Autoklav, Grobzerkleinerung nach der Sterilisation,
mechanische Entfettung, Mischvorrichtung für Zusatzstoffe, Feinzerkleinerungsanlage
und schließlich einer Anlage zur iierstellulig von Formlingen, z. B. Pellets und/oder
der Lagerung.
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Die Grob- und Feinzerkleinerung geschieht auf mechanischem Wege mittels
dafür üblicher Zerkleinerungsvorrichtungen,wie z. B. einem Multilator. Für die Feinzerkleinerung
hat sich dabei eine Zahnscheibenmühle als besonders geeignet erwiesen. Die Entfettung
erfolgt ebenfalls mechanisch, d. h.
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z. B. durch Absetzenlassen des erhitzten Produkts und Absaugen der
oberen Fettphase oder aber auch durch Zentrifugieren im Schälverfahren, wobei auch
gleichzeitig ein erheblicher Teil des Wassers entfernt werden kann. Dabei wird im
allgemeinen kein Wert auf eine hohe Entfettung gelegt. Das abgetrennte Fett wird
mechanisch geklärt und die abgetrennten Verunreinigungen werden dann vorzugsweise
wieder mit dem entfetteten Hauptprodukt vermischt. Das abgezogene geklärte Fett
kann z. B. Futtermitteln mit hohem Proteingehalt, aber geringem oder keinem Gehalt
an Fett oder Kohlehydraten zugeführt werden. Der weitere Einsatz des gewonnenen
Fettes wird sich auch nach seiner Beschaffenheit (wie Säurezahl, Verseifungszahl)
richten. Ein Fett mit einem sehr niedrigen Säuregehalt (wie z. B. ein gereinigtes
Fett aus Leimleder, Säurezahl 0, Verseifungszahl 196 bis 198, Reinheit 1oo) eignet
sich z. B. in Verbindung mit Molke ausgezeichnet als Austauschfutter für die Kälbermast.
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Art und Menge der Zusatzstoffe richten sich nach dem bestimmungsgemäßen
Gebrauch der Endprodukte. Für Futtermittelzwecke kommen als Zusatzstoffe alle für
Tierfutter üblichen Zusätze in Betracht, also z.B. ein oder mehrere Zusätze wie
weitere Nährwertstoffe mit hohem Protein-, Fett- und/oder Kohlehydrat-Gehalt, Vitamine,
Mineralstoffe, aber auch z.B.
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Antibiotika und andere Medikamente. Nährwertstoffe als Zusätze sind
z.B. Zerealien, Getreidemehle, Kleie, Tapioka-, Soja- oder Kartoffelmehl, Kartoffelpülpe,
fermentiertes Getreidestroh oder AbEallprodukte aus der Palmölhersteilung oder aus
der Zuckerproduktion, Reste oder Abfälle aus der Lebensmittelproduktion, Klärschlamm
aus biologischen Kläranlagen
oder alle anderen Protein, Stärke
oder Kohlehydrate enthaltenden Abfälle oder Nebenprodukte. Weitere Zusätze können
auch sein z. B. synthetische oder natürliche Aminosäuren, Harnsäure und Geflügelkot
(enthält noch bis ca. 30 % Protein). Auch gepreßter Panseninhalt (entwässert) eignet
sich, gegebenenfalls unter Beifügung von Harnstoff oder/und Cerealien, gut als Zusatz.
Ferner kommt proteirfhaltiger Klärschlamm aus mechanischen, biologischen oder chemischen
Kläranlagen als Zusatz in Frage. Solche Zusatzstoffe werden zweckmäßig getrocknet
dem Autoklavenprodukt zugemischt. Als Mineralstoffe kann z. B. auch Asche zugesetzt
werden. Weiter ist ein Zusatz von Stabilisatoren, wie z. B. von Propion- oder Sorbinsäure,
zweckmäßig.
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Für das Verfahren besonders vorteilhaft ist es auch, insbesondere
wenn eine feste Verabreichungsform gewünscht wird, wenn die Nährwertabfallstoffe
mindestens auch einen der folgenden Bestandteile enthalten oder ihnen ein solcher
zugesetzt wird: Blut, Panseninhalt, Federn, Borsten, Kopfhäute, Schwarten und Knochen.
Diese Bestandteile binden aufgrund von Gelatinebildung und Klebefähigkeit Wasser
und sind somit Preßhilfsmittel. Gleichzeitig wird durch den Gehalt an Blut, hydrolysierten
Borsten und Federn auch der Proteingehalt und der Anteil an Aminosäuren erhöht,
durch den Panseninhalt der Rohfaseranteil. Vorzugsweise werden die dem Autoklaven
zugeführten Abfallstoffe gleich so ziisammengesetzt, daß alle wichtigen Nahrungsbestandteile
in der richtigen Menge darin enthalten sind. Dabei kann m beispielsweise Knochen
als Mineralstofflieferanten oder Blut zur Erhöhung des Anteils an essentiellen Aminosäuren,
zumischen.
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Art und Menge der Zusatzstoffe sind dabei individuell einstellbar
und richten sich insbesondere nach dem gewünschten Produkt und der gewünschten Qualität.
Dabei müssen Proteingehalt, Stärkeeinheiten, GN-Werte, Mineralien, Rohfasern,
Vitamine,
Asche und eventuelle Anteile an Schadstoffen selbstverständlich im Rahmen des Futtermittelgesetzes
liegen.
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Als Verabreichungsform des Endproduktes kommen z.B. in Frage: Futtersuppe,
Fleischbrei, Formlinge, wie z.B. Granulate oder insbesondere Pellets, oder auch
Pulver. Auch hier richtet sich die zweckmäßigste Verabreichungsform nach dem bestimmungsgemäßen
Verwendungszweck. Futtersuppen und Fleischbreie, die sich insbesondere als Schweinefutter
eignen, werden z.B. zweckmäßigerweise nach dem letzten Verfahrensschritt (in der
Regel Homogenisierung nach Zugabe von Zusatzstoffen) in isolierten Tanks bei mindestens
70°C heißgelagert und bald danach verfüttert oder fertig konfektioniert.
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Unter Verwendung von Stabilisatoren lassen sich dadurch Futtermittel
mit mehrmonatiger Lagerfähigkeit, vorzugsweise in Form von Pellets, herstellen,
die z. B. als Hunde-, Katzen-, Fisch-, Rinder-, Geflügel- oder Schweinefutter eingesetzt
werden können.
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Erfindungsgemäß erhaltene Produkte weisen eine überlegene Haltbarkeit
und Beständiykeit auf. So erwiesen sich mehr als 6 Monate unverpackt gelagerte Preßlinge
mit ca. 30 % Wassergehalt als völlig frei von Salmonellen; die Bakterienzahl lag
unter 1o ooo/g, die Pilzzahl unter looo/g.
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Neben dem Einsatz als Tierfuttermittel können die erhaltenen Produkte
unter bestimmten Voraussetzungen (Beachtung lebensmittelrechtlicher Bestimmungen,
Geruchs- und Geschmacksverbesserung) auch für die Humanernährung verwendet werden,
z.B. Pellets mit einem hohen Gehalt an koaguliertem Blut als Kraftnahrung für Rekonvaleszente.
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Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren ohne einen aufwendigen
und energieverbrauchenden Trocknungsvorgang durchgeführt, was in den meisten Fällen
möglich ist. Dies
ist z.B. dann der Fall, wenn die zu verarbeitenden
Nährwertabfallsstoffe, wie bereits beschrieben, Bestandteile enthaltee, die aufgrund
von Gelatinebildung und Klebefähigkeit, Wasser binden und somit als Preßhilfsmittel
wirken. In einem solchen Fall wird die Mischung nach der Homogenisierung direkt
zu festen Formlingen, wie z.B. Pellets, verarbeitet. Auch Blut kann allein oder
in Mischung mit einem oder mehreren anderen Nährwertabfallstoffen und/oder Zusatzstoffen
nach dem Koagulieren und Dekantieren ohne Trocknungsvorgang in z.B. Pellets überführt
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit durch äußerst niedrige
Investitionen und Betriebskosten, eine umweltfreundliche Prozeß- und Verfahrenstechnik,
geringe Abwasser- und Abluftmengen sowie niedrige Energiekosten (nur ca. 1/3 einer
gleich großen Tiermehlfabrik) und die Einsparung von bis zu 50 % der bei der Massentierproduktion
anfallenden täglichen Kraftfutterrationen aus. Demgegenüber erfordern konventionell
arbeitende Tiermehlfabriken wesentlich aufwendigere technische Einrichtungen wie
z.B.
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Sammelmulden mit Schnecken, Vorbrecher und Brecher, Trockenschmelzer
oder Kontitrockner und Destillationseinrichtungen, was hohe Investitionen und enorme
Betriebskosten, insbesondere für die Trocknung, bedeutet. Bei einer gegenüber dem
erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich geringeren Ausbeute (bezogen auf das Ausgangsmaterial
im Durchschnitt nur ca. 1/3) müssen ca. 70 % Wasser verdampft werden. Große Mengen
Abwasser und Abluft bedeuten aber zusätzliche Investitionen und zusätzliche Betriebskos=en.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich hingegen durch ein wesentlich
einfachere Verfahrenstechnik aus, wodurch die Investionen äußerst niedrig gehalten
werden können, und durch geringe Betriebskosten. Wie bereits beschrieben, besteht
eine einfache Arbeitsstraße z.B. aus Autoklav, Grobzerkleinerung nach der Sterilisation,
mechanische Entfettung,
Mischanlage, Feinzerkleinerungsanlage,
und schließlich Pelletierungsvorrichtung und/oder Lagerung.
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Für die Aufbereitung ohne Pelletisierung ist für eine mittlere Anlage
von ca. 40 t pro Tag ein Energieaufwand von ca. 50 kW notwendig, und ca. 300 bis
500 kg Dampf pro t Rohware, da ein Großteil des Dampfes im Recycling-Verfahren wiederverwendet
werden kann. An Abwasser und Abluft fallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur
die Kondensate und die daraus entstehenden Brüdenabgase an. Konventionelle Anlagen
gleicher Größe benötigen hingegen ca. 200 kW an Energie und ca. 1,1 bis 1,5 t Dampf
pro t Rohware.