-
Verfahren zum Entfetten von Tierabfällen aller Art
-
und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Verfahren
zum Entfetten von Tierabfällen aller Art und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfetten von Tierabfällen aller
Art nach dem Gattungsteil des Anspruches 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
-
Die Beseitigung und Aufbereitung von Tier- -abfällen, wie Tierkadavern,
Schlachthofabfällen aber auch verdorbenen Speisen, wie beispielsweise verdorbenen
Tiefkühlhühnchen und dergleichen mehr, bereitet erhebliche Schwierigkeiten, wobei
in letzter Zeit verschärfte Auflagen für die Belastbarkeit der Umwelt und der geforderten
Hygiene technischen Gesichtspunkte in wachsendem Maße hinzukommen.
-
Es lassen sich grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahrensweisen
zur Aufbereitung der hier interessierenden Tierabfälle unterscheiden. Jedem der
Verfahren ist dabei gemeinsam, daß der anfallende Rohstoff zunächst in einem Sterilisator
unter Druck und erhöhter Temperatur sterilisiert wird und anschließend das Sterilisat
entspannt, also auf Atmosphärendruck gebracht wird, 1 um nachfolgend in aller Regel
vor der Weiterbearbeitung einem Zwischenbehälter zugeführt zu werden.
-
Für die Weiterbehandlung des Sterilisats unterscheidet man dann zwischen
Naßverfahren und Trockenverfahren. Beim Naßverfahren (DE-AS 22 05 312) erfolgt die
erforderliche Auftrennung des Sterilisates in eine Fettfraktion und eine proteinhaltige
wäßrige Feststoff/Flüssigkeitsgemisch-Fraktion durch Zentrifugieren, beispielsweise
unter Verwendung einer Schneckenzentrifuge, wobei es vorteilhaft ist, daß die Masse
bei niedrigen Temperaturen aufgeschlossen wird, da hierdurch die Qualität des Fettanteiles,
welches in Form einer Fettemulsion vorliegt, nicht nachteilig beeinträchtigt wird.
Bei Anwendung zu hoher Temperaturen für das Aufschließen des Sterilisates würden
darüber hinaus auch die proteinhaltigen Feststoffe leiden. Nachdem die Trennung
in zwei Komponenten vorgenommen worden ist, und zwar derart, daß die Feststoff-Fraktion
einen Trockensubstanzgehalt von etwa 40 bis 50 % aufweist und die Fettemulsion eine
Lösung darstellt, die ca. 2 bis 5 % Trockensubstanz enthält,
in
der dann noch ein Anteil an gelöstem Leimwasser vorhanden ist, wird letztere in
einem Separator zusätzlich in Fettemulsion und Leimwasser zerlegt, um das Leimwasser
separat in einem Verdampfer konzentrieren zu können und es bei einem Trockensubstanzgehalt
von ca. 40 % der proteinhaltigen Feststoff-Fraktion, wie sie aus der Schneckenzentrifuge
gewonnen wird, zuführen zu können. Die proteinhaltige Feststoff-Fraktion wird in
eingetrockneter pellierter Form teilweise aber auch weitgehend homogenisiert als
mehr oder weniger kdrnige Masse der Futtermittelindustrie zugeführt. Die gewonnene
Fettfraktion ist beispielsweise für die Kosmetikindustrie,für die Herstellung von
Seifen und dergleichen von Interesse.
-
Die neben dem Naßverfahren bisher noch angewendete Trockenverfahrensweise
unterscheidet sich dadurch, daß das im Sterilisator gewonnene Sterilisat gegebenenfalls
über. einen Zwischenbehälter einem Trockner zugeführt wird, der das Feststoffflüssigkeitsgemisch
auf einen Restfeuchtegehalt von 10 % eintrocknet, wobei die Entfettung, also das
Herausziehen der Fettfraktion aus dem Gesamtgemisch,auf mechanischem Wege unter
Verwendung von Schneckenpressen oder chemisch durch Anwendung von Lösungsmitteln,
wie Benzin, Hexan oder Tetrachloräthylen, vorgenommen wird.
-
Große Aufmerksamkeit muß bei allen Trennverfahren darauf gerichtet
werden, daß die hierbei zu gewinnende Proteinfrakti n möglichst geringen Fettanteil
aufweist un umgekehrt, die erhaltene Fettemulsion weitgehend frei von Proteinanteilen
ist und das bei gleichzeitiger Vermeidung der Qualitäsminderung sowohl der Protein-
als auch der Fettfraktion.
-
, Die Lösung dieser Problematik kennzeichnet sich in der Praxis durch
einen erheblichen apparativen Aufwand und eine nicht unerhebliche Störanfälligkeit
einer solchen Anlage.
-
Die Qualität und eine Vielzahl von Eigenschaften des im Sterilisatqr
aufgearbeiteten tierischen Rohmaterials, beispielsweise seine Homogenisierung mittels
Zerkleinerungsmaschinen, ist abhängig von der Art und dem Zustand der meist chargenweise
angelieferten Rohmaterialien, was der maschinellen Aufbereitung erhebliche Grenzen
hinsichtlich der Kontinuität ihrer Arbeitsweise und der Qualität der anfallenden
Endprodukte setzt.
-
Das beim Naßverfahren zur Trennung der Fett-Proteinkomponenten erforderliche
Zentrifugieren führt bei den in der Praxis nicht vermeidbaren sehr heterogen angelieferten
Rohmaterialchargen zu entsprechend heterogenen Zentrifugierergebnissen und damit
nicht nur zu hoher Störanfälligkeit der verwendeten Zentrifugen, sondern auch zu
unterschiedlichen Schwankungsbreiten des verbleibenden Fettanteils in der Proteinphase
und umgekehrt.
-
Teilweise Abhilfe kann hier nur eine weitere Vergrößerung des apparativen
Aufwandes schaffen, dem durch den Zwang der Wirtschaftlichkeit der Verfahrensweise
jedoch enge Grenzen gesetzt sind.
-
Die Situation beim Trockenverfahren sieht nicht viel besser aus, denn
auch hier führen die erheblichen Schwankungen in Art und Zustand des zu verarbeitenden
Rohmaterials zu stark heterogenen Ergebnissen und hoher Störanfälligkeit der Schneckenpresse.
Die beim Trockenverfahren zur Fraktionierung bzw. Aufteilung-der genannten Komponenten
erforderlichen hohen Temperaturen und langen Trockenzeiten und die dadurch bedingte
Qualitätsminderung sowohl der Proteinkomponente als auch der Fettkomponente sorgen
hier für zusätzliche unüberwindlich erscheinende Belastungen des Verfahrens.
-
Neben der Verwendung von Schneckenzentrifugen und Schneckenpressen
zur Fraktionierung des Sterilisats in Fett- und Proteinkomponenten ist es auch schon
bekannt, die Trennung in einem Sedimentationsbehälter vorzunehmen (DE-OS 29 42 191).
Hierbei wird das in einen Kochbehälter eingegebene tierische Rohmaterial gekocht
und nachfolgend in seiner Gesamtheit einem gesonderten Sedimentationsbehälter zugeführt,
um unter Druck bei der erhöhten Kochtemperatur für eine jeweils erforderlich gehaltene
Absetzzeit die Möglichkeit zu erhalten, sich in eine obere Fettfraktion und eine
untere Proteinfraktion trennen zu können,
die dann getrennt abgezogen
werden können.
-
Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Verfahrensweise nicht nur zu
nicht ausreichenden Reinheitsgraden bezüglich der Trennung von Protein und Fett
führt, wenn die Absetzzeiten nicht unwirtschaftlich lange ausgedehnt werden sollen,
sondern darüber hinaus hinsichtlich der gewonnenen Endprodukte stark von Qualität
und Quantitat der jeweils angelieferten Rohmaterialchargen abhängig ist.
-
Hier setzt die vorliegende Erfindung -ein, -der die Aufgabe zugrunde
liegt, ein Verfahren in der eingangs genannten Art bei Erhaltung einer hohen Qualität
der aufzubereitenden Fettfraktion gleichermaßen wie der Proteinfraktion dahingehend
weiter zu entwickeln, daß es unabhängig von der Rohstoffmaterialart und seinem Zustand
störungsfrei arbeiten kann,-und zwar mit hohem Reinheitsgrad der zu gewinnenden
Komponenten, sowie eine Vorrichtung vorzugeben, die die Durchführung einer solchen
Verfahrensweise ermöglicht.
-
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale erfindungsgemäß erreicht.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben
sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.
-
Die vorliegende Aufgabenlösung hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 4. Vorteilhafte
Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den weiteren Unter ansprüchen angegeben.
-
Die Mehrstufigkeit des angewendeten Sedimentationsverfahrens führt
zu dem hohen Reinheitsgrad der zu gewinnenden Fett- und Proteinkomponenten, wobei
die Anwendung der Sedimentation selbst apparative Störungen, wie sie bei der Verwendung
von Zentrifugen oder Schneckenpressen in der Vergangenheit als unvermeidlich hingenommen
werden mußte, in gleicher Weise ausscheidet wie die Qualitätsminderung, die bei
Hochtemperaturbeaufschlagung insbesondere die Fettfraktion benachteiligte.
-
Die Anwendung des Sedimentationsverfahrens für das aus dem Sterilisator
zunächst einem Zwischenbehälter zugeführte Sterilisat in einer Mehrzahl hintereinandergeschalteter
oder wahlweise auch parallel zu schaltender Absetzbehälter bietet nicht nur die
Möglichkeit der Schaffung praktisch beliebiger Reinheitsgrade sowohl für die Fettfraktion
als auch die Proteinfraktion, sondern auch eine hohe Flexibilität im Verfahrensablauf,
bei dem beispielsweise ein hoher Anfall von zufolge seines Qualitätszustandes leicht
in Fett-und Protein-Romponente aufzutrennenden tierischen Rohmaterials in den Sedimentationsbehältern
parallel gefahren werden kann, während schwierige,weil etwa bereits stark
im
Zersetzungsprozeß befindliche Rohmaterialchargen durch die Hintereinanderschaltung
von drei, fünf oder gar mehr Sedimentationsbehältern auch hier zu äußerst vorteilhaften
Ergebnissen führt.
-
Die beiliegen de Zeichnung zeigt in stark vereinfachter Form eine
beispielsweise Ausführungsform der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Entfetten von tierischen Abfällen verwendeten Vorrichtung, die der näheren Erläuterung
der vorliegenden Aufgabenlösung dient.
-
Die Sterilisation und Entspannung des Sterilisats ist nicht Gegenstand
der vorliegenden Verfahrensweise und erfolgt wie an sich bekannt.
-
Die Verfahrensweise setzt,wie die beiliegende Zeichnung zeigt, dort
ein, wo bisher bei der Aufbereitung tierischen Rohmateriäls die größten Probleme
auftraten, nämlich bei der Entfettung, die,wie gezeigt, mittels Sedimentation durchgeführt
wird, und zwar mittels Sedimentation in sehr spezieller Art und Weise.
-
Danach wird das in einem Zwischenbehälter vorliegende Sterilisat zunächst
nach erfolgter Entspannung, also Absenkung auf Atmosphärendruck,vermittels Druckluft
oder Dampf direkt oder indirekt wieder mit erhöhtem Druck beaufschlagt, und zwar
vorzugsweise mit einem Druck, der zumindest 3bar übersteigt. Der Druckbeaufschlagung
sind hier nur technische Grenzen gesetzt, die sich durch die praktisch wirtschaftlichste
Ausführungsform der Apparatur und der dadurch bedingten Festigkeit ergeben.
-
Dem nicht dargestellten Zwischenbehälter oder gegebenenfalls auch
direkt dem Sterilisator sind im Ausführungsbeispiel-drei Sedimentations-oder Entfettungsstufen
nachgeschaltet, die sich durch drei aufrecht stehende, im Querschnitt runde Behälter
1, 2, -3 darstellen.
-
Diese Behälter 1 bis 3 sind untereinander durch Ab- bzw. Zuleitungen
L1 bis L3 verbunden. Die Leitung L1 führt vom nicht dargestellten Zwischenbehälter
oder Sterilisator über ein Ventil V1 zum ersten Behälter 1.
-
Die Ableitungen führen aus den Behältern in deren mittleren oder unteren
Bereich heraus und leiten die Proteinphase, also die entfettete oder wenigstens
vorentfettete Feststoffflüssigkeitsmasse,in Pfeilrichtung über jeweils eine Verwirbelungseinrichtung
Z1 bis Z3, die dann als Zuleitung in den jeweils nächstfolgenden Behälter, etwa
im mittleren Bereich vorteilhaft, jedoch oberhalb der Ausmündung der Ableitung einmündet.
Im Ausführungsbeispiel sind die Verwirbelungseinrichtungen Z1 bis Z3 Zyklone.
-
In jedem Behälter 1 bis 3 ist ein niedertourig umlaufendes Rührwerk
R1 bis R3 vorgesehen, die der Homogenisierung des Feststoffflüssigkeitsgemisches
dienen und damit einem Absetzen von Feststoff auf dem Boden jedes Behälters entgegenwirken
und gleichzeitig vorhandene oder sich bildende Fettstauungen auflösen und freigeben.
Die oberen stirnseitigen Bereiche der Behälter 1 bis 3 tragen domartige Verlängerungen,
die in Auslässe einmünden, welche mittels Ventilen V3 bis V5 verschlossen sind.
-
Die Auslässe der Ventile V3 bis V5 wiederum sind über eine Sammelleitung
S1, die zu einem Fettank führt, zusammengeschlossen. Der Auslaß für die Proteinfraktion
des letzten Behälters 3 ist über ein Ventil V2 direkt mit dem Trockner verbunden,
der die Proteinmasse zu Futtermehl oder dergleichen eindampft.
-
Durch diesen Aufbau der Apparatur ergibt sich folgender Verfahrensablauf:
Bei geschlossenen Ventilen V1 bis V5 und in ausreichender Höhe mit Sterilisat gefüllten
Behältern B1 bis B3 wird durch öffnen des Ventiles V1 die gesamte Anlage gleichmäßig
mit dem Druck des Zwischenbehälters beaufschlagt. Das Öffnen des Ventils V2 am Auslaß
der letzten Stufe der mehrstufigen Sedimentationsanlage tritt dort die proteinangereicherte
entfettete Feststoffflüssigkeitsmasse aus, die über dieses Ventil dosierbar gewählt
werden kann. Durch den in der Gesamtheit der Behälter herrschenden konstanten Druck
wird erreicht, daß diejenige Volumensmenge, die über das Ventil V2 entnommen wird,
in den Behälter B3 automatisch über den Zyklon Z3 vom Behälter B2 nachgeliefert
wird und in diesen wieder die entsprechende Masse über den Zyklon Z2 aus dem Behälter
B1 und in diesen hinein schließlich über den Zyklon Z1 und das Ventil V1 aus dem
nicht dargestellten Zwischenbehälter oder Sterilisator die-Nachlieferung erfolgt.
Das Einströmen der jeweils nachgelieferten Masse in die jeweiligen Behälter 1 bis
3-erfolgt hierbei mit tangentialer Strömungsrichtung,
nachdem sie
im Bereich der Leitungen L1 bis L3 jeweils zusätzlich verwirbelt und damit nochmals
durchhomogenisiert worden ist. Für die Sedimentation, also die Trennung in proteinhaltige
Masse im unteren Bereich des Behälters und in fetthaltige Masse im oberen Bereich
jedes Behälters,ergibt sich, daß sieh in der ersten Sedimentationsstufe der Hauptanteil
des Fettes ansammeln wird, währen etwa in exponentieller Abnahme die nachfolgenden
Sedimentationsstufen geringere Fettabscheidungen aufweisen werden. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel der Hintereinanderschaltung von drei Sedimentationsstufen hat
sich gezeigt, daß sich der Anteil des Fett/Trockenstoffgehaltes im Behälter 1 von
0,75 auf ca. 0,2 senken läßt, in der zweiten Stufe dann von 0,2 auf etwa 0,15 und
in der dritten Stufe schließlich bis auf einen Wert von 0,1, wobei jedoch betont
werden muß, daß die Vorgabe solcher Werte stark von der Art der Zusammensetzung
und beispielsweise auch dem Verwesungsgrad des angelieferten Rohmaterials abhängig
sind.
-
Die jeweilige Höhe des Fettspiegels in den Behältern 1 und 2 läßt
sich auf einfachste Weise durch Schaugläser bestimmen, kann jedoch auch durch hierfür
geeignete Sensoren überwacht und über diese entsprechend die Anlage vollautomatisch
gesteuert werden. Für das Ablassen der Fett fraktion über die Ventile V3 bis V5
gilt hinsichtlich des Nachlieferns von Sterilisat das für die Entnahme der Protein-Fraktion
hinsichtlich der Bedienung des Ventils V2 oben bereits Gesagte.
-
Nachdem der die Entfettungseinrichtung versorgende Zwischenbehälter
oder der Sterilisator entleert sind, kann auf einen zweiten Zwischenbehälter umgeschaltet
werden, so daß die Gesamtanlage kontinuierlich arbeitet oder die Ventile V1 bis
VS werden solange geschlossen gehalten, bis der Zwischenbehälter wieder aufgefüllt
ist, woraufhin dann der Verfahrensablauf erneut beginnen kann.-Das Rührwerk R1 bis
R3 in jedem der Behälter 1 bis 3 dient neben der Homogenisierung der im Behälter
befindlichen Masse und der Lösung von Fettnestern auch der Trennung des Leimwassers
vom Feststoffanteil, wofür die Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerkes niedrig gehalten
wird und zwischen 0,1 bis 0,5 Umdrehungen pro Minute liegt. Besonders vorteilhaft
ist es, entsprechend der Qualität des jeweils anstehenden Sterilisats die Umdrehungsgeschwindigkeit
des Rührwerkes variierbar zu halten.
-
In einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtdurchlaufzeit
für die Entfettung des'Sterilisats zwei Stunden, wobei Aufenthaltszeiten in den
einzelnen Stufen unterschiedlich sein können, was vorzugsweise abhängig vom Anfangsfettgehalt
des Sterilisates ist.
-
Leerseite