DE3871966T2

DE3871966T2 - Verfahren zur zuechtung von plankton und dessen anwendung.

Info

Publication number: DE3871966T2
Application number: DE8888100139T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Metz
Original assignee: LIBZIGA ENGINEERING Ltd
Current assignee: Bioplancton Sa Kehlen Lu
Priority date: 1987-01-15
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-01-09
Also published as: GR3005230T3; DE3871966D1; EP0277482B1; ATE77198T1; ES2033936T3; LU86735A1; EP0277482A1

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf die Erzeugung von Plankton-Krustentieren von großem Nährwert, und zwar vorzugsweise aus Abfällen und Abwässern der Haushalte und/oder der Industrie.
Es ist in der Tat bekannt, daß viele Arten von Fischen und Krustentieren getrocknetes Futter und andere Futtergemische nur schwer annehmen. Außerdem wird, wenn manche Arten solches Futter annehmen, eine erhöhte Sterblichkeit beobachtet, und zwar infolge der Störung der Gewohnheiten, die kein Verlangen nach diesem Futter aufkommen läßt, und infolge Nährstoffmangels.
Es besteht also ein Bedarf an Futter, das praktisch vollständig von dem natürlichen Futter der verschiedenen Tierarten herrührt.
Die Erfindung bezieht sich daher ebenfalls auf die Verarbeitung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Erzeugnisse zwecks Konservierung, mit dem Ziel ihrer Verwendung als Futter für Zuchttiere und/oder als industrieller Rohstoff.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei den Lagunenteichen vor Reinigungsstationen, den Entnahmestellen und Teichen in der Nähe von Futtermittelindustrien oder industriellen Zuchtbetrieben, und in eutrophierten Seen und Teichen angewandt werden.
Aufgrund der Reinigung des Wassers infolge der filtrierenden Wirkung der Krustentiere bietet das erfindungsgemäße Verfahren also eine elegante Lösung für die Erzeugung eines nützlichen Futtermittels, während es zugleich eine wirksame Reinigung der Abwässer ermöglicht. Der Erlös, der sich bei dem Verkauf des erhaltenen Futtermittels ergibt, ermöglicht also, die Abwässer, die gegenwärtig infolge Fehlens ausreichender Finanzmittel oft ungereinigt abgeführt werden, bei geringeren Kosten zu reinigen.

Kennzeichnende Merkmale der Erfindung

Obwohl der Nutzen von Plankton als Futtermittel, insbesondere für Fische, seit langem bekannt ist, hat bisher noch kein industrieller Prozeß Erfolg gehabt.
Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß nicht genügend Plankton-Krustentiere erzeugt wurden, um die Rentabilität des Verfahrens sicherzustellen.
Der Anmelder hat beobachtet, daß es wichtig ist, die Krustentiere-, Algen- und Bakterienpopulationen in einem Stadium der dynamischen Reproduktion und des dynamischen Wachstums zu halten, und die erzeugten Krustentiere chargenweise oder kontinuierlich mit Filtermaschinen zu gewinnen. Das Gewinnungsniveau und die gewonnenen Größen werden an das Entwicklungsstadium der Plankton-Populationen angepaßt, um die Erzeugung zu optimieren.
Ein wesentlicher Punkt für die Verwirklichung dieser Bedingungen ist, daß die gelösten oder suspendierten organischen Substanzen, die von den Plankton-Krustentieren assimiliert werden können, ganz oder teilweise auf mineralischen Partikeln, die von versteinertem Phytoplankton herrühren, adsorbiert werden. Es handelt sich insbesondere um fossile Gesteine vom Typ Kokkolithkreide, die insbesondere in Steinbrüchen angetroffen werden.
Es ist natürlich vorteilhaft, nach herkömmlichen Techniken Krustentiere-Stämme auszusuchen, die sehr widerstandsfähig gegenüber Verschmutzung sind und ein rasches Wachstum aufweisen, und die außerdem eine große Endgröße erreichen, so daß die Gewinnung erleichtert wird. Diese Krustentiere filtern und verschlingen die Bakterien, die einzelligen Algen und die inerten organischen Partikel, wodurch die Qualität des Wassers wesentlich verbessert wird.
Unter den industriellen Abfällen, die von diesen Krustentieren assimiliert werden, sind zu nennen : Blut und Serum, Hefen, Schweine- und Geflügelgülle, Reis- und Getreidekleie, Mehle, Milch und Molke, organische Abwässer von Zuckerfabriken, Schlachthöfen, Molkereien, Brauereien, und Haushaltsabwässer. Manche dieser Abfälle werden direkt gefiltert, andere werden von Bakterien, Hefen und Algen verwertet, die wiederum von den Krustentieren aufgenommen werden. Die gelösten organischen Substanzen werden nach Adsorption auf Partikeln der vorgenannten fossilen Gesteine gefiltert.
Dabei ist anzumerken, daß in Gewässern, die solche Abwässer enthalten, Fische im allgemeinen nicht überleben können, und daher das erhaltene Plankton frei von Krankheitserregern und Parasiten für Fische ist.
Die verwendete Technik besteht also im wesentlichen darin, daß in Nährmedien von der erwähnten Art bei Anwesenheit von fossilen Gesteinen Plankton-Krustentiere gezüchtet werden, und das Plankton durch Filtration kontinuierlich oder diskontinuierlich gewonnen wird, wobei das Gewinnungsniveau und die gewonnenen Größen an das Entwicklungsstadium der Plankton-Populationen angepaßt werden.
In vorteilhafter Weise wird das gewonnene Erzeugnis entsprechend der Nachfrage der verschiedenen Märkte nach verschiedenen Techniken aufbewahrt.
Unter diesen Techniken sind zu nennen :
a) Die Einfrierung: Das eingefrorene Zooplankton wird verwendet zum Füttern der Larven und Setzlinge von Fischen und Krustentieren in den Süßwasser-Farmen (Forelle, Lachs, Äsche, Huchen, Schwarzbarsch, Hecht, Stör, Zier- und Aquariumfische, Krebse, Garnele), und in den Meerwasser-Farmen (Barsch, Brassen, Seezunge, Steinbutt, Goldmakrele, Pompano, Hummer, Garnelen). Das Zooplankton wird von allen gezüchteten Arten, für die es die natürliche Nahrung darstellt, angenommen. Seine biochemische Zusammensetzung ist in vollkommener Weise an die Verdauungsenzyme dieser Arten angepaßt, wodurch Wachstums- und Überlebensergebnisse erhalten werden, die weit über denjenigen liegen, die mit den künstlichen Futtermitteln erzielt wurden.
b) Die Osmokonservierung : Das osmokonservierte Zooplankton in Form von halbflüssigem Brei kann bei Raumtemperatur aufbewahrt werden, wodurch sein Verkauf in den Aquarien-Geschäften, und seine Verwendung durch die Fischzüchter erleichtert wird. Es ist möglich, osmokonserviertes Zooplankton zu Futtergemischen zuzugeben.
Die Osmokonservierung erfolgt durch Zugabe von Natriumchlorid und oxydationshemmenden Stoffen, wie Ascorbinsäure. Ein Natriumchlorid-Gehalt von 15 bis 20% ist ausreichend, um das Zooplankton zu stabilisieren und vor einer bakteriellen und/oder biochemischen Zersetzung zu schützen.
c) Die Eintrocknung : Das gewonnene Zooplankton wird durch Zugabe von 25 bis 33% Alkohol (Methanol, Äthanol, Isopropanol, usw.), desselben Anteils an Aceton, oder von 3 bis 4% Formaldehyd stabilisiert und geschützt. Der so erhaltene flüssige Brei kann während längerer Zeit aufbewahrt werden. Die Trocknung erfolgt nach Siebung und/oder Zentrifugierung unter Vakuum oder bei Atmosphärendruck, mit oder ohne Rückgewinnung der zugegebenen organischen Lösungsmittel. Die Temperatur bei der Trocknung übersteigt nicht 60ºC. Die Eintrocknung kann auch ab dem frischen Plankton erfolgen, ohne vorherige Zugabe von Lösungsmitteln oder Konservierungsmitteln. Die Qualität des trockenen Erzeugnisses wird jedoch durch Zugabe von Lösungsmitteln beträchtlich verbessert.
Ein Erzeugnis von sehr spezieller Struktur, bei dem die Plankton-Organismen isoliert und erkennbar bleiben, kann durch Extraktion der Fettstoffe mittels Alkoholen und/oder Aceton erhalten werden. Das getrocknete Zooplankton ist ein sehr wertvoller Zusatz für die Futtergemische, die für die Salmoniden und andere Zuchtfische bestimmt sind. Sein Gehalt an natürlichen Caritinoiden, insbesondere an Astaxanthin, ermöglicht die Pigmentierung (Saumonisation) der Forellen und Lachse, während die Verwendung von synthetischem Canthaxanthin in den meisten Ländern verboten ist. Das trockene Zooplankton enthält ungefähr 70% Proteine, die von den Süßwasser- und Meerwasserfischen leicht verdaut werden.
d) Silo-Aufbewahrung : Bei Zugabe von 5 ml konzentrierter Schwefelsäure und 20 g Kaliumpyrosulfit pro kg frisches Zooplankton wird ein flüssiges Erzeugnis erhalten, das ungefähr 6% Rohprotein enthält. Diese Flüssigkeit ist bei Raumtemperatur stabil und eignet sich sehr gut für die Herstellung von trockenen oder nassen Futtergemischen.
Die Märkte, die gegenwärtig am interessantesten sind, sind diejenigen, auf denen der höchste Preis pro kg Naßgewicht bezahlt wird, also diejenigen, auf denen das gefrorene Erzeugnis und das osmokonservierte Erzeugnis (Aquakultur und Aquariophilie) gekauft werden.
Im Falle einer bedeutenden Erzeugung von Zooplankton (über 1.000 Tonnen/Jahr) ist auch der Markt der Futtergemische zum Mästen von Fischen interessant. Das Zooplankton kann ohne Problem das Fischmehl ersetzen, wobei es gleichzeitig ein rascheres Wachstum und einen besseren Gesundheitszustand bewirkt. Es wäre sinnvoll, sein Potential für die Fütterung von Geflügel und Vieh zu erforschen.
Zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Technik wird diese Ausführungsform mit Hilfe des folgenden Beispiels beschrieben.

Beispiel

In einem Teich von 150.000 m³, in den die teilweise gereinigten Abwässer einer Ortschaft mit 15.000 Einwohnern eingeleitet werden, erfolgt eine Erzeugung von 80.000 bis 100.000 kg pro Jahr (Naßgewicht von abgetropften Krustentieren). Die Abwässer werden vor ihrer Einleitung in den Teich durch Sedimentation behandelt. Im Falle eines Sauerstoffgehalts unter 5 mg/l wird ein Belüftungssystem vom Typ Oberflächenrührer in Gang gesetzt. Der Teich, der mit Phytoplankton- und Zooplankton-Organismen beimpft wurde, die mit dem Ziel einer optimalen Ausbeute ausgewählt wurden, ist mit Systemen zur stationären und mobilen Gewinnung ausgerüstet, die ermöglichen, den Prozentsatz der täglichen Gewinnung entsprechend der Planktonerzeugung, der Zufuhr an Nährstoffen, usw. zu steuern. Das gewonnene Zooplankton wird entweder eingefroren, oder durch Osmokonservierung konserviert, oder zwecks späterer Trocknung auch mit organischen Lösungsmitteln konserviert. Aus praktischen Gründen wurden nur 20 bis 25% des Potentials dieses Teichs ausgenutzt. Dies entspricht einem Jahreserzeugungspotential von 2 bis 3 kg frischem Zooplankton pro m³ Teichvolumen, oder 20 bis 30 kg pro EinwohnerÄquivalent.
Die gegenwärtige Erzeugung von ungefähr 300 kg pro Tag wird von einem einzigen Mitarbeiter gewonnen und konserviert. Das Futter für den Zooplankton, ein wichtiger Kostenfaktor bei allen Kulturen dieses Erzeugnisses, wird von den organischen Abwässern umsonst geliefert. Die für die Gewinnung und die Konservierung erforderlichen Anlagen und Infrastrukturen stellen eine sehr geringe Investition dar.
Die Laborversuche des Anmelders beweisen, daß bei Zugabe von versteinertem Phytoplankton zu den Abwässern, die in den Teich eingeleitet werden, eine beträchtliche Erhöhung der Erzeugung erhalten werden kann. Diese fossilen Gesteine vom Typ "Kokkolithkreide" zeichnen sich durch eine ganz besondere mikroskopische Struktur aus, die das Skelett der Algen des Phytoplanktons widerspiegelt. Kurze Zeit nach dem Einbringen in das an organischen Stoffen reiche Wasser bildet sich auf diesen Strukturen ein Bakterienfilm. Die organischen Stoffe werden von den fossilen Strukturen adsorbiert. Das Gemisch aus fossilen Partikeln, adsorbierten organischen Stoffen und Bakterien wird von den Krustentieren des Zooplanktons aufgenommen, deren Filterwirkung einwandfrei nachgewiesen wurde.
Die Zugabe dieser mineralischen Partikel stellt also eine wichtige Verbesserung des Systems zur Erzeugung von Plankton-Krustentieren dar, und zwar insofern, als eine neue, indirekte Futterquelle für die Zooplankton-Populationen gewonnen wird, und ein rascheres Wachstum des Phytoplanktons durch eine beschleunigte Mineralisierung der in den Schmutzwasser-Abfällen enthaltenen organischen Verbindungen ermöglicht wird. Die Nitrate und Phosphate, sowie das Kohlendioxid, die wesentliche Nährstoffe für das Phytoplankton sind, werden rascher wieder in Umlauf gebracht als bei dem herkömmlichen Lagunensystem. Die Bildung von Schlamm auf dem Boden der Teiche ist daher beträchtlich vermindert, und der Reinigungseffekt pro m³ nutzbares Volumen ist beträchtlich erhöht. Die Menge der zuzugebenden Fossilien hängt von der Zusammensetzung und dem Volumen der zu behandelnden Abwässer, dem Volumen des Teichs, sowie von physikalischen und chemischen Faktoren, wie Temperatur, pH, Härtegrad, usw. ab. In den meisten Fällen ist eine Dosierung von 2 bis 6 g pro m³ nutzbares Volumen pro Tag ausreichend.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von Plankton-Krustentieren, bei dem die Krustentiere-, Algen- und Bakterienpopulationen in einem Stadium der dynamischen Reproduktion und des dynamischen Wachstums gehalten werden, und die erzeugten Krustentiere mit Hilfe von Filtermaschinen chargenweise oder kontinuierlich gewonnen werden, wobei das Gewinnungsniveau und die gewonnenen Größen an das Entwicklungsstadium der Populationen von Plankton-Krustentieren angepaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gelösten oder suspendierten organischen Substanzen, die von den Plankton-Krustentieren assimiliert werden können, auf mineralischen Partikeln, die von versteinertem Phytoplankton herrühren, ganz oder teilweise adsorbiert werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Partikel aus Kokkolithkreide bestehen.

3. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach herkömmlichen Verfahren Krustentiere-Stämme ausgewählt werden, die sehr widerstandsfähig gegenüber Verschmutzung sind und ein rasches Wachstum aufweisen, und außerdem eine große Endgröße erreichen, so daß die Gewinnung der Krustentiere erleichtert wird.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Planktons in einem wässerigen Medium erfolgt, das industrielle Abfälle enthält, die von den Krustentieren direkt oder indirekt assimiliert werden, und zwar insbesondere: Blut und Serum, Hefen, Schweine- und Geflügelgülle, Reis- und Getreidekleie, Mehle, Milch und Molke, organische Abwässer von Zuckerfabriken, Schlachthöfen, Molkereien, Brauereien, und Haushaltsabwässer.

5. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Erzeugnis nach einer der folgenden Techniken konserviert wird :

a) Einfrierung : Insbesondere für die Fütterung der Larven und Setzlinge von Fischen und Krustentieren in den Süßwasser-Farmen (Forelle, Lachs, Äsche, Huchen, Schwarzbarsch, Hecht, Stör, Zier- und Aquariumfische, Krebse, Garnele) und in den Meerwasser-Farmen (Barsch, Brassen, Seezunge, Steinbutt, Goldmakrele, Pompano, Hummer, Garnelen).

b) Osmokonservierung : In Form von halbflüssigem Brei, der bei Raumtemperatur aufbewahrt werden kann, insbesondere zum Verkauf in Aquarien-Geschäften und zur Verwendung durch die Fischzüchter.

c) Eintrocknung : Insbesondere als Zusatz für Futtergemische, die für Salmoniden bestimmt sind.

d) Silo-Aufbewahrung : In Form eines flüssigen Erzeugnisses, das sich für die Herstellung von trockenen oder nassen Futtermitteln eignet.

6. Verwendung des Verfahrens gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 zum Reinigen von Abwasser oder Schmutzwasser aus der Stadt, den Haushalten, der Landwirtschaft oder der Industrie.