DE3904698A1 - Verfahren zur verarbeitung von tierischen einsatzstoffen - Google Patents

Verfahren zur verarbeitung von tierischen einsatzstoffen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von tierischen Einsatzstoffen, deren Ziel eine möglichst vollständige Verwertung der Rohstoffe ist, wobei die wesentlichen Verfahrensschritte bei allen herkömmlichen Verfahren gleich sind. Die Einsatzstoffe werden einer Vorbehandlung unterworfen, die aus Zerkleinerung und nachfolgendem Zellaufschluß besteht. Anschließend erfolgt die Fest-/Flüssig-Trennung. Die Feststoffe werden getrocknet und durch Zerkleinerung zu Tiermehl weiterverarbeitet, während die Flüssigphase in der nächsten Stufe weiter aufgetrennt wird. Dabei fallen neben dem Fett bzw. Öl eine mehr oder weniger große Schlammfraktion und das Prozeßwasser an. Das Fett oder Öl muß je nach Qualitätsanforderungen eventuell noch poliert werden. Die Schlammfraktion wird zusammen mit der Feststoffphase getrocknet und ebenfalls zu Tiermehl weiterverarbeitet. Das Prozeßwasser wird üblicherweise weiterbehandelt zum einen, um die noch darin enthaltenen Wertstoffe, z.B. Protein zu gewinnen, zum anderen, weil dieses Prozeßwasser in vielen Fällen wegen seines hohen CSB-Wertes (chemischer Sauerstoffbedarf) und hohen BSB-Wertes (biologischer Sauerstoffbedarf) nicht direkt als Abwasser eingeleitet werden kann.
Unterschiede bestehen lediglich in der Zusammensetzung der Einsatzstoffe und der Zielrichtung sowie in der Art und der Qualität der Realisierung der einzelnen Verfahrensschritte z.B. beim Zellaufschluß (durch Wärmezufuhr oder niederfrequente Hochspannungsimpulse), bei der mechanischen Fest-/Flüssig-Trennung mit Dekantern oder Schneckenpressen und der Abwasserbehandlung (durch Eindampfung, biologische Klärung oder Fettabscheidung). Nachteilig bei den herkömmlichen Verfahren ist der hohe technische und/oder energetische Aufwand, der für eine optimale Ausbeute und eine ausreichende Abwasserqualität betrieben werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbeute an verwertbaren Rohstoffen zu steigern, die Qualität des Abwassers zu verbessern und gleichzeitig die Investitions- und Betriebskosten solcher Anlagen zu senken.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art, das aus der Fettaufbereitung kommende Prozeßwasser mittels Membrantechnik weiterbehandelt wird. Durch diese Verfahrensführung ist es möglich, die in dem Prozeßwasser aus der Fettaufbereitung noch enthaltenen Wertstoffe mit geringem technischem Aufwand und minimalem Energieverbrauch zurückzugewinnen. Dies gilt insbesondere im Vergleich mit der weit verbreiteten Eindampfung des Prozeßwassers. Die Vorteile gegenüber der biologischen Klärung sind vor allem in dem wesentlich geringeren Platz- und Zeitbedarf zu sehen. Im Verhältnis zur herkömmlichen Fettabscheidung ist die wesentlich verbesserte Abwasserqualität hervorzuheben. Aufgrund der hohen Trennleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Permeat wegen seiner geringen CSB- und BSB-Werte unmittelbar in - selbst bereits hoch belastete - Flüsse einzuleiten oder es im Bedarfsfall ganz oder teilweise als Prozeßwasser zurückzuführen.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Retentat aus dem Membranfilter zusammen mit dem Schlamm aus der Fettaufbereitung getrocknet und weiterverarbeitet. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, daß die beiden Mengen zusammen mit der Feststoffphase aus der Fest-/Flüssig-Trennung der Trocknung zugeführt werden, was sich für Neuanlagen anbietet, da die Trocknung dann für diesen Fall ausgelegt wird. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, insbesondere bei der Umrüstung bestehender Anlagen wegen der gegebenen Trocknerkapazität die Weiterbehandlung des Retentats ggf. zusammen mit dem Schlamm aus der Fettaufbereitung getrennt vorzunehmen. Diese separate Weiterbehandlung hat auch den Vorteil, daß die Qualität des Trocknungsproduktes insofern verbessert wird, als man unterschiedliche Trocknungsprodukte definierter Qualtität erhält. Dies macht allerdings eine separate Trocknungsstufe erforderlich.
Es kann vorteilhaft sein, das Retentat aus dem Membranfilter in die Fettaufbereitung zurückzuführen, wodurch die Inhaltsstoffe des Retentats durch Agglomeration zumindest teilweise mit abgeschleudert werden können. Vorteil dieser Verfahrensführung ist die Entlastung der Trocknerkapazität, nachteilig ist das größere Apparatevolumen.
Bei einer Verfahrensführung gemäß Anspruch 4 ist ein Austrag zumindest eines Teils der Inhaltsstoffe des Retentats über die Feststoffseite möglich. Es ergibt sich damit eine geringe thermische Belastung und ebenfalls eine Entlastung der Trocknerkapazität, jedoch muß auch hier ein größeres Apparatevolumen in Kauf genommen werden.
Aufgrund der hohen Qualität des Permeats aus der Membranfiltration ist es möglich, dieses ganz oder teilweise als Prozeßwasser rückzuführen. Damit ist es möglich, eine zusätzliche Wasserextraktion zwischen Vorbehandlung und mechanischer Fest-/Flüssig-Trennung vorzusehen ohne entsprechende Frischwasserzufuhr. Eine solche Maßnahme kann sich je nach Zusammensetzung des eingesetzten Rohstoffs günstig auf den Gesamtprozeß auswirken.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird alternativ dadurch gelöst, daß die Fettaufbereitung mittels Membrantechnik vorgenommen wird. Durch diese alternative Lösung ist es möglich, einen der gravierendsten Nachteile der bekannten Verfahren zur Verarbeitung von tierischen Einsatzstoffen zu beheben, der sich aus der Verwendung von Separatoren oder Trikandern für die Fettaufbereitung ergibt, nämlich die "unsaubere Trennung". Bei vertretbarem Aufwand ist es nämlich in diesen Apparaten nicht möglich, das Fett bzw. Öl und das Wasser einwandfrei zu trennen, d.h. daß in jeder Phase auch Anteile der anderen enthalten sind. Demgegenüber ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Auswahl geeigneter Membranen mit einem Minimum an technischem Aufwand möglich, eine sehr saubere Trennung zu erreichen. Mittels Membrantechnik wird das Öl-/Fett-Wassergemisch aus der Fest-/Flüssig-Trennung (z.B. die Dekanterflüssigkeit) selektiv getrennt. Der Ölstrom kann ggf. einer Ölpolierung unterworfen werden, und das Wasser kann in gewünschter Qualität entweder unmittelbar ohne Nachbehandlung eingeleitet oder als Prozeßwasser in die Vorbehandlung rückgeführt werden. Als Retentat aus dem Membranfilter fällt das Öl an, das allerdings noch restliche, als Schlamm bezeichnete Feststoffe enthält sowie ggf. geringe Restmengen an Wasser. Die Abtrennung und die Polierung können in separaten Schritten vorgenommen werden. Es ist aber auch möglich, diese Trennstufe so auszulegen, daß die Schlammabtrennung und das Polieren in einem Schritt erfolgen. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt neben der hohen Ausbeute des Gesamtprozesses an Wertstoffen, insbesondere der hohen Proteinrückgewinnung, und dem niedrigen CSB-Wert in einem Minimum an apparativen Aufwand verbunden mit hoher Betriebssicherheit. Daneben ergibt sich eine einfache Handhabung und eine besondere Eignung zur Automation.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist für den Fall, daß nicht genügend Sole zur Verfügung steht, eine Rückführung eines Teils des abgetrennten Öles vorgesehen, um optimale Prozeßbedingungen zu schaffen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Verarbeitung jeglicher Art von tierischen Einsatzstoffen. Es wird jedoch mit besonderem Vorteil bei der Verarbeitung von Fisch bzw. Fischabfällen eingesetzt wegen des geringen Raumbedarfes, des wesentlich geringeren Energieverbrauchs und der geringen Störanfälligkeit der Membramfilter gegenüber den bisher eingesetzten mechanisch arbeitenden Aggregaten.
Zwei Beispiele der Erfindung sind schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Rückgewinnung von Protein aus dem Abwasser durch Membranfiltration
Fig. 2 die Fettaufbereitung durch Membranfiltration.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren werden die tierischen Einsatzstoffe z.B. Fisch bzw. Fischabfälle in der Vorbehandlung durch Zerkleinerung und Zellaufschluß vorbereitet. In der mechanischen Fest-/Flüssig-Trennung werden zunächst in bekannter Weise z.B. mit Dekantern oder Schneckenpressen der größte Teil der Feststoffe abgetrennt. Den abgetrennten Feststoffen wird in der Feststofftrocknung der größte Teil des Wassers entzogen, so daß nach der daran anschließenden Feststoffzerkleinerung das Endprodukt in Form von Mehl vorliegt. Die das Öl bzw. Fett enthaltende Flüssigphase aus der Fest-/Flüssig-Trennung wird der Feststoffaufbereitung zugeführt, die wie üblich mit Separatoren oder Trikandern erfolgt. Dabei fallen drei Fraktionen an: Öl, Wasser und Schlamm. Das Öl wird in einem weiteren Schritt, den man Polieren nennt, von restlichen Wasseranteilen befreit. Der Schlamm aus der Fettaufbereitung wird entweder direkt der Feststofftrocknung zugeführt und zusammen mit den Feststoffen aus der Fest-/ Flüssig-Trennung zu Tiermehl weiterverarbeitet oder er kann einer separaten Trocknung zugeführt werden. Das Abwasser der Fettaufbereitung wird in der Membranfiltration soweit von Feststoffen befreit, daß es aufgrund seiner niedrigen CSB- und BSB-Werte ohne Bedenken abgeleitet, oder als Prozeßwasser in einer nicht dargestellten Wasserextraktionsstufe zwischen Vorbehandlung und mechanischer Fest-/Flüssig-Trennung verwendet werden kann. Die in dem Retentat der Membranfiltration noch enthaltenen Feststoffe werden entweder in die Feststofftrocknung oder, sofern dies günstiger ist und eine solche existiert, in eine separate Trocknung für den Schlamm aus der Fettaufbereitung rückgeführt und für die Verwertung als Mehl aufbereitet. Es ist jedoch auch möglich, das Retentat in die Fettaufbereitung oder in die mechanische Fest-/Flüssig-Trennung zurückzuführen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren erfolgt die Vorbehandlung und die mechanische Fest-/ Flüssig-Trennung wie zuvor beschrieben, ebenso die Weiterverarbeitung der Feststoffphase zu Mehl. Hier wird jedoch die Flüssigphase unmittelbar einer Membranfiltration zugeführt, deren Membranen so ausgelegt sind, daß das Permeat, d.h. das Wasser bereits in dieser Stufe in hoher Reinheit ggf. bis hin zu Trinkwasserqualität anfällt. Das im Membranfilter zurückgehaltene Öl wird in der folgenden Stufe von Schlamm und Restwasser gereinigt. Der anfallende Schlamm wird in die Feststofftrocknung rückgeführt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verarbeitung von tierischen Einsatzstoffen durch Vorbehandlung der Einsatzstoffe, Auftrennung der Fest-/Flüssigphase in Feststoffe und Fett bzw. Öl, wobei die Feststoffe zu Tiermehl weiterverarbeitet werden und das Fett bzw. Öl poliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Fettaufbereitung kommende Prozeßwasser mittels Membrantechnik weiterbehandelt und das Retentat aus dem Membranfilter ganz oder teilweise rückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Retentat aus dem Membranfilter zusammen mit dem Schlamm aus der Fettaufbereitung und/oder der Feststoffphase aus der Fest-/Flüssig-Trennung getrocknet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Retentat aus dem Membranfilter in die Fettaufbereitung rückgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Retentat aus dem Membranfilter in die Fest-/Flüssig-Trennung rückgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Permeat aus dem Membranfilter ganz oder teilweise für eine vor der mechanischen Fest-/Flüssig-Trennung liegende Wasserextraktion rückgeführt wird.
6. Verfahren zur Verarbeitung von tierischen Einsatzstoffen durch Vorbehandlung der Einsatzstoffe, Auftrennung der Fest-/Flüssigphase in Feststoffe und Fett bzw. Öl, wobei die Feststoffe zu Tiermehl weiterverarbeitet werden und das Fett bzw. Öl poliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettaufbereitung mittels Membrantechnik vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Retentats aus dem Membranfilter rückgeführt und zusammen mit der Flüssigphase aus der Fest-/Flüssig-Trennung dem Membranfilter zugeführt wird.
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