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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur
Herstellung einer Nahrungsmittelergänzung und im besonderen auf
eine Nahrungsmittelergänzung
zur Bereitstellung der angestrebten Aminosäuren zur Förderung des Wachstums von jungen
Tieren.
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Hintergrund
der Erfindung
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Nahrungsmittelergänzungen
sind Substanzen, die den Nahrungsmitteln während der Bearbeitung beigegeben
werden, um die angestrebten chemischen oder physikalischen Charakteristika
sowie die Nahrungsmittelqualität
zu verbessern. Eine der wichtigsten Formen von Nahrungsmittelzusätzen sind
Nahrungsmittelergänzungen.
Diese umfassen typischerweise Proteine, Mineralien und Vitamine, die
den Nahrungsmitteln beigegeben werden, um den Nahrungsmittelverlustwert
wieder herzustellen während
der Nahrungsmittelbearbeitung oder den natürlichen Gehalt der Nahrungsmittel
zu ergänzen. Die
Bedeutung des Einsatzes von Nahrungsmittelergänzungen zur Verstärkung der
Gesundheit und des Wachstums von Tieren ist seit langem anerkannt
auf dem Gebiet der Tierzüchtung.
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Es
ist ebenfalls seit langem anerkannt, dass die Herstellung von Nahrungsmittelergänzungen
von verschiedenen Nebenprodukten von Nahrungsmittelerzeugungsverfahren
im hohen Maße
erstrebenswert ist. Im besonderen wird durch den Aufbau einer kommerziellen
Verwendung dieser Nebenprodukte die ökonomische Lebensfähigkeit
der Nahrungsmittelherstellungsverfahren verstärkt, während andererseits schwierige
Abfallmaterialhandhabung reduziert und insgesamt vermieden wird.
Dies ist ein besonders wichtiges Konzept für die Geflügelzüchtungsindustrie, wobei signifikante
Mengen von Abfallmaterialien erzeugt werden. Dementsprechend wurden
verschiedene Verfahren entwickelt zur Verwertung und Verarbeitung
von Federn und Abfall als Nahrungsergänzung für Lebensmittelprodukte. Derartige
herkömmliche
Verfahren werden allgemein beschrieben, z. B. in der US-A 3 272
632, der US-A 4 269 865, der US-A 5 049 397 und der GB-A 2 167 639.
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Einer
der hauptsächlichen
Nachteile bei der herkömmlichen
Verarbeitung von Abfallprodukten, wie Federn und sonstigem Abfall
zu Nahrungsmittelergänzungen
lag in der Wärmeschädigung verschiedener
Aminosäuren
und Proteine, was wirksam eliminiert, dass diese Materialien als
Quelle für
Nahrungsmittel eingesetzt werden. Dementsprechend besteht ein Erfordernis
für ein
verbessertes Verfahren der Verarbeitung von Abfallprodukten, wie
etwa Federn und sonstigem Abfall, um eine Wärmeschädigung wichtiger Aminosäuren und
Proteine zu verhindern und damit eine Ergänzung bereitzustellen mit verbesserten
Nahrungsmittelwerten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ökonomisches
und wirksames Verfahren bereitzustellen zur Herstellung einer Nahrungsmittelergänzung ausgelegt
zur Bereitstellung der angestrebten Aminosäuren in einer geeigneten Form,
um das Wachstum von jungen Tieren zu fördern, was im besonderen für landwirtschaftliche
Tiere, wie etwa Ferkel, gilt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein kontinuierliches
Verfahren bereitzustellen zur Herstellung einer Nahrungsmittelergänzung aus
Blut, Federn und Abfall, um eine bei weitem wirksamere Produktion
zu gestatten, während
eine relativ kostengünstige
Ausrüstung
erforderlich ist und dementsprechend einen minimalen Kapitalaufwand erfordert,
um die Produktion einzuleiten.
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Weitere
Ziele, Vorteile und andere neue Merkmale der Erfindung finden sich
in der nachfolgenden Beschreibung und werden dem Sachverständigen auf
diesem Gebiet deutlich bei dem Studium der nachfolgenden Ausführungen
oder ergeben sich aus der praktischen Durchführung der Erfindung. Diese
Ziele und Vorteile der Erfindung können realisiert und erhalten
werden mit Hilfe der Instrumentalien und Kombinationen, die insbesondere durch
die beigefügten
Ansprüche
zum Ausdruck kommen.
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Um
die vorstehenden und andere Ziele zu erreichen, und in Übereinstimmung
mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie er hier beschrieben
ist, umfasst das vorliegende Verfahren den Schritt des Mischens
von Tierblut, hydrolysierten Geflügelfedern und Geflügelabfall
in entsprechenden Gewichtsverhältnissen
von 4–6/2–4/1–3 in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Einsatz des Endproduktes.
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Im
besonderen wird frisches Blut dampfkoaguliert und dann in eine Dekanterzentrifuge
gepumpt, um die Flüssigkeit
und die Feststoffe voneinander zu trennen. Die Feststoffe werden
in dem vorliegenden Verfahren eingesetzt. Die Federn werden zuvor
wärmehydrolysiert
unter Einsatz einer Dampfbehandlung oder anderen Maßnahmen
in Übereinstimmung mit
verschiedenen im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung
eines hydrolysierten Federproduktes mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 50% und 50% hydrolysierten Federn, wie sie in dem vorliegenden
Verfahren eingesetzt werden. Auf diese Weise werden die Federn einem
teilweisen Proteinzerfall unterzogen, so dass in stärkerem Masse
verdaubar sind mit Enzymen während
der anschließenden
Behandlung. Der Geflügelabfall
wird frisch eingesetzt.
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Nach
dem Vermischen der koagulierten Tierblutfeststoffe, dem wärmehydrolysierten
Federprodukt und dem frischen Geflügelabfall wird die Mischung
grundiert oder gemahlen, um eine Partikelgröße herzustellen von beispielsweise
nicht mehr als 6,35 mm (1/4 Zoll) im Durchmesser. Dieser Schritt dient
dazu, die Oberfläche
der Geflügelfedern
zu erhöhen
wie auch der Geflügelabfallteile,
um die Verdauungsaktivität
der Enzyme und Mikroorganismen, die in diesem Verfahren aktiv sind,
zu unterstützen.
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Das
nächste
ist die Beigabe eines Proteaseenzyms zu der gemahlenen Mischung,
um die Mischung zu verdauen. Verschiedene Proteaseenzyme und Mischungen
hiervon können
zum Einsatz kommen. Vorzugsweise werden das Enzym oder die Enzyme
in einer Rate beigegeben von in etwa 1 Gallone pro 4000 Pfd. Produktmischung.
Als nächstes
folgt die Verdauung der zerkleinerten oder gemahlenen Mischung durch
das Enzym bei einer Temperatur von im wesentlichen 54–72°C bis etwa
35–60
min. Diesem folgt die Sprühtrocknung
der verdauten Mischung und das Erhitzen des Produktes auf ein Maximum
von 83°C,
um den Feuchtegehalt zu reduzieren bis auf 5–8 Gew.-% und jegliche Pathogene
zu töten,
die in der Mischung anwesend sind. Diesem folgt dann die Klassifizierung
des Endproduktes.
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Vorteilhafterweise
wird lediglich dadurch, dass die Mischung der Federn, das Tierblut
und der Abfall einer Enzymhydrolyse ausgesetzt wird und hohe Bearbeitungstemperaturen
vermieden werden, ein besser verdaubares Nahrungsmittelprodukt erzeugt.
Darüber
hinaus werden die Aminosäuren
in dem Nahrungsmittelprodukt und im besonderen des Blutes und des
Abfalls nicht entwertet oder denaturisiert und bleiben dementsprechend
intakt für
den gesamten Nahrungsmittelwert für die gefütterten Tiere.
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Weitere
Ziele der vorliegenden Erfindung werden dem Sachverständigen auf
diesem Gebiet deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung, wobei eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt und beschrieben wird nur durch die Illustration
einer Art und Weise, die am besten geeignet ist, um die Erfindung
auszuführen.
Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen lediglich illustrativ
in ihrer Art anzusehen und nicht einschränkend.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
beigefügte
Zeichnung ist eingeschlossen in und bildet einen Teil der Beschreibung,
illustriert verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung und
dient zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Prinzipien der Erfindung.
In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Darstellung der Details des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung und der Ausrüstung,
die eingesetzt wird, um dieses Verfahren durchzuführen.
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Es
soll nun im Detail Bezug genommen werden auf die gegenwärtig bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung, von welcher ein Beispiel in der begleitenden Zeichnung
illustriert ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung einer Nahrungsmittelergänzung aus
Tierblut, hydrolysierten Geflügelfedern
und Tierabfall soll nun im Detail beschrieben werden unter Bezugnahme
auf die Zeichnung, die eine Vorrichtung 10 wiedergibt,
welche zu diesem Zweck eingesetzt werden kann. Wie gezeigt, werden
dampfkoagulierte Blutfeststoffe einem ersten Vorratsbehälter 12 zugeführt, während hydrolysierte
Federn einem zweiten Vorratsbehälter 14 zugeführt werden
und frischer Geflügelabfall
in einen dritten Vorratsbehälter 16 aufgegeben
wird mit Hilfe einer Pumpe 18. Die gemessenen Quantitäten dieser
Bestandteile werden von den Vorratsbehältern 12, 14 und 16 einem Schneckenförderer 20 zugeleitet,
welcher die koagulierten Blutfeststoffe, die hydrolysierten Federn
und den Geflügelabfall
vermischt und einer Mühle 22 zuführt. Dort
werden die Blutfeststoffe, die hydrolysierten Geflügelfedern
und Geflügelabfall
gründlich
vermischt mit entsprechenden Gewichtsverhältnissen von in etwa 4–6/2–4/1–3 in Abhängigkeit
von dem speziellen Einsatz des Endproduktes. Wie zuvor angegeben
wurde, sind die Federn, die in den Verfahren eingesetzt werden,
zuvor wärmehydrolysiert
worden mit Hilfe einer Dampfbehandlung oder anderen Maßnahmen
in Übereinstimmung
mit verschiedenen Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind
zur Herstellung eines hydrolysierten Federproduktes mit in etwa
50% Feuchtigkeit und 50% hydrolysierten Federn. Somit werden die
Federn einem teilweisen Proteinzerfall unterzogen, so dass sie verdaubarer
sind mit Enzymen während
der sich anschließenden
Behandlung.
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Das
Proteaseenzym wird zugeführt über die Pumpe 24 von
einem Vorratsbehälter 26 zur
Mühle 22.
Dort werden die Blutfeststoffe, die hydrolysierten Federn und der
Geflügelabfall
als Mischung zerkleinert oder gemahlen, um eine Partikelgröße zu erzeugen
von z. B. nicht mehr als 6,35 mm (1/4 Zoll) im Durchmesser. Dieser
Mahlschritt dient dazu, die Oberfläche der Geflügelfedern
und der Geflügelabfallteile
zu erhöhen,
um damit die Verdauungsaktivität
der Enzyme und Mikroorganismen, die in den Verfahren aktiv sind,
zu verstärken.
Vorzugsweise werden die Enzyme in einer Rate zugeführt von
in etwa einer Gallone pro 4000 Pfd. der Produktmischung.
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Die
gründlich
zerkleinerten und vermischten Blutfeststoffe, hydrolysierten Federn,
Geflügelabfall und
Proteaseenzyme werden von der Mühle 22 einem
Verdauungstank 28 zugeführt über eine
Reihe von Schneckenförderern 29.
Die zerkleinerte oder gemahlene Mischung wird dann durch die Enzyme
in dem Verdauungstank verdaut bei einer Temperatur von im wesentlichen
54–72°C bis zu
35–60
min lang. Ein Schneckenförderer 30 in
dem Verdauungstank 38 stellt die Bearbeitung der Mischung
für eine
geeignete Verweilzeit sicher.
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Im
Anschluss an die Verdauung wird die Mischung über eine positive Verdrängungspumpe (pneumatisches
Gebläse) 31 an
einem Ventil 32 vorbei durch die Leitung 33 einer
Bearbeitungseinrichtung 34 zugeführt, in welcher sie gründlich bearbeitet wird.
Als nächstes
wird die Mischung gesiebt unter Einsatz einer herkömmlichen
Siebausrüstung 35.
Im einzelnen wird das Mehl mit relativ niedriger Feuchtigkeit getrennt
von der Mischung durch den Freigabeauslass 36 für die stromabwärtige Zuführung zu dem
Trockner 38 durch einen Schacht 40. Die Wasserphase
mit einem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt einschließlich der
relativ kleinen verdauten hydrolysierten Feder- und Geflügelabfallpartikel
wird durch den Auslass 42 in den Mischtank 44 eingeführt. Der
Mischtank 44 besitzt einen Rühren 46, der über einen
Motor 48 angetrieben wird, wodurch sichergestellt wird,
dass die Partikel in Suspension gehalten werden. Eine Pumpe 50 führt die
Wasserphase und die suspendierten verdauten Partikel über verschiedene
Ventile in der Leitung 52 durch ein Strömungsmengenmessgerät 53 zu
einer Düse 54 in
den Brennerabschnitt 55 des Trockners 38. Gleichzeitig
wird komprimierte Luft durch den Einlass 56 zugeführt (mit einem
Druck von im wesentlichen 60–85
oder mehr, vorzugsweise 75–80
psig) und auf die Düse 54 gerichtet,
so dass die Wasserphase innerhalb des Brennerringes 57 gesprüht wird
für ein
rasches Trocknen in einer Weise, wie dies im größeren Detail beschrieben ist
in der gleichzeitig schwebenden amerikanischen Anmeldung mit dem
Aktenzeichen 08/841,230 eingereicht am 29. April 1997 mit dem Titel "Method and Apparatus
for Drying and Processing Raw Food Material", wobei hierauf ausdrücklich Bezug
genommen wird.
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Im
Anschluss an die Sprühtrocknung
in dem Brennerabschnitt 55 vermischt sich das gesprühte Material
mit dem Mehl, welches durch den Schacht 40 zugeführt wird
in dem Drehabschnitt 58 des Trockners 38. Als
Ergebnis der kombinierten Trocknungswirkung wird der Feuchtigkeitsgehalt
der Mischung reduziert auf in etwa 5–8 Gew.-%.
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Nun
wird die getrocknete Nahrungsmittelmischung pneumatisch einer Reihe
von Zyklonen 59 zugeführt,
um die Mischung zu sammeln, die dann über eine Reihe von Schneckenförderern 60 einer Mühle 62 zugeführt wird.
Während
der Weiterleitung stellt ein Kühlgebläse 63 einen
Strom von Kühlluft
bereit, um die Mischung bei einer niedrigen Temperatur zu halten.
In der Mühle 62 wird
die beschickte Mischung gemahlen bis zur angestrebten Endproduktgröße. Das
Endprodukt wird dann über
einen Schneckenförderer 64 einem
Sieb 66 für
die Klassifizierung zugeführt.
Das sich ergebende Produkt kann von dem Sieb 66 mit Hilfe
der Schneckenförderer 68, 60 zurück zur Mühle 62 geführt werden
zur erneuten Klassifizierung. In den meisten Fällen erfolgt die Weiterleitung
des Produktes durch den Betrieb des pneumatischen Gebläses 70 zu
einem Lagervorratstank 72, wo es bereitgehalten wird für die Verpackung oder
weitere Behandlung.
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Zusammenfassend
ergeben sich zahlreiche Vorteile aus dem Einsatz der Konzepte der
vorliegenden Erfindung. Lediglich durch das Aussetzen der Mischung
von hydrolysierten Federn, Blutfeststoffen und Abfall einer Enzymhydrolyse
und der Vermeidung hoher Verfahrenstemperaturen oberhalb von etwa
83°C entsteht
ein verdaubareres Nahrungsmittelprodukt. Darüber hinaus werden die Aminosäuren in
dem Nahrungsmittelprodukt und insbesondere des Blutes und des Abfalls
nicht abgewertet oder denaturiert, so dass sie dementsprechend intakt
bleiben für den
vollen Ernährungsvorteil
der gefütterten
Tiere.
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Innerhalb
der vorangehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst eine offensichtliche Modifikation auch einen anderen
Abfall neben Geflügelabfall
in dem beschriebenen Verfahren.