WO1982000999A1 - Method for manufacturing high value manure and useful by-products - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Dünger und nützlichen Nebenprodukten

In der AT-PS 344 210 ist ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Dünger beschrieben, bei dem, gegebenenfalls unter Ausnutzung der entstehenden Wärme und des CO«, Obstrückεtände, insbesondere Preßrückstände der Weinerzeugung, locker angeordnet werden und, z.B. durch Umfüllen, im lockergehaltenen Zustand einer aeroben Verrottung unterworfen werden und nach Beeüdigung des Rotte vorganges durch Siebung eine Aufteilung der erhaltenen Masse erfolgt und die die Kerne enthaltende Fraktion weiterverarbeitet, z.B. geschrotet und einer Nachrotte unterworfen, wird. Der verrottete Kernschrot hat sich als äußerst wirksamer Dünger erwiesen.

Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung des bekannten Verfahrens, in dem der verrottete Kernschrot neuerlich in Fraktionen aufgespaltet wird. Es hat sich gezeigt, daß die gebildeten Fraktionen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die gezielt eingesetzt werden können.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Dünger und nützlichen Nebenprodukten aus Kernen, die nach der aeroben Verrottung von Preßrϋckständen aus der Weinerzeugung aus dem Sotteprodukt durch Sieben abgetrennt, durch Schroten geöffnet und einer neuerlichen aeroben Verrottung unterworfen sind und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des verrotteten Kernschrots durch Sieben in drei Fraktionen unterschiedlicher Teilchengröße geteilt werden, von denen die feine Fraktion vorwiegend oder fast ausschließlich humifizierte Keimlinge und humifizierte Nährgewebe des Traubensamens enthält, die grobe Fraktion vorwiegend aus gedrittelten und geviertelten Kernwänden besteht und die mittlere Fraktion kleinere Kernwandstücke umfaßt. Bewährt hat sich ein Siebverfahren, bei dem die Bestandteile des verrotteten Kernschrots mit einer Größe kleiner als 0,5 SIE der feinen Fraktion, mit einer Größe zwischen 0,5 und 1,0 mm der mittleren Fraktion und die größeren Bestandteile der groben Fraktion zugeteilt werden. Für viele Zwecke hat sich gezeigt, daß die grobe Fraktion ihre Aufgabe zu erfüllen vermag, auch wenn sie vorher mittels Wasser ausgelaugt worden ist. Die Flüssigkeit stellt einen ausgezeichneten flüssigen Dünger dar.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf bestimmte Anwendungsarten der erfindungsgemäß gewonnenen Fraktionen. Wenn die in der AT-PS 344210 beschriebene Kernschrotrotte abgeklungen ist, wird das erkaltete Material erfindungsgemäß gesiebt, wobei sich Maschenweiten von 0,5 und 1,0 mm bewährt haben. Für den Trennvorgang wurden Siebtrommeln benützt, die leicht geneigt sind und vielfach in der Technik Verwendung finden. Es hat sich gezeigt, daß die feine Fraktion einen hochwertigen Dünger darstellt, da sie große Kengen von Mikroorganismen enthält. Wird der Dünger in den Boden eingebracht, so üben diese Mirkroorganismen ihre Funktion weiter aus und tragen nach und nach zur Mineralisierung des Düngers bei. Erst durch mikrobielle Vorgänge wird der organisch gebundene Stickstoff aufgeschlossen und für die Pflanzenwurzeln verfügbar. Diese Fraktion besteht vorwiegend oder fast ausschließlich aus dem humifizierten Keimling und dem humifizierten Nährgewebe des Traubensamens, weshalb diese Fraktion als Dünger besonders für Pflanzensetzlinge oder Topferde geeignet ist.

Der Anteil der feinen Fraktion beträgt etwa 18 bis 20 Vol.-%. Der' Anteil der mittleren Fraktion schwankt zwischen 20 und 30 Vol.-% und besteht überwiegend aus kleinen Bruchstücken der Kernwand. Die grobe Fraktion macht 50 bis 62 Vol.-% aus und besteht aus großen Bruch stücken, wie gedrittelten oder geviertelten Kernwänden. In den Höhlungen dieser größeren Partikeln hängen noch Reste des humifizierten Keimlings und Nährgewebes, die beim Siebvorgang nicht vollständig losgetrennt werden konnten. Wird die grobe Fraktion mittels Wasser aus gelaugt, so gehen diese humifizierten Reste in die

Flüssigkeit über. In ihnen sind viele Phytohormone enthalten.

In der fein-krümeligen Fraktion sind alle Wachs-, Nähr- und Reservestoffe vorhanden, die ein Auskeimen des Sämlings in der ersten Zeit seiner Existenz benötigt, da er erst später über die Wurzel und die Stoffwechsel leistung diese Stoffe neu aufnehmen und herstellen kann. Die mittlere Fraktion soll nicht ausgelaugt werden. Durch die relativ große Bruchfläche dieser kleinen Kern wandteilchen gehen höhere Gerbstoffquantitäten in die Flüssigkeit über als wünschenswert ist. Ein anderer Grund für die Vermeidung einer Auslaugung der mittleren Fraktion besteht darin, daß an der Oberfläche der Partikel Sporen der Mikroorganismen sitzen, die sich vorher in dem Substrat entwickelt haben. Diese Fraktion gewinnt ihre Bedeutung als Träger der bisher nachgewiesenen 22 Thermophilen- und 39 Mesophilen-Mikroorganismen-Arten, die im Zuge der Tresterhumifizierung aufgetreten sind. Schon in kleinen Quantitäten kann diese Fraktion größere Kengen organischen Materials mit Sporen versorgen, so daß die Verrottung bzw. der mikrobielle Abbau dieses Materials angeregt oder zumindest gefördert wird. Beim Auslaugen dieser Fraktion würde der Anteil der Sporen wesentlich verringert werden und damit die Wirksamkeit der Fraktion als Animator für die Verrottungs-und Kumifizierungsvorgänge herabsetzen.

Auch die grobe Fraktion ist im Stande, beigemischten organischen Stoffen eine heiße Rotte aufzuzwingen. Dies gilt natürlich nur dann, wenn diese Fraktion orher nicht ausgelaugt worden ist.

Auf diese Weise kann ein großer Teil gefährlicher Abfälle beseitigt werden, wobei als Ergebnis ein Material gewonnen wird, das Düngequalitäten besitzt. So können verdorbene Futter- und Nahrungsmittel in Dünger umgewandelt werden. Es entwickelt sich -manchmal im Sojaschrot oder in Erdnüssen der Aspergillus flavus, der das cancerogene Stoffwechselprodukt bzw. Gift Flavotoscin erzeugt. Wird nun das verdorbene Material mit grobem Kernschrot vermischt, so kommt es zu einer heißen Rotte, bei der ein großer Teil der Toxine abgebaut wird. Das Produkt ist weitgehend ungefährlich und kann gegebenenfalls als Dünger eingesetzt werden. Um die bei der heißen Rotte anfallende Wärme zu verwerten, bietet sich an, daß verdorbene organische Substanzen bis zu Beginn der kalten Jahreszeit aufbewahrt werden, um sie dann mit Hilfe der mittleren oder der groben, unausgelaugten Fraktion mikrobiell zu verbrennen. Uach der heißen Rotte kann die humifizierte Beimengung in einer Siebtrommel abgetrennt werden und die grobe Fraktion für die nächste Verwendung bereitgehalten werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die groben Kernwandbestandteile der heißen Rotte weitgehend widerstehen. Dies ist auf ihre Gerbstoffe und Lignin-Inkrustierungen zurückzuführen, wodurch die Kernwand vor dem vorzeitigen Verfall durch mikrobielle Tätigkeit geschützt ist.

Die mittlere und grobe Fraktion weisen eine geruchsabsorbierende Eigenschaft auf. Diese Eigenschaft bleibt auch nach dem Auslaugen der groben Fraktion erhalten.

Kommt es also in erster Linie auf diese Eigenschaft an, so sollte ausgelaugter Kernschrot verwendet werden.

Die geruchsbindende Eigenschaft hat besonders bei der Humifizierung von Fäkalien Bedeutung. In der Zeichnung ist eine Kammer mit Doppelwänden aus Streckmetall schaubildlich dargestellt. Die Kammerwand besteht aus zwei halbzylinderförmigen Schalen 1, 2, die zusammengestellt einen Hohlzylinder kreisförmigen Querschnitts ergeben. Jeder Wandteil 1 , 2 besteht aus einem inneren Mantel 3 und einem äußeren Mantel 4 aus Streckmetall, die unten durch einen halbkreisförmigen Blech streifen dicht miteinander verbunden sind. Der äußere Mantel 4 trägt einen Halbring 5, vorzugsweise I-förmigen Profils. Dieser ist mit dem Mantel 4 fest verbunden und mit je einem Haltegriff 6 versehen. Der Boden zwischen dem inneren Mantel 3 nnd dem äußeren Mantel 4 sowie der Ring 5 geben den Schalen 1, 2 hinreichend Festigkeit. Darüber hinaus sind die beiden Mäntel 3 , 4 jeder Halbschale mittels Distanzbolzen 7 verbunden. An den Rändern, mit denen die Schalen 1 und 2 zusammenstoßen, sind die Zylinderwände 3 und 4 durch je einen Streifen 8 verbunden, sodaß sich ein ringförmiger Hohlraum zwischen den Wänden 3 "und 4- bildet, der unten durch den Boden und seitlich durch die Blechstreifen 8 sowie innen und außen durch ein Streckmetall gebildet ist. Die beiden Halbschalen können in beliebiger Weise miteinander verbunden werden; dargestellt ist eine Streckverbindung 9.

In diesen Hohlraum wird Kernschrot eingefüllt und im Zentrum der Kammer die imangenehm riechende Substanz unter gebracht. Versuche haben ergeben, daß der Abstand zwischen den Wänden 3 und 4 2 bis 10 cm betragen kann. Wird Kern schrot als Einfüllmenge verwendet, so läßt eine 2 cm dicke Wandstärke keinen nennenswerten Geruch mehr hindurch. Wird grober Kernschrot verwendet, so soll die Wandstärke mindestens 4 cm betragen. In dem von den Wänden 3, 4 gebildeten Ringhohlraum kann auch ein Wärmetauscherrohr untergebracht werden, mit dem der geruchsbindenden Schichte Wärme entzogen werden kann. Die Kammer, die auf einem ebenen Boden aufgestellt wird, wird nach der Einbringung der übel riechenden Substanz oben abgedeckt. Durch die Luftdurchlässigkeit der geruchsbindenden Schichte kann Sauerstoff in die Kammer gelangen, um den mikrobiellen Abbau des Inhaltes zu ermöglichen. Eine solche Kammer eignet sich besonders zur Aufnahme des Inhaltes von Humusklosetts. Dieser wird in diese Kammer heiß kompostiert. Dadurch werden die in den Fäkalien enthaltenen Parasiteneier und Krankheitserreger vollständig und sicher sowie umweltfreundlich und geruchsarm verrottet. Das erhaltene Produkt bildet einen wertvollen, nährstoffreichen Dünger, der sich für den Anbau von Gemüse besonders eignet. Durchgeführte wissenschaftliche Versuche haben gezeigt, daß durch die von Kernschrot hervorgerufene Hitze Wurmeier sicher vernichtet werden. Dieser Prozeß ist besonders geeignet für die Beseitigung der Fäkalien in großen Flüchtlingslagern. Den Verrottungsvorgang kann man beschleunigen, indem man auf den Boden der Kammer unverrotteten Kernschrot, der gemäß dem Verfahren nach der AT-PS 344 210 erhalten worden ist, lagert und gelegentlich auch die Fäkalien damit bestreut. Der Doppelring der Kammer hat dann nicht die Aufgabe, Hitze freizusetzen, sondern die in der Kammer entstehende Wärme zurückzudämmen und keinen Geruch nach außen dringen zu lassen, obwohl er das Eindringen von Sauerstoff in das Kammerinnere gewährleistet.

Das gleiche Gerät kann auch zur Kompostierung von Garten- und Küchenabfällen benützt werden. In diesem Falle verhindert die grobe Fraktion, die in die Doppelwand eingefüllt ist, das Austrocknen des Kompostes und fördert das Eindringen der Sporen von Mikroorganismen nach innen und verhindert das Austreten üblen Geruchs, sodaß auch stinkende Materialien in den Kompostsilo eingebracht werden können. In ähnlicher Weise kann ausgelaugte grobe Fraktion als Filterbefüllung benützt werden. Diese Fraktion eignet sich als Grundbeschüttung von Humusklosetts und zur Einstreuung in der Tierhaltung.

Eine besondere Anwendungsform dieser Fraktion besteht darin, daß im Pflanzenbau eine Kulchschichte aufgebracht wird. Das Material schafft Lücken, die der Austrocknung entgegenwirken. Will man gleichzeitig einen Düngeeffekt erreichen, so wird unausgelaugter Kemschrot verwendet. Eine solche Mulchschicht hat bewirkt, daß die feinen Wurzeln von Tomatenpflanzen sehr rasch in diese Schicht hineingewachsen sind und von dort Feuchtigkeit und Nähr stoffe herausgeholt haben. Durch den Regen oder das Begießen findet eine Ausschwemmung der wertvollen Stoffe aus der Kulchschichte in den Boden statt und somit hinunter in den Wurzelraum.

Durch die bereits erwähnte Auslaugung der groben Fraktion entsteht ein Flüssigdünger, der lange Zeit halt bar ist und zur Verfügung steht. Mit diesem Dünger kann der Wurzelraum einer Pflanze innerhalb weniger Minuten durchdrungen werden. Die Reaktion der Pflanze ist nach wenigen Tagen zu erkennen. Es ist möglich, zu den drei Fraktionen auch in der Weise zu gelangen, daß die geschroteten Kerne vor ihrer Verrottung durch Sieben voneinander getrennt werden. Allerdings hat sich herausgestellt, daß die. groben Kernwandbestandteile von sich aus nicht heiß werden und die feine Fraktion nur sehr langsam vollständig aufgebaut wird, weil die feinen Bestandteile kein ausreichendes Lückensystem offen lassen, um dem aeroben Rottevorgang auch im Inneren genügend Sauerstoff zukommen zu lassen. Wird die Verrottung der geschroteten Kerne jedoch vor dem Siebprozeß durchgeführt, so verläuft sie lebhaft, weil die größeren Kernwandbestandteile - auch wenn sie an der heißen Rotte direkt keinen Anteil haben - ein gröberes Lückensystem im Substrat aufrecht erhalten und damit dem Sauerstoff besseren Zutritt ins Innere gewähren und für einen lebhaften Stoffwechsel sorgen.

Die mittlere und die grobe Fraktion können auch gemeinsam Verwendung finden. So kann z.B. der grobe Kernschrot bei einem Humusklosett als Substrat verwendet werden und die mittlere Fraktion zum Abdecken der Fäkalien benutzt werden. Dadurch wird eine Belästigung durch üblen Geruch vermieden und werden Fliegen abgehalten. Für die

Rottevorgänge im Inneren des Substrats ist der grobe Kern schrot mit seinem besseren Gasaustauschvermögen verantwortlich. Überraschend ist, daß die wenigen Sporen, die an der groben Fraktion hängen, für die Einleitung einer heißen Rotte genügen und dies sogar dann, wenn die Fraktion ausgelaugt worden ist. Die Grundlage des Temperaturanstieges während der Verrottung bzw. Humifizierung ist stets die Mikrobenflora, die auf dem Kernschrot vorhanden ist, wenn ihr etwas abbaubares zugeführt wird. Dieser Mechanismus funktioniert erstaunlicherweise auch dann, wenn die Mikrobenzahlen gering sind und die zersetzbaren Abfälle gegenüber dem Kernschrot überwiegen. Durch exponentielles Wachstum werden die angepaßtesten Mikroorganismen aus dem mit dem Kernschrot gelieferten Angebot nach einer Reihe von Verdopplungszeiten in ausreichender Zahl vorhanden sein, um die zersetzbare organische Substanz bewältigen zu können.

Die mittlere Fraktion eignet sich auch als Pufferund Sicherheitsmaterial. Mit dieser Fraktion können die Be hälter zum Transport gefährlicher Flüssigkeiten ummantelt werden, wobei das Volumen eines solchen Mantels etwa doppelt so groß sein soll als das Behältervolumen. Tritt gefährliche Flüssigkeit aus, so wird sie vom umgebenden Material aufgesogen und gebunden.

Das Schroten der Kerne soll so vorgenommen werden, daß die Kernwände nicht in sehr kleine Teile zerbrochen werden. Bei einer Schrotmühle aus Steinmaterial konnte erreicht werden, daß in der feinen Fraktion nur ein sehr geringer Anteil von Kernwandbruchstücken enthalten ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Dünger und nützlichen Nebenprodukten aus Kernen, die nach der aeroben Verrottung von Preßrückständen aus der Weinerzeugung aus dem Rotteprodukt durch Sieben abgetrennt, durch Schroten geöffnet und einer neuerlichen aeroben Verrottung unterworfen worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des verrotteten Kernschrots durch Sieben in drei Fraktionen unterschiedlicher Teilchengröße geteilt werden, von denen die feine Fraktion vorwiegend oder fast ausschließlich humifizierte Keimlinge und humifizierte Nährgewebe des Traubensamens enthält, die grobe Fraktion vorwiegend aus gedrittelten und geviertel ten Kernwänden besteht und die mittlere Fraktion kleinere Kernwandstücke umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des verrotteten Kernschrots mit einer Größe kleiner als 0,5 mm der feinen Fraktion, mit einer Größe zwischen 0,5 und 1,0 mm der mittleren Fraktion und die größeren Bestandteile der groben Fraktion zugeteilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die grobe Fraktion mittels Wasser ausgelaugt und danach getrocknet wird.

4. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 gewonnenen feinen Fraktion als Dünger für Pflanzensetzlinge und Topferde.

5. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 gewonnenen mittleren Fraktion als Mittel zur Einleitung oder Förderung der aeroben Verrottung bzw. des mikrobiellen Abbaues organischer Substanzen, wie verdorbener Lebens- oder Futtermittel, Fäkalien u.dgl.

6. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gewonnenen groben Fraktion zur Einleitung oder Förderung der Humifizierung von Garten- und Küchenabfällen.

7. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gewonnenen groben Fraktion zur Beseitigung üblen Geruches von Materialien oder zur geruchsfreien Aufbewahrung solcher Materialien.

8. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 3 gewonnenen groben Fraktion als Filtermaterial.

9. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gewonnenen groben Fraktion als Puffer- und Sicherheitsmaterial, das einen eine gefährliche Flüssigkeit enthaltenden Behälter, wie Dose, Flasche od.dgl., umgibt.