DE973244C - Verfahren zur Herstellung von Beifuttermitteln mit APF - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. JANUAR 1960

A 16564 IVa/ 53 g

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Vitamin B₁₂ und Herstellung von biologisch hochwertigen Zusatzfuttermitteln.

Es ist bekannt, daß durch zusätzliche Verfütterung von Produkten, die als »Animal Protein Factor« —APF — bezeichnet werden, ein beträchtlicher Teil von Eiweißfutter bei der Aufzucht von Jungtieren, wie Küken, Ferkeln, Läuferschweinen, Kälbern, Jungrindern usw., eingespart werden ίο kann. Diese Produkte müssen einen bestimmten Gehalt an Vitamin B₁₂ besitzen; die Wirkung der Präparate kann durch verschiedene sonstige Beigaben, wie Antibiotica, oberflächenaktive Stoffe u. a. m., noch verstärkt werden.

Als Vitamin-B₁₂-Träger benutzt man in erster Linie Produkte, die in Fermentern mikrobiologisch erzeugt werden; so z. B. das Mycel von Streptomyces griseus, Strept. fradiae, Strept. aureofaciens usw., wobei den zu diesen Fermentationsprozessen verwendeten Nährmedien zwecks Steigerung der so Vitamin-B₁₂-Ausbeute meist Kobaltsalze zugesetzt werden. Alle diesbezüglichen Präparate haben den Nachteil, daß die Erzeugungskosten recht erheblich sind. Erst kürzlich gelang es, eine neue Quelle für Vitamin B₁₂ aufzufinden, indem sich zeigte, daß sogenannter Belebtschlamm, der in einem aeroben Prozeß erhalten wird, einen erheblichen Gehalt an Vitamin B₁₂ besitzt, so daß erwogen wurde, einen

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derartigen Belebtschlamm unmittelbar als APF-Produkt in der Tierernährung zu verwenden.

Weiterhin ist bekanntgeworden, daß auch in verschiedenen Fäkalprodukten, wie z. B. Kuhdung Geiiügeldung usw., gewisse Mengen an Vitamin B₁₂ vorhanden sind. Die Ausnutzung solcher Materialien zur Gewinnung von Vitamin B₁₂ stößt aber auf erhebliche Schwierigkeiten und ist außerdem nicht lohnend, da ihr Vitamin-B₁₂-Gehalt zu gering ist. ίο Im Verlaufe umfangreicher Versuche zeigte es sich jedoch, daß die bei der Ausfaulung von häuslichen und manchen gewerblichen Abwässern durch Methangärung erhältlichen Faulschlämme mit Aussicht auf Erfolg zur Vitamin-B₁₂~Gewinnung verwendet werden können. In solchen Schlämmen sind die Fäkalstoffe bereits entfernt, so daß sie die Möglichkeit einer technischen Verarbeitung bieten. Derartige Faulschlämme verschiedener Herkunft fallen z. B. in Kläranlagen in größtem Ausmaße an und stellen daher eine günstige Quelle zur Gewinnung von Vitamin-B₁₂-Konzentraten dar. Auch der in Tropfkörpern oder beim Belebtschlammverfahren anfallende Schlamm wird in der Regel in Faulräume geleitet, wo er in Faulschlamm übergeht. Zahlreiche Versuche ergaben, daß praktisch die gesamte im Faulschlamm vorhandene Vitamin-B₁₂-Menge vom Schlamm selbst adsorbiert wird, während das Schlammwasser praktisch Vitamin-B₁₂-frei ist. Eine unmittelbare Verabreichung von Trockenabwasserschlamm als APF-Produkt ergibt allerdings Schwierigkeiten und Mangel, die nur durch gewisse verfahrenstechnische Maßnahmen beseitigt werden können, die auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Es zeigte sich nämlich, daß in üblicher Weise getrockneter Faulschlamm bereits wesentlich ärmer an Vitamin B₁₂ ist, da bei der üblichen Trocknung unter der Einwirkung der Atmosphärilien eine beträchtliche Vitamin-B₁₂-Menge durch Zerstörung oder Ausschwemmung verlorengeht. Weiterhin besteht die Gefahr, daß ein derartiger Schlamm noch gewisse Giftstoffe oder pathogene Keime enthalten kann, so z. B. Wurmeier, Ruhr-, Typhus- oder andere Bakterien, Sporen von Milzbranderregern usw., so daß er erfindungsgemäß aufgearbeitet werden muß, bevor er als APF-Produkt verwendet werden kann.

. Erfindungsgemäß wird Abwasserschlamm wie folgt behandelt und verarbeitet. Dem Abwasser^ schlamm werden zunächst während der Ausfaulung Kobaltsalze zugesetzt und die Masse in großen Behältern einer milden Temperaturbehandlung unterworfen, wobei sie gegebenenfalls von Zeit zu Zeit umgerührt oder umgewälzt wird. Den Abwasserschlamm impft man zusätzlich mit Bakterienkulturen, die die Zersetzung und die Vitamin-B₁₂-Produktion fördern.

In zahlreichen Versuchen konnte festgestellt werden, daß die Hauptmenge an APF-wirksamen Stoffen erst während der Ausfaulung des Schlammes entsteht. Die Ausfaulung selbst ist ein sehr komplizierter Prozeß, an dem zahlreiche anaerobe Mikroorganismen beteiligt sind. Es handelt sieh um eine typische Mischgärung, bei der völlig andere biologische Verhältnisse vorliegen, als bei. irgendeinem der bisher bekanntgewordenen zur Vitamin-B₁₂-Bildung dienenden Fermentationsprozesse.

Nach vollständiger Ausfaulung wird der Feuchtschlamm, der einen Wassergehalt von etwa 90 %> besitzt, auf Temperaturen über ioo°, vorzugsweise etwa 120°, erhitzt. Hierdurch werden die evtl. vorhandenen pathogenen Keime abgetötet. Es ist wohl an sich bekannt, Mycelmasse zum Zwecke der Erhöhung der Ausbeute an Vitamin B₁₂ zu erwärmen, doch ist vorliegend das Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrensschrittes der Erhitzung die Beseitigung der Gefahren durch eventuelles Vorhandensein pathogener Keime. Durch diese Maßnahme erfolgt als Nebenwirkung zugleich auch eine Freisetzung von Vitamin B₁₂.

Das, wie vorstehend beschrieben, behandelte Gut wird, da das freigesetzte Vitamin B₁₂ sich nun in der wäßrigen Lösung befindet, filtriert oder zentrifugiert, um die festen Bestandteile der Masse, die evtl. nochmals ausgewaschen wird, abzutrennen. Nach diesen Verfahrensschritten erhält man ein FiI-trat, das praktisch die gesamte im ursprünglichen Schlamm vorhandene Vitamin-B₁₂-Menge enthält. Dieses Filtrat wird nun erforderlichenfalls auf ein geeignetes Volumen im Vakuum eingedampft und dann mit Futtermittelrohstoffen, wie z. B. Hefe, Keratinen, Sojaschrot, Ölfruchtextraktions- oder Preßrückständen, Kleie, Fett-, Tran- und ölemulsionen oder anderen geeigneten Materialien, vermischt und getrocknet, wobei man zuvor gegebenenfalls Nährsalze, wie Phosphate od. dgl., und/oder Spurenelemente bzw. evtl. auch weitere Vitamine zusetzt.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens kann dann angewendet werden, wenn es sich nicht um die Ausfaulung von häuslichem Abwasser handelt, sondern um eine ebenfalls unter Methangärung verlaufende Ausfaulung gewisser gewerblicher Abwässer, wie sie z. B. in Hefefabriken, Antibiotikafabriken, Molkereien, Schlachthäusern usw. anfallen, und die noch erhebliche Mengen an Eiweißstoffen enthalten (z. B. Hefe, Mycel, Schlachthausabfälle usw.). Derartige Abwässer samt den verschiedenen genannten Abfallprodukten werden zunächst in der gleichen Weise, wie bereits beschrieben, einer intensiven Methangärung unterworfen. In diesen Fällen sind in der Regel weniger Fest- und Ballaststoffe vorhanden. Man erhält daher geringere Mengen an Schlamm, der aber eine weit höhere Vitamin-B_lo-Aktivität besitzt, als der bei der Ausfaulung- von häuslichen oder industriellen Abwässern.erhältliche.

Erfindungsgemäß geht man hier so vor, daß der betreffende Faulschlamm ohne Erhitzen nach der p_H-Einstellung auf 3 bis 5 durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt wird. Die Vitamin-B₁₂-Aktivität verbleibt dabei im Rückstand. Eine iao scharfe Abtrennung der Flüssigkeit kann hier unterbleiben. Die gewonnene feuchte Masse wird nun auf etwa 120⁰ erhitzt, um evtl. vorhandene pathogene Keime abzutöten, und anschließend insgesamt getrocknet. Vor dem Trocknen vermischt man die Masse erforderlichenfalls mit den bereits oben ge-

nannten Futtermittelrohstoffen und gegebenenfalls mit Nährsalzen oder Spurenelementen oder weiteren Vitaminen. Selbstverständlich kann man aber auch das ohne weitere Zusätze erhaltene Trockenprodukt erst nachträglich mit den genannten Zusätzen in trockenem Zustand vermischen.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Beispiel ι

iooo cbm Abwasserschlamm werden während des Ausfaulungsprozesses zersetzungsfördernde und die Vitamin-B₁₂-Bildung steigernde Bakterienkulturen sowie 10 kg Kobaltchlorid zugesetzt und auf eine Temperatur von etwa 30⁰ erwärmt. Der Schlamm wird in regelmäßigen Abständen umgerührt oder mit Hilfe einer Pumpe umgewälzt. Nach seiner Ausfaulung wird er, wie im Beispiel 2 beschrieben, weiterverarbeitet.

Beispiel 2

ι cbm Faulschlamm, der bei der Ausfaulung von Abwasserschlamm unter Zusatz von zersetzungsfördernden und die Vitamin~B₁₂-Bildung steigernden Bakterienkulturen hergestellt worden war und einen Trockensubstanzgehalt von 12% sowie einen Vi.tamin-B₁₂-Gehalt von insgesamt 0,35 g besitzt, werden unter Druck auf eine Temperatur von 120⁰ erhitzt. Der durch Zentrifugieren und Auswaschen gewonnene wäßrige Extrakt von 800 bis 900 1 wird auf ein Volumen von 200 1 eingedampft, das so gewonnene Konzentrat mit einem Autolysat aus 160 kg Frischhefe vermengt und auf einem Walzentrockner getrocknet. Man erhält 50 kg Trockenprodukt mit insgesamt 0,26 g Vitamin B₁₂, pro kg also 5 mg Vitamin B₁₂.

Beispiel 3

4 cbm Faulschlamm, die in der gleichen Weise, wie im Beispiel 2 beschrieben, hergestellt worden waren und einen Trockensubstanzgehalt von 10 Vo und einen Vitamin-B₁₂-Gehalt von insgesamt 1 g besitzen, werden in gleicher Weise wie im vorgenannten Beispiel behandelt. Man gewinnt ein Vitamiri-B₁₂-Konzentrat von 100 1. Dieses Konzentrat wird- mit 90 kg Weizenkleie vermengt. Nach dem Trocknen erhält man 120 kg eines Fertigproduktes mit insgesamt 0,75 g Vitamin B₁₂, was 6 mg Vitamin B₁₂ je kg entspricht.

Beispiel 4

In einem Faulbehälter werden 200 cbm aus der mechanischen! Abwasserreinigung stammender Frischschlamm gesammelt und durch, einen. Dampfinjektor und Umwälzeinrichtung auf 30⁰ erwärmt.

Dann setzt man 100 cbm eines in voller Methangärung befindlichen Schlammes, der aus der Abwasserreinigung einer Melasse-Hefe-Fabrik stammt, unter gleichzeitiger Umwälzung zu. Dieser Impfschlamm enthält eine hochaktive Mischflora von Mikroorganismen, die zur Methangärung und Vitamin-B₁₂-Bildung besonders befähigt sind. Die Methangärung setzt in wenigen Tagen ein und wird unter Einhaltung einer Temperatur von 30 bis 32⁰ unter Zusatz von Frischschlamm und Entnahme von ausgefaultem Schlamm kontinuierlich in Gang gehalten. Der entnommene Faulschlamm wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 oder 3 weiterverarbeitet.

Die erfindungsgemäß hergestellten biologisch hochwertigen Zusatzfuttermittel — sogenannte APF-Prodükte —·, die aus den verschiedensten Zusatzfuttermittelrohstoffen und aus den erfindungsgemäß aus Abwasserschlämmen gewonnenen Vitamin B₁₂., gegebenenfalls unter Zusatz von Nährsalzen, weiteren Vitaminen und Spurenelementen od. dgl., besteheni, zeichnen sich durch ihre besonders hohe Wirksamkeit und äußerst niedrigen Gestehungskosten im Verhältnis zu den bisher be- ⁸< > kannten gleichartigen Mitteln aus.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Beifuttermitteln mit APF, dadurch gekennzeichnet, daß Faulschlamm und bzw. oder anderen durch Methangärung erzeugten Produkten bei der Ausfaulung zersetzungsfördernde und die Vitaminf-B₁₂-Bildung steigernde Bakterienkulturen zugesetzt werden, das Zersetzungsprodukt auf Temperaturen von über ioo° erhitzt, das Gut entweder unmittelbar getrocknet und Futtermitteln zugesetzt wird oder aber extrahiert und die flüssige Extraktionsphase, gegebenenfalls im Vakuum, eingeengt und das so erhaltene Produkt Futtermitteln zugesetzt wird, um diese dann zu trocknen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schlämmen bei der Ausfaulung zusätzlichKobaltsalze zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Extraktionsgut unmittelbar mit Futtermitteln oder Futtermittelzusätzen verarbeitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 282222;
britische Patentschrift Nr. 675 414;
USA.-Patentschriften Nr. 2595499, 2646386; •Chem. Ztg., 69, 1945, S. 12;
Ind. Eng. Chem., 1952, S. 13 A, 15 A, 132;
Chem. Abstr., 1952, S. 2715 a.

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