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BioSal Anlagenbau GmbH
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Bericht Hygienisierung von gewerblichen Küchenabfällen

Hygienisierung von Küchenabfällen und

gleichgelagerten Produkten

 

Jörg Sattler, Dieter Sattler, Armin Bergmann, Roger Kliche, Frank Becker

Eine Sonderstellung bei der Erfassung von Bioabfällen nehmen die Speiseabfälle tierischer Herkunft ein. Mengen von mehr als 10 kg/Tag müssen nach wie vor in Tierkörperbeseitigungsanstalten verarbeitet werden. Kompostierungsversuche zur Hygienisierung dieser Abfälle verliefen im Technikumsmaßstab positiv.

Daraufhin baute man eine vorhandene dynamische Kompostieranlage mit 5 m³ Nutzvolumen zu einer Hygienisierungsanlage mit gleichem Grundprinzip um. Weitere Informationen dazu erhalten Sie auf der IFAT, Halle B3, Stand 410, oder über die Kennziffer 424 (BioSal).

Die Technische Anleitung Siedlungsabfall (TASi) basiert auf den Vorschriften des Abfallgesetzes (AbfG) vom 27.08.1986 sowie dem Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-AbfG) vom 27.09.1994 und bestimmt- unter Einschluss von Übergangsregelungen bis zum Jahr 2005- dass in Deutschland alle organischen Abfälle (Bioabfälle) nicht mehr auf Deponien verbracht, sondern ohne unzulässige Beeinträchtigung der Umwelt unter Einhaltung des Bundesseuchengesetzes zu verwerten sind.

Eine Sonderstellung bei der Erfassung der Bioabfälle nehmen die Speiseabfälle tierischer Herkunft ein. Sie stellen aufgrund einer möglichen Kontamination mit human- und veterinärmedizinisch relevanten Seuchenerregern eine potentielle Gefahr dar und müssen deshalb in Tierkörperbeseitigungsanstalten (TKBA) verarbeitet werden. Für geringe Mengen von Tierkörperteilen- und -erzeugnissen, wie sie täglich in Ein- bis Vierpersonenhaushalten anfallen, wurde von den Veterinärbehörden der Bundesrepublik Deutschland eine Ausnahmeregelung beschlossen. Sie lässt eine Verarbeitung außerhalb von Tierkörperbeseitigungsanstalten zu.

Küchenabfälle von mehr als 10 kg/Tag müssen jedoch weiterhin durch die TKBA verarbeitet werden.

Die Abholung dieser aus zum Teil weit entfernt liegenden Einrichtungen stellt häufig ein kaum zu lösendes logistisches Problem für die TKBA dar. Es ergibt sich eine regional teilweise sehr unterschiedliche Preisgestaltung für die Verwertung von Bio- und Küchenabfällen. Dieser Zustand erfordert im Interesse der Bürger annähernd einheitliche und ökonomisch vertretbare Regelungen.

Verschiedene Einrichtungen sind an die Firma BioSal Anlagenbau mit dem Wunsch herangetreten, eine in der Größenordnung variable Anlage zur Hygienisierung von Küchenabfällen oder gleichgelagerten Produkten zu erwerben.

Das Institut für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen der Universität Leipzig verfügt über langjährige Erfahrungen auf dem Gebiet der Kompostierung und besitzt u.a. die technischen Vorraussetzungen zur Überprüfung von Kompostier- und Biofiltertechniken.

Aus den vorstehend beschriebenen Gründen haben sich die Autoren diese Beitrages entschlossen, durch enge wissenschaftliche und technische Zusammenarbeit eine Anlage zur Hygienisierung von Küchenabfällen sowie gleichgelagerten Produkten zu entwickeln, die dem Bedarf potentieller Kunden entspricht. Die alleinige Verwertung von Küchenabfällen, wie sie der Titel diese Beitrages erwarten lassen könnte, ist auf dem Weg der aeroben Behandlung der Materialien jedoch nicht möglich. Erst ein bestimmtes Volumen grobstrukturierter Bioabfälle ermöglicht eine Kompostierung.

Mit der neu entwickelten und gefertigten Kompaktanlage zur Hygienisierung von Küchenabfällen oder gleichgelagerten Produkten "BioSal-HYG" sollen folgende Arbeitsziele erfüllt werden:

- Freiheit von pathogenen Keimen im gesamten Kompost;

- Ermittlung eines optimalen Temperatur-/Zeitverhältnisses zur Erreichung einer wirksamen Hygienisierung;

- automatisierte Nachweisführung über die Temperatur als Teilaspekt des Hygienisierungsprozesses;

- optimale Energieausnutzung durch innovative Prozessführung.

Für die Durchführung der Versuche im Technikumsmaßstab wurde eine Pilotanlage mit zwei dynamischen Reaktorkammern gebaut. Der Reaktor ist aus Edelstahl gefertigt und mit witterungsbeständigem Isoliermaterial auf EPDM-Basis isoliert. Um eine optimale Homogenisierung des Inputmaterials zu erreichen, befindet sich in jeder Kammer eine Hohlwelle, die mit speziellen dynamischen Elementen versehen ist. Die Kraftumsetzung erfolgt durch Getriebe, deren Motoren zur Drehzahlsteuerung Frequenzumformer besitzen.

Das Belüftungssystem der Anlage besteht aus korrosionsgeschützten Niederdruck-Ventilatoren und einem Edelstahl-Lufthandsystem für eine neuartig kombinierte Freibord-/Inputbelüftung. Zur Abluftdesodorierung wird ein "BioSal"-Biofilter mit integriertem Wärmetauscher für die Zulufterwärmung eingesetzt. Dem Biofilter nachgeschaltet ist ein UV-Gerät, das eine Keimminderung der Abluft bewirkt. Die Temperaturmessung, die für die Prozessnachweisführung von entscheidender Bedeutung ist, erfolgt über automatisch arbeitende fahrbare Temperaturfühler.

In der Versuchsphase sind fünf Temperaturmessfühler je Reaktorkammer einbezogen.

Die Steuerung des neuartigen Belüftungssystems und der dynamischen Antriebseinheiten wird über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vollautomatisch betrieben. Die Eingabe von Prozessparametern sowie von Soll- und Grenzwerten kann über eine mit Display versehene Bedieneinheit der SPS variabel ausgeführt werden. Die Registrierung prozessrelevanten Daten ist über einen papierlosen Schreiber mit Farbdisplay und Diskettenlaufwerk realisiert. Optional kann an die Steuereinheit ein Prozessleitsystem bzw. ein Modul zur Datenfernübertragung angeschlossen werden.

Die Sammlung der Speiseabfälle erfolgt in Einrichtungen mit Zentralküchen verschiedener Größe durch 120-l-Abfallbehälter im sog. Austauschprinzip. Von den Abfallbehältern gelangen die Speiseabfälle unter Zumischung von Strukturmaterial direkt in den Reaktor des "BioSal-HYG".

Nach Ablauf der Hygienisierung erfolgt der Austrag des Kompostmaterials über eine Klappe, die sich an der Reaktorstirnseite befindet. Die Abfallbehälter werden nach jeder Entleerung gereinigt und desinfiziert. Das anfallende Waschwasser wird durch ein kombiniertes Verfahren mit UV-Reaktor und Oxidationsstufe behandelt.

Basierend auf den ersten positiven Ergebnissen der Entwicklungsarbeiten mit der Technikumsanlage wurde eine vorhandene dynamische Kompostieranlage mit 5 m³ Nutzvolumen mit gleichem Grundprinzip als Hygienisierungsanlage umgebaut und der Versuchsbetrieb vorbereitet. Die mit dieser Anlage geplanten Versuche sollen vor allem Erkenntnisse zur Maßstabsübertragung für die Fertigungsvorbereitung größerer Anlagen erbringen.

Die Ziele der mikrobiologischen Untersuchungen während der Entwicklungsphase liegen im Nachweis der sicheren Hygienisierung der eingebrachten Küchenabfälle oder gleichgelagerten Produkten während des Kompostierprozesses. Um diese zu erreichen, werden umfangreiche Messungen rottespezifischer Parameter (Temperatur, Sauerstoffzehrung, Trockensubstanzgehalt, ph-Wert, etc.) durchgeführt. Die Auswertung dieser Daten ist die Grundlage für eine optimale Steuerung der Rotte.

Über die im Rahmen der Bioabfallverordnung geforderten Untersuchungen zur Hygienisierung von Bioabfällen- durch Einbringen von Salmonella Senftenberg 775 W auf Baumwollläppchen in typische Rottezonen- hinaus, wird die rein thermische Hygienisierung überprüft. Dazu werden geschlossene Keimträger (verschraubbare Polypropylenampullen, Inhalt 4 ml) mit einer Keimsuspension von Salmonella Senftenberg 775 W in Nährbouillon I eingebracht. Auf diese Weise ist das Absterben der Salmonellen nur noch von der erreichten Temperatur und deren Einwirkzeit abhängig. Aus dem Vergleich der Wiederauffindungsraten von Salmonella Senftenberg auf den Baumwollläpchen und in den Ampullen lassen sich dann Rückschlüsse auf den Einfluss von nicht thermischen Faktoren auf die Hygienisierung ziehen und zusätzlich die Temperatur und Einwirkzeit ermitteln, bei der eine Hygienisierung sicher erreicht wird.

Um den Vorgang der Kompostierung aus Sicht der wechselnden Keimspektren näher zu untersuchen, werden jeweils Gesamtkeimzahlbestimmungen und -differenzierungen des Ausgangsmaterials (Küchenabfall-Strukturgemisch) während der Intensivrotte und des Endprodukts Kompost durchgeführt. Besonderes Interesse gilt dabei human- und veterinärmedizinisch relevanten Keimen. Die Identifizierung der Keimen erfolgt nach einer Voranreicherung auf Grundlage der unterschiedlichen Stoffwechselleistungen. Zusätzlich erfolgt eine Differenzierung mit dem "MIS"-System (Mikroorganismen-Identifikations-System). Dieses basiert auf der gaschromatographischen Erfassung der keimspezifischen Fettsäuremuster.

Einen weiteren wesentlichen Teil der Untersuchungen bildet die chemische Analytik der Abluft der Anlage im Hinblick auf die Geruchsemission und -zusammensetzung. Mit Hilfe einer Kopplung Gaschromatograph-Massenspektrometer werden die Geruchsemissionen vor und nach der Passage des in die Anlage integrierten Biofilters differenziert und die Hauptkomponenten qualitativ und quantitativ bestimmt. Anhand der anfallenden Messergebnisse kann dann der Wirkungsgrad der Biofilteranlage ermittelt und durch geeignete Modifikationen verbessert bzw. die Anlage ausreichend dimensioniert werden.

 

Zusammenfassung

Die an der Entwicklung beteiligten Institutionen verfolgen das Ziel, eine Kompostieranlage zu entwickeln, die den Kaufinteressenten ein hygienisiertes Endprodukt bei vertretbarer Geruchsemission zusichert.

Bereits mit Beginn der Versuchs- und Laborarbeiten wurden die zuständigen örtlichen Behörden einbezogen, wie u.a. das Regierungspräsidium Leipzig, Referat Tierhygiene, und das Landratsamt Muldentalkreis, vertreten durch das Umweltamt und das Lebensmittelüberwachungs- und Veterinäramt. Von diesen Behörden wurde eine laufende Projektbegleitung zugesagt, verbunden mit der Erwartung positiver Ergebnisse zur Lösung der Hygienisierungsproblematik.

Nach einer erfolgreichen Beendigung des Projekts und dem Erhalt der erforderlichen behördlichen Genehmigungen ist geplant, den "BioSal-HYG" in den Anlagegrößen (Nutzvolumina) 0,5-1 m³, 5 m³, 20 m³ und 100 m³ zu fertigen.

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