AT500834A1 - Vorrichtung und verfahren zur mischung und/oder verteilung von flüssigfutter - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Mischung und/oder Verteilung von Flüssigfutter in Stallanlagen mit zumindest einem Vorratsbehälter, einem Rohrnetz und einer Vorrichtung zur Reduzierung von Keimen im vorgehaltenen Flüssigfutter.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Anlagen bekannt, bei denen aus zumindest einer Trocken-Komponente und zumindest einer Flüssig-Komponente ein Flüssigfutter in einem Mischbehälter zu einem Flüssigfutter zusammengerührt werden. Aus dem Mischbehälter heraus wird das Flüssigfutter dann insbesondere zur Fütterung von Tieren, die beispielsweise in einer landwirtschaftlichen Stallanlage untergebracht sind, verwendet. Das Flüssigfutter wird häufig vom Mischbehälter über ein Rohrnetz zu den jeweiligen Entnahmestellen transportiert.

Bei der Verwendung von Flüssigfutter ist zu beachten, daß dieses sehr leicht verderblich ist. Die Schimmelpilz-Konzentrationen im Futter dürfen bestimmte Grenz- -2- ► ·· • · • ·«« werte nicht überschreiten. Bakterienstämme setzen Fäuinisprozesse in Gang, die zu Gasbildung im Futter, Geruchsproblemen und einer Futterverweigerung durch die Tiere führen können. Damit die mit dem Flüssigfutter zu fütternden Tiere optimal ernährt werden, muß das Flüssigfutter einen hohen Eiweiß-Bestandteil und ausreichend Vitamine, Aminosäuren und Proteine aufweisen. Die Eiweißmoleküle, Vitamine, Aminosäuren und Proteine sind jedoch wenig stabil und zerfallen insbesondere bei Einwirkung von Bakterien und Wärme sehr schnell in ihre Bestandteile. Die Zerfallsprodukte des Eiweißes enthalten nicht nur weniger Energie, sondern können sogar toxisch wirken. Mikrobielle Stoffwechselprodukte wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff oder biogene Amine wie Histamin oder Tyramin gefährden die Tiergesundheit. Verdorbenes Futter verhindert eine regelmäßige Futteraufnahme durch die Tiere und kann die Tiere krank machen, und gärendes Futter führt zur Schaumbildung im Futter und zu steigendem Druck innerhalb des Rohrnetzes.

Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, das Futter in einer möglichst hohen und gleichbleibenden Qualität für Fütterungszwecke bereitzuhalten. Um qualitative Beeinträchtigungen des Futters zu vermindern, ist es bekannt, das Futter mit konservierenden Zusätzen zu versehen. Diese sind jedoch teuer und der Tiergesundheit nicht immer förderlich. Des weiteren ist es bekannt, das Flüssigfutter kurzzeitig zu erhitzen, um dabei im Futter enthaltene Keime abzutöten. Die Erhitzung des Flüssigfutters reduziert jedoch nicht nur die Zahl der unerwünschten Keime, sondern auch die im Futter enthaltenen Proteine und Vitamine. Mit der Erhitzung des Futters geht damit ein Qualitätsverlust einher. Schließlich ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Lebensrnittel mit ultraviolettem Licht zu bestrahlen, um dadurch die Keimzahl an der Oberfläche der Lebensmittel zu verringern. Bei Flüssigfutter stellt sich jedoch das Problem, daß im Falle einer UV-Bestrahlung der Großteil der schädlichen Keime in das Futter eingemischt ist und dort von den ultravioletten Strahlen nicht erreicht werden kann. -3- -3- • · » « • · ·· · ·· · · « · · · · · · • · · · · ···

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, das eine Verringerung der Zahl der schädlichen Keime im Flössigfutter ermöglicht, ohne dabei die Futterqualität zu beeinträchtigen.

Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem die Vorrichtung zur Reduzierung von Keimen aus einer dem Rohmetz zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung aufeinanderfolgender Impulse elektrischer Hochspannung besteht.

Des weiteren wird die Aufgabe gelöst für ein Verfahren zur Aufbereitung von in Rohrnetzen förderbarem Flüssigfutter, wonach in einem Verfahrensschritt in einer Futterportion mittels elektrischer Hochspannungsimpulse die Keimzahl vermindert wird.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Hochspannungsimpulse nur einen geringen Aufwand erzeugen, aber die Zahl der schädlich auf die Futterqualität wirkenden Keime auf sichere Art erheblich verringert werden kann. Die Anlage zur Erzeugung der Hochspannungsimpulse ist einfach aufgebaut und kann in einem automatisierten Betrieb betrieben werden. Es sind keinerlei chemische oder biologische Zusätze erforderlich, um das Flüssigfutter von schädlichen Keimen zu befreien. Darüber hinaus werden die einzelnen Futterbausteine durch die Behandlung des Flüssigfutters mit den Hochspannungsimpulsen nicht beeinträchtigt, da sich das Flüssigfutter nur in ganz geringem Maß erwärmt. Insbesondere die im Futter vorhandenen Proteine und Vitamine werden durch die Hochspannungsimpulse in ihrer Qualität nicht beeinträchtigt. Schließlich weist die Vorrichtung zur Erzeugung der Hochspannungsimpulse eine sehr hohe Betriebssicherheit auf, da die einzelnen elektrischen Komponenten der Vorrichtung so beschältet werden können, daß eine Gefährdung von Personen und Tieren ausgeschlossen ist. Sämtliche elektrischen Komponenten der Vor- -4- richtung können in einem kompakten Schaltschrank untergebracht werden.

Unter dem Begriff des Rohrnetzes im Sinne der Erfindung ist nicht nur das Rohrnetz zu verstehen, mit dem das Flüssigfutter vom Vorratsbehälter zur Entnahmesteile und je nach Ausgestaltung des Rohrnetzes von dort wieder zurück in den Vorratsbehälter oder im Umlaufbetrieb im Rohrnetz befördert wird. Mit dem Begriff des Rohrnetzes sind auch einfache kurze Rohrleitungen oder Hohlkörper gemeint, durch die das Flüssigfutter in einer Art Umlaufbetrieb einem Vorratsbehälter entnommen, mit Hochspannungsimpulsen behandelt und dann unmittelbar wieder dem Vorratsbehälter zugeführt wird. Durch die Beförderung des Flüssigfutters in einem Rohrabschnitt während der Behandlung mit Hochspannungsimpulsen kann sichergestellt werden, daß die Portionsgröße des Flüssigfutters, auf die die Hochspannungsimpulse wirken, so klein gehalten wird, daß die Impulsstärke ausreicht, um den gewünschten Effekt der Verringerung der schädlichen Keime zu erzielen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zusätzlich eine Dosiereinheit aufweist, durch die dem Flüssigfutter probiotische Zusätze zudosierbar sind. Mit dem Begriff der probiotischen Zusätze sind vor allem Milchsäurebakterien gemeint. Es kann sich dabei aber auch um reine säurebildenden Bakte-rienstämme oder andere Probiotika handeln. Durch die probiotischen Zusätze zum Flüssigfutter wird die Futterqualität und/oder die Verdauung des Flüssigfutters durch die Tiere verbessert. Durch die Wirkung der probiotischen Zusätze kann der pH-Wert des Flüssigfutters in den sauren Bereich Umschlagen, wodurch sich die Vermehrungsbedingungen für schädliche Keime erheblich verschlechtern. Die probiotischen Zusätze treten in eine Futterkonkurrenz zu den schädlichen Keimen und können dadurch die Vermehrung der schädlichen Keinrie zusätzlich behindern.

Zudem kann der Geschmack des Flüssigfutters durch die probiotischen Zusätze verbessert werden, so daß das Flüssigfutter gut von den Tieren angenommen wird. ·· · ♦♦ ·· · ·♦ ······· ·· · · ···#···· · ·· ·· ····· · # ♦ ·· ····· · · ♦ ·· ··· ·♦ #« ♦ ♦♦ ·« -5-

Durch die Kombination der beiden Maßnahmen - Behandlung mit Hochspannungsimpulsen und Zudosierung von probiotischen Zusätzen - wird eine hohe Futterqualität erzielt. Der Fachmann kann entscheiden, ob die probiotischen Zusätze vor der Abtötung der schädlichen Keime oder danach dem Flüssigfutter zudosiert werden.

Es ist möglich, zunächst einen Ansatz von Flüssigfutter zu machen und in diesen Ansatz die probiotischen Zusätze zuzudosieren. Die probiotischen Zusätze können dann im Flüssigfutter wirken, bevor das Flüssigfutter mit den Hochspannungsimpulsen behandelt wird, auch wenn die Hochspannungsimpulse auch auf die probiotischen Zusätze wirken und diese verringern.

Werden die probiotischen Zusätze erst nach der Hochspannungsimpulsbehandlung zugesetzt, sind die schädlichen Keime nur noch in geringer Zahl im Flüssigfutter vorhanden, die probiotischen Zusätze können voll ihre Wirkung entfalten. Bei den probiotischen Zusätzen handelt es sich um lebende Mikroorganismen mit gesundheitsfördernder Wirkung auf den Wirt, wenn sie in adäquater Konzentration aufgenommen werden. Probiotika sind insbesondere als Darmflorastabilisatoren bekannt, die der Erhaltung und Wiederherstellung der Eubiose, also des ausgewogenen Gleichgewichtszustands zwischen Magen-Darm-Flora und Wirtsorganismus, dienen. Als Probiotika werden insbesondere Milchsäurebakterien eingesetzt. Aus der Kombination der Reduzierung von Keimen mit einer anschließenden Impfung des Flüssigfutters mit probiotischen Zusätzen ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Futterqualität. Aufgrund der schnellen Entwicklung der probiotischen Zusätze, wie beispielsweise Milchsäurebakterien, die mit einer starken Milchsäurebildung einhergeht, wird ein deutlicher pH-Wertabfall in der Futtersuppe erreicht. Diese Ansäuerung wirkt sich positiv auf die Keimbesiedelung in der Fütterungsanlage und auch im Darm der Tiere aus, da potentiell pathogene Keime im allgemeinen ein Wachstumsoptimum im neutralen Bereich haben. Außerdem treten die probiotischen Zusätze in eine Konkurrenz zu den unerwünschten Keimen und verhindern damit ebenfalls deren unkontrollierte Vermehrung. -6- ♦ · · ♦· ·♦ · ·· • ···· ·'· ·· · · • · · · · ··· · ··

Versuche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren haben gezeigt, daß die damit gefütterten Tiere durchschnittlich größere Futtermengen zu sich nehmen, diese besser verwerten und insgesamt gesünder sind. Durch diese Effekte werden die Mehrkosten für die Behandlung des Flüssigfutters mit den Hochspannungsimpulsen und den probiotischen Zusätze deutlich über-kompenisert. Zudem sinkt der Wartungsaufwand für die regelmäßige Reinigung der Fütterungsanlagen.

Ausführungsformen der Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen lassen sich der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Merkmalen der Unteransprüche entnehmen.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1: schematische Ansicht einer Fütterungsanlage,

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 2 gezeigt, die im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter 4, einem daran angeschlossenen Rohrnetz 6 und Entnahmestellen 8 besteht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung 2 zur Mischung und Verteilung von Flüssigfutter in Stallanlagen, diese Vorrichtung 2 kann auch so abgewandelt werden, daß sie nur der Mischung oder nur der Verteilung von Flüssigfutter dient, wobei im letzteren Fall das vorbereitete Flüssigfutter von einer Übergabestelle aus in die Vorrichtung 2 zur Verteilung des Flüssigfutters bereitgestellt wird. -7- »« · ·· ·· • ·· • · ·· • · · ·· · · • · · • · ··· ·' ··

Das Flüssigfutter wird im Vorratsbehälter 4 zusammengemischt. Dazu kann die Flüssigkomponente 10 - z. B. Wasser - aus einer Rohrleitung in den Vorratsbehälter 4 eingeleitet werden. Die Trocken-Komponente 12 wird über einen Schneckenförderer in den Vorratsbehälter 4 gegeben. Die Flüssigkomponente 10 und die Trok-ken-Komponente 12 werden durch ein im Vorratsbehälter 4 angeordnetes Rührwerk 14 miteinander vermischt. Sobald eine Flüssigfutter-Menge fertig angerührt ist, kann das Flüssigfutter in die Abförderleitung 16 gegeben werden.

Damit das Flüssigfutter im Rohrnetz 6 verteilt werden kann, muß das Ventil 18 geöffnet werden. Die Pumpe P saugt das Flüssigfutter aus dem Vorratsbehälter 4 und drückt es in das Rohrnetz 6 hinein. Stromabwärts von der Pumpe P findet sich die Vorrichtung 20 zur Reduzierung von Keimen, die geeignet ist, elektrische Hochspannungsimpulse zu erzeugen. Die Funktion der Vorrichtung 20 wird nachfolgend näher erläutert.

Je nachdem, an welcher Stelle der Vorrichtung 2 und zu welcher Zeit die probiotischen Zusätze dem Flüssigfutter zudosiert werden sollen, kann eine Dosiervorrich-tung 22 die probiotischen Zusätze in die in den Vorratsbehälter 4 einlaufende Flüs-sigkomponente 10 oder die im Vorratsbehälter 4 vorhandene Flüssigfutter-Menge zudosieren, bevor diese in das Rohrnetz 6 einläuft. Das Flüssigfutter kann dann einige Zeit im Vorratsbehälter 4 stehen bleiben, bis die probiotischen Zusätze ihre Wirkung auf das Flüssigfutter entfaltet haben. Während die Vorrichtung 20 dazu dient, die Anzahl vorhandener Keime erheblich zu reduzieren, impft die Dosiereinheit 22 das Flüssigfutter mit probiotischen Zusätzen, die sich sehr schnell im Flüssigfutter vermehren und dadurch andere Keime verdrängen. Alternativ zur Darstellung in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Dosiervorrichtung 22 die probiotischen Zusätze auch an einer anderen Stelle dem Flüssigfutter zudosieren als zum Vorratsbehälter 4, insbesondere auch an einer von der Vorrichtung 20 ·· · ·· ·♦ · ·· ······· ·· · · • · · · · ··· · ·· ·· · · · · · ··· ·· ····· I · « -8- stromabwärts gelegenen Stelle der Vorrichtung 2.

Im Ausführungsbeispiel findet sich außerdem noch eine Vorrichtung 24, mittels derer das Flüssigfutter zusätzlich noch wärmebehandelt werden kann. Die Wärmebehandlung des Flüssigfutters kann der Reduzierung von schädlichen Keimen oder dem Aufschließen oder Aufspaiten bestimmter Futterbestandteile dienen. Die Vorrichtung 24 kann abweichend vom Ausführungsbeispiel auch an anderer Stelle der Vorrichtung 2 angeordnet sein.

Die Dosiereinheit 22 ist mit zwei Brutschüsseln 26 verbunden, in denen jeweils eine Brühe mit probiotischen Zusätzen angesetzt werden kann. Die beiden Brutschüsseln 26 können als Twin-Bioreaktor angesehen werden. Die probiotischen Zusätze werden häufig in Pulverform gehandelt und müssen in einer Flüssigphase über einen Zeitraum vermehrt werden, bevor sie als Zusatz für Flüssigfutter ersetzbar sind. Bei der Verwendung von zwei Brutschüsseln 26 kann aus einer der beiden Brutschüsseln 26 von der Dosiereinheit 22 eine fertige Brühe mit probiotischen Zusätzen entnommen werden, während die andere Brutschüssel 26 gereinigt wird, beispielsweise in der Spülmaschine 28, oder ein neuer Ansatz einer Brühe mit probiotischen Zusätzen heranreift. Für jede Brutschüssel 26 ist eine separate Heizplatte vorgesehen, mit der ideale Temperaturen in der Brutschüssel 26 für die Vermehrung der probiotischen Zusätze in der Brühe eingestellt werden können. Die Dosiereinheit 22 saugt die benötigten Portionen der fertigen Brühe über einen in die Brutschüssel 26 eingelegten Säugrüssel an. Für den Landwirt ist der Arbeitsaufwand, der für die Bereitstellung der probiotischen Zusätze erforderlich ist, sehr gering: eine geleerte Brutschüssel 26 wird durch eine neue saubere Brutschüssel 26 auf der Heizplatte ersetzt, die neue Brutschüssel 26 wird mit Wasser und dem Beutelinhalt eines Beutels mit probiotischen Zusätzen wie beispielsweise Lacto-Bakterien und Nährboden gefüllt, die Brutschüssel 26 wird ge- -9- *· • ·· ·· • ·· • · • · • · • ·· · · • · • • ··· • ·· • · • • · • · • · · schlossen, die Heizung eingeschaltet und ein Rührmechanismus wie beispielsweise ein Magnetrührer in Gang gesetzt. Die geleerte Brutschüssel 26 wird in die Spülmaschine 28 gestellt und die Spülmaschine 28 wird eingeschaltet. Der Ansaugstutzen der Dosiereinheit 22 aus der geleerten Brutschüssel 26 wird in eine auf einer anderen Heizplatte stehende Brutschüssel 26 eingelegt, die einen fertigen Ansatz von Brühe mit probiotischen Zusätzen enthält. Es kann auch für jede Brutschüssel 26 jeweils ein eigener Ansaugstutzen vorgesehen sein. Für diese Arbeitsschritte ist ein Zeitaufwand von 5 Minuten erforderlich bei perfekter Hygiene.

Bei zwei vorhandenen Ansaugstutzen kann die Umschaltung zwischen zwei Brut-schüsseln 26 automatisiert erfolgen. Auch die Entnahme der benötigten probiotischen Zusätze aus den Brutschüsseln 26 erfolgt automatisiert ohne zusätzliche manuelle Arbeiten. Bei einem Fassungsvermögen einer Brutschüssel 26 von 251 und einer jeweiligen Ansatzmenge von ca. 201 körnen bei abwechselnder Entnahme der probiotischen Zusätze aus einer der beiden Brutschüsseln etwa 3.500 Schweine im 24 h-Dauerbetrieb mit ausreichenden Mengen von probiotischen Zusätzen versorgt werden, ohne daß der Landwirt wieder tätig werde müßte.

Die offenbarte technische Lösung der Versorgung mit probiotischen Zusätzen ist kostengünstig, raumsparend, hygienisch, einfach und wegen der weitgehenden Automatisierung mit wenig Zeitaufwand verbunden.

Nachdem das Flüssigfutter insbesondere durch die Vorrichtung 20, gegebenenfalls auch durch die von der Dosiereinheit 22 zudosierten probiotischen Zusätze und gegebenenfalls zusätzlich auch noch durch die Wärmebehandlung in der Vorrichtung 24 optimal aufbereitet ist, kann es den Entnahmestellen 8 zugefördert werden.

Durch die optimale Aufbereitung des Flüssigfutters kann es einige Zeit auch stehend im Rohrnetz 6 verbleiben, ohne daß dadurch die Keimzahlen von schädlichen Keimen über die zulässigen Grenzwerte hinaus ansteigen würden. Dadurch entfällt ein ·· » ft t· » ·· »····#· ···· • · · · · ··· · ·· # · · · · · · ·· · • · ····· ··· -10- aufwendiges Spülen des Rohrnetzes 6 und ein entsprechender Verlust an Flüssigfutter sowie die Verdünnung des Flüssigfutters durch Spülwasser.

Anstatt das Flüssigfutter zu den Entnahmenstellen 8 zu befördern, ist es auch möglich, das Flüssigfutter vom Vorratsbehälter 4 aus im Umiaufbetrieb zunächst nur in die Vorrichtung 20 und von dort aus direkt über die Rückführleitung 30 wieder zurück in den Vorratsbehälter 4 zurück zu befördern. Auch die Rückführleitung 32 dient dazu, an den Entnahmestellen 8 nicht entnommenes Flüssigfutter wieder zurück in den Vorratsbehälter 4 zu befördern. Auf die beschriebene Weise kann Flüssigfutter gegebenenfalls mehrfach durch das Rohrnetz 6 zirkulieren. Dabei ist es möglich, das Flüssigfutter immer wieder neu durch die Vorrichtung 20 zu leiten, um die Qualität zu erhalten, unabhängig davon, ob es aus dem Vorratsbehälter 4 oder dem Rohrnetz 6 stammt.

Es bestehen also vielfältige Möglichkeiten für die Aufbereitung des Flüssigfutters: - eine frisch angerührte Menge von Flüssigfutter wird sofort nach der Zubereitung durch die Vorrichtung 20 und von dort zurück in den Vorratsbehälter 4 geleitet, um die Vermehrung von Keimen im Vorratsbehälter 4 von Anfang an zu unterbinden. Es werden keine probiotischen Zusätze zudosiert, oder die probiotischen Zusätze werden zudosiert, nachdem die frisch angesetzte Menge des Flüssigfutters durch die Vorrichtung 20 durchgelaufen ist. Bei einem beispielhaften Volumen des Vorratsbehälters 4 von 1.0001 und einer Förderleistung der Pumpe P von 10.000 l/h muß die Pumpe P 15 Minuten laufen, um das gesamte angesetzte Volumen des Flüssigfutters rechnerisch 2,5 mal durch die Vorrichtung 20 zu leiten. Dabei dürften sämtliche im Flüssigfutter vorhandenen schädlichen Keime von der Wirkung der Hochspannungsimpulse erfaßt worden sein. - es wird eine Menge von Flüssigfutter angesetzt, die nach Bedarf den Entnahme- -11 - ·· · 9Ψ ·· • ·· • · ·· • · · ·· • · • · · m · ··· • • t stellen 8 zugefördert wird. Erst jede aus dem Vorratsbehälter 4 abgepumpte Menge wird durch die Vorrichtung 20 geleitet, bevor sie die Entnahmestellen 8 erreicht. Bei dieser Ausgestaltung können probiotische Zusätze im Vorratsbehälter 4 vorher vorhanden sein oder nicht, oder es können probiotische Zusätze der Vorrichtung 20 nachgeordnet dem Flüssigfutter zudosiert werden. - das Flüssigfutter zirkuliert innerhalb des Rohrnetzes 6, oder das Flüssigfutter zirkuliert aus dem Rohrnetz 6 in den Vorratsbehälter 4 und von dort aus wieder in das Rohrnetz 6. Bei einer Zirkulation des Flüssigfutters kann dieses bedarfsweise durch die Vorrichtung 20 geleitet werden. Die Vorrichtung 20 kann ein- und ausschaltbar ausgestaltet sein, so daß Hochspannungsimpulse beispielsweise nur in beabstande-ten Zeitintervallen auf das Flüssigfutter wirken, oder die Vorrichtung 20 wird bei Durchleitung bestimmter Chargen von Flüssigfutter ein- bzw. ausgeschaltet. Der Betrieb der Vorrichtung 20 kann automatisiert und/oder sensorgesteuert erfolgen. - die Vorrichtung 2 kann mit einer ausgeschalteten Vorrichtung 20 betrieben werden, wenn das Flüssigfutter ganz frisch und eine Aufbereitung mit Hochspannungsimpulsen nicht gewünscht ist. Für alle vorgenannten Möglichkeiten gilt, daß das Flüssigfutter wahlweise auch noch durch die Wärmebehandlungsstufe der Vorrichtung 24 durchleitbar ist, und zwar allein oder vor oder nach Durchleitung durch die Vorrichtung 20.

Bei einer gewissen Verweilzeit einer zubereiteten Menge von Flüssigfutter im Vorratsbehälter 4 und/oder im Rohmetz 6 können sich die probiotischen Zusätze vermehren und auf diese Weise die Futterqualität positiv beeinflussen, bevor sie in den Mägen der Tiere landen, die mit der Vorrichtung 2 gefüttert werden.

In Fig. 2 ist ein Schema einer Vorrichtung 20 zur Reduzierung von Keimen darge- -12- • t * ·· ·· • ·· • • ·· • ♦ · ·· · · • • · • • ··· • ·♦ steltt. Das Schema gibt nur ein Beispiel wieder, wie eine entsprechende Vorrichtung 20 aufgebaut sein kann. Von der Vorrichtung 20 werden aufeinanderfolgende Impulse mit elektrischer Hochspannung erzeugt, die Ober 5.000 V Gleichstrom liegen. Die Vorrichtung könnte auch mit entsprechend starkem Wechselstrom betrieben werden, allerdings ist dafür ein größerer Aufwand zur Generierung einer ausreichenden Spannung im Kondensator erforderlich. Mit der im Ausführungsbeispiel gezeigten Ausführung kann ein Puls mit schnellem Anstieg (etwa 100 ns Anstiegszeit) und exponentiellem Abfall erzeugt werden, die Spitzenspannung liegt bei etwa 15 kV bei einer Frequenz von bis zu 15 Hz. Die Steuerung der Spannung kann über den Funkenstreckenabstand erfolgen. Die Stromquelle, beispielsweise eine 230 V AC Versorgung, ist auf einen Hochspannungstrafo 36 geschaltet. Der Hochspannungstrafo 36 erzeugt eine elektrische Spannung, die dazu genutzt wird, um über eine Kaskade 38 und einen Ladewiderstand 40 den Kondensator 42 aufzuladen.

Hat die Spannung des Kondensators 42 einen Auslöseschwellwert erreicht, oder wird der Kondensator 42 durch einen bevorzugt automatisch betätigten Schalter von Laden auf Entladen umgeschaltet, erfolgt eine Entladung der aufgebauten Spannung über eine Funkenstrecke 44. Das im Kondensator 42 angesammelte Spannungspotential wird über ein Verbindungskabel 46 auf eine Elektrode 48 übertragen, die innen in einem Rohrabschnitt 50 des Rohrnetzes 6 angebracht sind. Eine zweite Elektrode 52 ist beabstandet zur Elektrode 48 ebenfalls im Rohrabschnitt 50 angebracht. Die zweite Elektrode 52 ist zusammen mit der Funkenstrecke 44 an die Erdung 54 angeschlossen. Um abzusichem, daß Stromimpulse nicht über das Flüssigfutter und/oder das Rohrnetz 6 in einen Bereich außerhalb der Vorrichtung 20 gelangen können, sind im Rohrabschnitt 50 außerdem noch zwei Erdungsringe 56 angebracht, die ebenfalls mit der Erdung 54 in Verbindung stehen. Die Elektroden 48, 52 weisen elektrisch leitende Oberflächen auf und sind beispielsweise aus Edelstahl hergestellt. Zwischen den Elektroden 48,52 baut sich der Spannungswert auf, der im Kondensator 42 anliegt. Bei der schlagartig erfolgenden Entladung der Hochspannung über die Funkenstrecke 44 dreht sich das im Bereich der Elektroden 48, Μ I βν Μ · ·· • ·· · · • · · · ·ΙΜ · Μ I « · · · · » · « t -13- 52 anliegende Spannungspotential um. Dieser blitzartige Umschlag der anliegenden Spannung zerstört die Zellen der im Flüssigfutter vorhandenen Keime.

Im Kondensator 42 wird über einen Zeitraum Energie gespeichert. Bei der schlagartigen Entladung des Kondensators 42 entstehen elektrische Hochspannungsimpulse, die zur Bildung starker elektrischer Feldimpulse genutzt werden und zur weitgehenden Vernichtung der im Flüssigfutter vorhandenen Keime führen. Obwohl die Impulskraft der einzelnen Impulse sehr hoch ist, ist die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens aufgrund der geringen Laufzeit gegeben. Ein großer Vorteil dieser Technologie ist darin zu sehen, daß durch die Hochspannungsimpulse das Flüssigfutter kaum erwärmt wird. Wärmeempfindliche Bestandteile des Flüssigfutters, wie beispielsweise Vitamine, werden also durch die Hochspannungsimpulse nicht beeinträchtigt.

Wird von außen an eine Zelle ein elektrisches Feld angelegt, so wird über die Zellmembran der Mikroorganismen ein Potential induziert. Erreicht die Feldstärke einen für die jeweilige Organismusart spezifischen Wert, so verändert sich die Permeabilität der Zelle. Je nach der Höhe der elektrischen Feldstärke kann die Veränderung reversibel oder irreversibel sein. Mikroorganismen werden geschädigt, sobald die induzierten elektrischen Impulse ein Membranpotential von > 1 V bewirken. In einer Zellsuspension muß das Membranpotential von vielen Zellen den kritischen Wert von 1 kV überschreiten. Zur Abtötung von z.B. Escherichia coli (E. coli) wird beispielsweise ein elektrisches Feld von 10 kV/cm benötigt. Die Potentialdifferenz zwischen extra- und intrazellularer Oberfläche der Zellmembran ist abhängig von der Größe (Länge und Radius) der Zelle. Für den Mechanismus der Porenbildung und der Destabilisierung der Zellmembranen durch die Hochspannungsimpulsbehandlung existieren verschiedene Erklärungsmodelle.

Am wahrscheinlichsten ist davon auszugehen, daß die Zellmembran als Kondensator wirkt, der die extern angelegte Ladung überwiegend auf seiner Oberfläche an- -14- Μ * • · ·· • · · • · · • · · i · ··« • · · · % ·· ·» • ' · • t • ♦ sammelt. Die Abnahme der Membranstärke durch die Hochspannungsimpulse wird auf entstehende Kompressionsdrücke zurückgeführt. Diese ergeben sich aus der Anziehung gegenüberliegender Ladung auf der Innen- und Außenoberfläche der Zellmembran. Die doppelseitige Struktur der Zellmembran ist ein dielektrisches Material mit einer kleinen dielektrischen Konstante (K) in der Größe 2, vergleichbar mit der dielektrischen Konstante 80 für Wasser. Als Ergebnis kann sich freie Ladung an den beiden Membranoberflächen ansammeln, aber nicht in hoher Konzentration in der Membran selbst. Die Aufgabe eines elektrischen Feldimpulses führt zum Anwachsen des transmembranen Potentials. Die erzeugte Ladung auf den beiden Membranoberflächen ist entgegengesetzt und führt zur gegenseitigen Anziehung. Wächst die elektrische Kompressionskraft aufgrund eines Impulses schneller an als die elastische Rücknahmekraft der Zellmembran, so kommt es zum Durchbruch der Membran.

Zur Erzeugung hoher elektrischer Feldstärken sind geringe Abstände der Elektroden 48,52 erforderlich. Die Abtötungsrate der Mikroorganismen ist von der Höhe der Feldstärke und von der Anzahl der aufgegebenen Impulse abhängig. Ebenfalls Einfluß auf die Wirksamkeit des Verfahrens haben der biologische Zelltyp, der Zelldurchmesser, die Zellform und das Medium. Wird der kritische Wert nur wenig überschritten oder sogar unterschritten, so ist die Permeabilität der Zellmembran reversibel und es erfolgt keie Keimabtötung. Die Abtötungskurven für Keimtypen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 aus dem Flüssigfutter entfernt werden sollen, müssen gegebenenfalls experimentell bestimmt werden.

Claims (12)

1. -15- Μ · ·· ·· · · · • · · · · « · ··· · • t ·····♦ * ·· PatentansprQche 1. Vorrichtung (2) zur Mischung und/oder Verteilung von Flüssigfutter in Stallanlagen mit zumindest einem Vorratsbehälter (4), einem Rohrnetz (6) zur Beförderung des Flüssigfutters und einer Vorrichtung (20) zur Reduzierung von Keimen im vorgehaltenen Flüssigfutter, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (20) zur Reduzierung von Keimen aus einer dem Rohrnetz (6) zugeordneten Vorrichtung zur Erzeugung aufeinanderfolgender Impulse elektrischer Hochspannung besteht.
2. 2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (20) zur Reduzierung von Keimen einen von einem Impulsgenerator gespeisten Kondensator (42) zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen aufweist, der mit zwei Elektroden (48,52) verbunden ist, die in einem Rohrabschnitt (50) des Rohrnetzes (6) gegenüberliegend und beabstandet zueinander angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (42) der Vorrichtung (20) zur Reduzierung von Keimen mit gleichgerichtetem Strom beaufschlagbar ist.
4. 4. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- -16 - . zeichnet, daß der Kondensator (42) für den Aufbau von Spannungen von zumindest 5.000 V Gleichstrom ausgelegt ist.
5. 5. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der im Rohrabschnitt (50) angebrachten Elektroden (48,52) mit dem Kondensator (42) verbunden und die andere im Rohrabschnitt (50) angebrachte Elektrode (48,52) geerdet ist.
6. 6. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (20) eine Dosiereinheit (22) zugeordnet ist, durch die dem Flüssigfutter probiotische Zusätze zudosierbar sind.
7. 7. Vorrichtung (2) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit (22) mit einer Zubereitungsanlage verbunden ist, die zumindest zwei Brutschüsseln (26) zur Erzeugung einer Brühe mit probiotischen Zusätzen aufweist.
8. 8. Vorrichtung (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit (22) mit einer Durchflußmengenmeßeinheit verbunden ist, die die relative oder absolute Menge des Flüssigfutters ermittelt» das durch das Rohrnetz (6) befördert wird, und die Mengen an probiotischen Zusätzen, die von der Dosiereinheit (22) in das Flüssigfutter gegeben werden, anhand der ermittelten Menge des beförderten Flüssigfutters bestimmbar ist.
9. 9. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (24) zur Wärmebehandlung des Flüssigfutters.
10. 10. Verfahren zur Aufbereitung von in Rohrnetzen (6) förderbarem Flüssigfutter, wonach in einem Verfahrensschritt in einer Futterportion mittels elektrischer Hochspannungsimpulse die Keimzahl vermindert wird.
11. 11 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren ·· · ·♦ ·· · ·· • « ·· ♦ · · ·· · · « · · · · ··♦ · ·· -17- Verfahrensschritt probiotische Zusätze zudosiert werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Hjdadurch gekennzeichnet, daß als zusätzli* che Aufbereitungsmaßnahme das Flüssigfutter zwischen dem Vorratsbehälter (4) und der Entnahmestelle (8) einer Wärmebehandlung unterzogen wird.