-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mobilen Fermentationsbehälter für den Einsatz im Haus, im Garten und in der Landwirtschaft.
-
In häuslichen Anlagen, im Garten und in der Landwirtschaft fallen regelmäßig kompostierbare Bioabfälle (z.B. Küchenabfälle, Ernteabfälle, Gülle) an, die kompostiert werden. Viele Gartenbesitzer verwenden bereits jetzt das bei einer Kompostierung entstandene Rottegut für die Düngung und Bodenverbesserung. Bei einer solchen Kompostierung wird die zerkleinerte organische Substanz durch mehrfaches Wenden oder Umschichten belüftet, wodurch Sauerstoff in den Rotteprozess eingebracht wird, um aerobische biologische Abbauprozesse zu fördern. Verantwortlich für diese oxidativen Prozesse sind Mikroorganismen, die eine Verstoffwechslung der organischen Substanzen durchführen und dabei klimaschädigendes Kohlenstoffdioxid freisetzen. Daneben kann es bei einem herkömmlichen Kompostierungsprozess aufgrund der vorhandenen Ausgangsstoffe (z.B. eiweiß- oder stickstoffhaltige Materialien wie Früchte, Gemüse, Rasenschnitt etc.) oder unzureichender Belüftung zu einem partiellen Sauerstoffmangel kommen, welcher Fäulnisprozesse in Gang setzt. Hierbei können toxische Stoffgemische wie Methangas oder pathogene Organismen entstehen, wie beispielsweise Clostridien oder Schadpilze. Daneben werden auch Ammoniak und Schwefelwasserstoffe beim Kompostierungsprozess freigesetzt, was zu einem Stickstoffverlust oder zu Geruchsemissionen führen kann.
-
Aufgrund dieser Nachteile sind alternative Verfahren bekannt, die eine Kompostierung ersetzen oder in sinnvoller Weise ergänzen. So können beispielsweise über anaerobe Fermentationsprozesse Bodenhilfsstoffe, Bodensubstrate oder Dünger hergestellt werden, wobei die Nährstoffe und der zum Wachstum erforderliche Kohlenstoff weitgehend erhalten bleiben. Ein solches Bodensubstrat ist beispielsweise in der
WO 2009/021528 A8 beschrieben, wobei pyrogener Kohlenstoff, organische Biomasse und/oder natürliche Mineralstoffe als Ausgangsstoffe in einem anaeroben Fermentationsprozess eingebracht werden. Bei dem Verfahren finden antioxidative Prozesse statt, welche die Umwandlung von Substanzen fördern und die organischen Nährstoffe pflanzenverfügbar machen.
-
Die bei der herkömmlichen Kompostierung zu beobachtenden Nebenerscheinungen wie Fäulnis, Gerüche und Nährstoffverlust sollen daher unbedingt vermieden werden. Für die Durchführung einer Fermentation, insbesondere einer anaeroben Milchsäurefermentation, sind Anlagen und Vorrichtungen bekannt, welche im großen Maßstab Boden- oder Humussubstrate erzeugen können. Es fehlt allerdings eine Lösung für den "kleinen Mann", also eine komfortable Alternative für die Verwertung von Küchen- oder Gartenabfällen, wie sie in häuslichen Anlagen, Gärten oder kommunalen Gartenanlagen anfallen. Bekannte Fermentationsbehälter sind nur schwer in häuslichen Anlagen oder kommunalen Betrieben einsetzbar oder für den bestimmungsgemäßen Zweck geeignet.
-
So beschreibt die
DD 292 231 A5 eine Vorrichtung und ein Verfahren für die aerobe Feststofffermentation von tierischen Exkrementen, um streufähige Düngestoffe oder Substrate für die aerobe Feststofffermentation herzustellen. Hierfür ist ein offener Fermentationsbehälter vorgesehen, der mit einer rotierenden Trommel mit Schlagelementen bestückt ist. Mit Hilfe der Trommel wird das Rückgut zerkleinert und vermengt, wodurch ein homogenes Gemisch entsteht. Durch einen aeroben Prozess entsteht ein streufähiges, thermisch entsorgtes und geruchsentlastetes Produkt, das als Düngestoff oder nach Trocknung als Rückgut im Fermentationsverfahren einsetzbar ist.
-
In der
EP 0 474 754 B ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der zunächst der Abfall zerkleinert und dieser anschließend auf einen mit Drainagekanälen versehenen, flüssigkeitsundurchlässigen Träger angeordnet wird, so dass sich auf dem Träger ein Beet bildet. Nachdem das Beet mit zerkleinertem Abfallmaterial bedeckt ist, werden Gassammeldüsen durch die Abdeckschicht eingeführt, die mit einem Gasleitungssystem verbunden sind. Ferner sind Bewässerungsdüsen vorgesehen.
-
Die
DE 88 04 474 A beschreibt eine Vorrichtung zur aeroben, fermentativen Hydrolyse, insbesondere zur Kompostierung, bei der der Fermentationsbehälter einerseits geschlossen ist und bei der ferner ein Wärmetauscher vorgesehen ist, in dem die Wärme der Abluft und ein Wärmeübertragungsmedium abgegeben werden. Auf diese Weise kann die Feuchtigkeit aus der Abluft auskondensiert werden.
-
In der
DE 10 2009 053 867 A1 ist ein Fermentationsbehälter herkömmlicher Art beschrieben, bei dem der Schlamm von einem Vorlagebehälter in einen Reaktor zur hydrothermalen Karbonisierung geführt wird, um anschließend das Produkt in dem Fermentationsbehälter einer Fermentation auszusetzen.
-
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen in häuslichen oder kommunalen Anlagen einsetzbaren, leicht transportierbaren Fermentationsbehälter bereitzustellen, mit dem eine anaerobe Milchsäurefermentation zur Verwertung von Bioabfällen durchführbar ist und welcher flexibel zusammenbaubar und aufstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen mobilen Fermentationsbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen wieder.
-
Der erfindungsgemäße mobile Fermentationsbehälter ermöglicht eine Behandlung von organischen Reststoffen, wie Küchenabfällen, Gartenresten oder in der Landwirtschaft anfallender Gülle über einen fermentativen Prozess. Bei diesem Prozess entsteht keine Wärme und somit auch kein Energieverlust. Der für den Humusaufbau wertvolle Kohlenstoff bleibt weitgehend erhalten.
-
Der erfindungsgemäße Fermentationsbehälter ist modulartig aufgebaut und besteht aus einem oder mehreren Behältersegmenten (Grundmodule), welche seitlich verschlossen sind. Die Behältersegmente sind am Kopfende und am Fußende, d.h. oben und unten, offen, damit eine Verdichtung und Fermentation der Biomasse erfolgen und das gleichzeitig anfallende Sickerwasser unten gesammelt werden kann. Idealerweise steckt man die Behältersegmente aufeinander, so dass sie modulartig entlang ihrer Längsachse miteinander verbindbar sind. Am unteren Ende des Behälters ist ein Bodenteil vorgesehen, in dem eine Ablaufeinrichtung für Flüssigkeiten angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Ablaufeinrichtung um eine Ablaufschräge, einen Auffangbehälter oder eine Pumpe. Die Ablaufschräge ist vorzugsweise in einem Winkel zur Längsachse des Behälters von kleiner 90° angeordnet, so dass ein gravitationsbedingter Ablauf der Flüssigkeit erfolgen kann. Auch alternative Ablaufmaßnahmen sind vorstellbar, wie beispielsweise das Einbringen einer Nut in den Behälterboden oder ein Ableiten in den Boden. Vorzugsweise bildet die Ablaufeinrichtung zugleich den Behälterboden. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Fermentationsbehälter ein im Bodenteil oder darüber angeordnetes Siebelement vorgesehen, beispielsweise ein Lochblech mit Öffnungen zur Durchführung des Sickerwassers. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Siebelement um eine Lochplatte, beispielsweise ein Lochblech oder ein Sieb. Schließlich ist eine in das Behältersegment vom Kopfende einsetzbare Verdichterplatte vorgesehen, mit der die im Behälter eingeführte Biomasse während des Fermentationsprozesses komprimiert wird.
-
Das Siebelement ist vorzugsweise in einem Bodenteil oder einem Behältersegment angeordnet. In einer Ausführungsvariante bildet das Siebelement den Behälterboden. d.h. das Sickerwasser kann entweder direkt in den Erdboden in einen darunter angeordneten Auffangbehälter abfließen. Auch die Störung des anaeroben Fermentationsprozesses im Behälterinneren durch eindringenden Sauerstoff ist unkritisch, da durch die feuchte Biomasse und Fermentationsmaßnahmen die oxidativen Prozesse weitgehend unterbunden werden.
-
Der erfindungsgemäße Fermentationsbehälter ermöglicht eine modulartige Anordnung mehrerer Behältersegmente zu einem größeren Behälter, so dass der Behälter je nach Einsatzgebiet flexibel anpassbar ist. Wird ein größeres Fermentationsvolumen zur Aufnahme von Biomasse benötigt, lassen sich mehrere Behältersegmente einfach miteinander verbinden. Erfindungsgemäß erfolgt die Verbindung der Behältersegmente über Verbindungselemente, die die Behältersegmente und/oder das Bodenteil zusammenhalten. Die Verbindungselemente weisen in einer bevorzugten Variante vorzugsweise einen Steg auf, der als Auflage- und Verbindungsfläche für die Behältersegmente bzw. das Bodenteil dient. Vorzugsweise handelt es sich bei den Verbindungselementen um Muffen, wobei auch Spannringe zum Einsatz kommen können. In einer weiteren Variante sind auch Steckverbindungen zum Zusammenhalt der Behältersegmente bzw. des Bodenteils mit den Behältersegmenten möglich.
-
Vorzugsweise besitzt die Verdichterplatte denselben Innendurchmesser wie die Behältersegmente. Dabei können sie passgenau in das Behälterlumen eingesetzt werden.
-
In einer Variante bildet die Ablaufschräge zugleich den Behälterboden. Ferner kann die Ablaufschräge auch unmittelbar in einen am Bodenteil angeordneten Ablauf münden. Über diesen ist das Sickerwasser kontrollierbar ausleitbar.
-
In einer weiteren Variante kann auf dem oberen Behältersegment zusätzlich ein Häcksler und/oder ein Trichter für die Einführung und Zerkleinerung der Biomasse aufgesetzt werden.
-
Vorzugsweise ist das Innere des Behälters so ausgebildet, dass eine anaerobe Fermentation stattfinden kann, d.h. die Behältersegmente und die einzelnen Behälterteile sind im Wesentlichen luftdicht ausgestaltet, so dass kein oder nur ein geringer Sauerstoffeintrag in das Behälterinnere erfolgt.
-
Die Bildung antioxidativer Prozesse soll gegenüber oxidativen Prozessen überwiegen, damit die Bildung von Antioxidantien gefördert wird.
-
Der erfindungsgemäße Fermentationsbehälter ermöglicht die Verarbeitung von Biomasse in Form von organischen Ausgangsstoffen (beispielsweise Küchenabfälle, Grünschnitt, Erntereste, Gülle). Dazu wird die Biomasse bedarfsweise zerkleinert und in einem bestimmten Volumenverhältnis mit einer bodenbildenden Initiallösung, welche beispielsweise Mikroorganismen, Nährstoffe und Mineralien und aktivierte Pflanzenkohle enthält, zusammen mit der Biomasse vermengt, homogenisiert und anschließend einer anaeroben Fermentation mit dem Behälter unterzogen.
-
Nach dem Einbringen der Biomasse und der bodenbildenden Initiallösung wird das Gemisch lagenweise verdichtet und luftdicht verschlossen. Dadurch wird der anaerobe Fermentationsprozess in Gang gesetzt. Wenn weiterer Biomasse anfällt, kann dieser Prozess bis zum Gesamtfüllstand des Fermentationsbehälters wiederholt werden. Der Fermentationsprozess dauert in Abhängigkeit von den Temperaturen in der Regel etwa 6 bis 8 Wochen. Die Temperaturen liegen dabei bei etwa 20° C, bei geringeren Temperaturen dauert der Prozess länger, höhere Temperaturen begünstigen die Fermentation.
-
Der erfindungsgemäße Fermentationsbehälter ist in häuslichen Anlagen, in Gärten oder in der Landwirtschaft einsetzbar. Im häuslichen Bereich dient er in erster Linie der Aufnahme und Vorbehandlung von organischen Küchen- und Essensresten. Diese können anschließend in einem im Garten aufgestellten Fermentationsbehälter weiterverarbeitet und zu fruchtbarer Schwarzerde veredelt werden.
-
Die Zugabe der bodenbildenden Initiallösung zur Einleitung der Humusbildung ermöglicht zudem eine rasche pH-Wert-Absenkung unter Luftabschluss, so dass durch diesen pasteurisierenden Säuerungsprozess auch Essensreste verwertet werden können, die einer normalen Kompostierung nicht zugänglich sind, wie beispielsweise gekochtes Fleisch, Fisch oder Milchprodukte. Durch die unmittelbar einsetzende Milchsäuregärung werden Fäulnisprozesse verhindert und Gerüche wirksam unterbunden.
-
Auch bei der Verwertung von Gartenabfällen können sämtliche unbehandelten organischen Reststoffe verwertet werden, die üblicherweise in häuslichen oder kommunalen Anlagen anfallen. Eine Zerkleinerung des organischen Materials kann beispielsweise über einen Häcksler erfolgen, der als Aufsatz mit dem obersten Behältersegment verbunden ist. Die Mischung mit der bodenbildenden Initiallösung erfolgt vorzugsweise in einem Verhältnis von 1:10. Auch ein nachträgliches Aufstreuen auf die eingebrachten, zerkleinerten organischen Reststoffe ist möglich. Mittels Verdichterplatte wird das Material im Inneren des Behälters verdichtet und schließlich mit einem Deckel luftdicht abgeschlossen. Das anfallende Sickerwasser wird im Bodenteil des Behälters gesammelt. Es beinhaltet eine hohe Nährstoffkonzentration und kann mit Wasser verdünnt werden, um so als organischer Flüssigdünger zum Einsatz zu kommen.
-
Der modulartige Aufbau des erfindungsgemäßen Fermentationsbehälters gleicht einem Baukastensystem, welches aus Grundmodulen und Erweiterungsmodulen besteht. Ein Behältersegment dient daher als Grundform für einen vertikal ausgerichteten Zylinder. Vorzugsweise sind die Behältersegmente zylindrisch oder tonnenförmig ausgebildet. Prinzipiell können beliebig viele Behältersegmente aufeinander gestapelt und verbunden werden, jedoch eignen sich in der Praxis bis zu drei Behältersegmente pro Fermenter.
-
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Verdichterplatte kann im Inneren auch einen Hohlraum umfassen, der mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser auffüllbar ist. Auf diese Weise kann das Gewicht der Verdichterplatte zur Beschwerung eingestellt werden.
-
Die Verdichterplatte selbst kann über einen Handgriff oder über Eingriffsöffnungen aus dem Behälterinneren herausgenommen werden, beispielsweise wenn der Behälter mit neuer Biomasse gefüllt werden muss.
-
Die Verdichterplatte verbleibt im Betriebszustand im Fermentationsbehälter und verdichtet die organische Substanz fortlaufend. Zur Fernhaltung von Niederschlagswasser wird der Deckel auf das oberste Behältersegment aufgesetzt. Die Entnahme des fermentierten Humussubstrates erfolgt durch die stufenweise Abnahme der Behältersegmente. Nach vollständiger Entleerung werden die Behältersegmente grob gereinigt und wieder zusammengesetzt.
-
Durch die anaerobe Behandlung wird nicht nur der biologische Wert des Ausgangsmaterials erhalten, sondern es findet auch eine wertschöpfende Ausnutzung der organischen Substanz im biologischen Kreislauf statt. Küchenabfälle, die ansonsten im Restmüll landen, können nachträglich verwertet werden. Organische Abfälle, die bereits nach 2 Tagen zur Geruchsentwicklung neigen, können mit dem erfindungsgemäßen Fermentationsbehälter behandelt werden, wobei es keine Gerüche mehr gibt. Der biologische Wert wird dadurch gesteigert, und im Gartenboden kann auf nachhaltige Weise fruchtbarer, gesunder Humus im Boden aufgebaut werden. Gesunder Boden wiederum führt zu gesunden Pflanzen, gesunde Pflanzen zu gesunder Nahrung und gesunde Nahrung fördert wiederum das menschliche Wohlbefinden und die Gesundheit.
-
Die Nachteile der Kompostierung können eindrucksvoll durch die erfindungsgemäße Fermentationsbox vermieden oder reduziert werden.
-
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.
-
In 1 links ist ein aus zwei Behältersegmenten zusammengesetzter Fermentationsbehälter gezeigt. Dieser besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einem oberen Behältersegment 3 und einem darunter angeordneten unteren Behältersegment 5. Unterhalb des unteren Behältersegments 5 befindet sich ein Bodenteil 8. Die Behältersegmente 3, 5 und das Bodenteil 8 sind über Verbindungselemente 4, 6 miteinander verbunden. Dabei sind die Verbindungselemente 4, 6 über einen umlaufenden Steg 15, 16 mit den einzelnen Modulen verbunden. Im Inneren des oberen Behältersegmentes 3 ist eine Verdichterplatte 2 angeordnet, mit der die Fermentation ausgesetzte Biomasse komprimiert wird. Ein Handgriff 14 ermöglicht die Herausnahme der Verdichterplatte 2 aus dem Behälterinneren. Der Behälter wird von oben mit einem mit einem Handgriff 13 versehenen Deckel 1 verschlossen.
-
Das Bodenteil 8 umfasst eine Ablaufeinrichtung 10, die in der gezeigten Ausführungsform als Ablaufschräge ausgebildet ist. Diese mündet in einen an der Außenseite des Behälters angeordneten Ablauf 9. Ein Auffangbehälter 12 kann so das bei der Fermentation entstehende Sickerwasser auffangen.
-
Die organischen Ausgangssubstanzen werden zunächst von oben in das Behälterinnere eingegeben. Die Größe des Behälters hängt davon ab, wieviel Module letztendlich zusammengesetzt werden. An einem unteren Behältersegment 5 und am Bodenteil 8 befindet sich ein Siebelement 7 mit einzelnen Durchbrechungen oder Aussparungen für das Sickerwasser. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Siebelement 7 um ein Lochblech oder ein Sieb.
-
In 1 rechts ist die Ausführungsvariante mit zwei Behältersegmenten 3, 5 sowie einem Bodenteil 8 in Explosionsdarstellung gezeigt. Anstelle eines Bodenteils 8 und einer Ablaufeinrichtung 10 kann der Behälter mit dem unteren Siebelement 7 auch einfach in einem Garten auf den Erdboden gestellt werden, dann läuft das Sickerwasser direkt in den Boden. Alternativ kann es sich bei der Ablaufvorrichtung 10 auch um einen einfachen Auffangbehälter handeln, der unterhalb des Siebelements 7 gestellt wird. Auch das Herauspumpen von Sickerwasser aus dem Behälter über eine Pumpe ist möglich.
-
Der erfindungsgemäße Fermentationsbehälter ist modulartig ausgestaltet, ist mobil durch eine Person von einem Standort zu einem anderen bewegbar und kann auch von einer einzelnen Person bequem zusammen- oder auseinandergebaut werden. Je nach anfallender Biomasse kann das Volumen des Behälters über die modulartigen Behältersegmente angepasst werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2009/021528 A8 [0003]
- DD 292231 A5 [0005]
- EP 0474754 B [0006]
- DE 8804474 A [0007]
- DE 102009053867 A1 [0008]
