DE3038752C1 - Mittel zur Foerderung der aeroben Verrottung organischer Abfallstoffe - Google Patents

Description

Man schätzt, daß auf der Erde pro jahr dreißigmal so viel Energie aus Biomasse frei wird, wie durch alle von Menschenhand erbauten Maschinen. Der biologische Energiefluß geht jedoch meist unauffällig vonstatten. Fein verteilt in der Humusschicht des Bodens oder in den Gewässern wird organische Substanz von Organismen unter Wärmeabgabe wieder in die Ausgangsprodukte zerlegt.

Die Verrottungsvorgänge, die beispielsweise in der Streuschicht des Waldes auf großer Fläche ablaufen, lassen sich konzentrieren. So wird dem Gartenbesitzer empfohlen, Pflanzenabfälle in Mieten von etwa zwei Kubikmetern Rauminhalt zusammenzutragen, um in dieser Konzentration durch das Zusammentreffen vieler Stoff­ und Energieumsetzungen entsprechend hohe Wärmegrade und eine lebhafte Verrottung zu erzielen. Manche organische Stoffe, wie Stroh oder Holzabfälle, müssen in noch größerer Menge zusammenkommen und benötigen stickstoffhal­ tige Beimengungen, um eine lebhafte heiße Verrottung in Gang zu setzen.

Auf hohem Temperaturniveau laufen die meisten Naturvorgänge schneller ab als auf niedrigem. Das gilt auch für die Humifizierung. Die Hitze, die sich im Zentrum eines Komposthaufens einstellt, zeigt eine lebhafte Stoffwechsel­ aktivität thermophiler Mikroorganismen an. Die hohe Temperatur hat neben der Beschleunigung des Ab- und

Umbaus organischer Substanz noch mehrere positive Aspekte: Es wird zu heiß für die Entwicklung von Fruchtfliegen u.a. ungern gesehen Dipterenarten. Parasitenstadien, Erreger von Pflanzenkrankheiten und pathogene Keime geraten während der heißen Verrottung ins Hintertreffen und werden wie Unkrautsamen abgetötet, wenn die Erhitzung stark genug ist und überall hindringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, der es ermöglicht, den Verrottungsvorgang organischer Abfallstoffe in Gang zu setzen, zu fördern und auf höherer Temperatur ablaufen zu lassen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen läßt sich das angestrebte Ziel durch die Zugabe eines Mittels erreichen, das aufgrund seiner stofflichen Zusammensetzung den Verrottungsvorgang forciert, nämlich in Gang setzt, fördert und bei höherer Temperatur ablaufen läßt. Gemäß Anspruch 1 besteht das Mittel aus besonders behandeltem Traubentrester. Gemäß Anspruch 2 werden durch Sieben von einem aerob verrotteten Traubentrester abgetrennte Traubenkerne verwendet. In beiden Fällen steht der Kerninhalt, nämlich der Keimling mit Keimblättern und somit Traubenkernöl und Nährstoffe, den vorhandenen und auf der Außenwand der Traubenkerne sitzenden Mikroorga­ nismen und damit dem Mikrobenwachstum bzw. dem Verrottungs­ prozeß zur Verfügung und zwar sofort, wenn die Traubenkerne vorzugsweise geöffnet sind und zu einem durch den Verrot­ tungsvorgang bedingten späteren Zeitpunkt, wenn die Traubenkerne nicht zerkleinert sind Es ist zwar aus der DE-OS 27 29 379 oder der AT-PS 3 44 210 an sich bekannt, aus Traubentrester ausgesiebte Traubenkerne zu zerkleinern und dann aerob zu verrotten, jedoch wird bei diesem bekannten Verfahren ein Düngen erhalten. Die erfindungsgemäßen Lösungen dienen dagegen dazu, den Verrottungsvorgang organischer Abfallstoffe in Gang zu setzen, zu fördern und auf höhere Temperatur ablaufen zu lassen.

Eine vorteilhafte Maßnahme zur Gewinnung dieser Trauben­ kerne besteht darin, Traubentrester einer aeroben Verrot­ tung zu unterwerfen, wobei in einer ersten Phase der Zuckergehalt der Trester in Alkohol umgewandelt und dieser einer Veresterung unterworfen, in einer zweiten Phase durch Umlagerung des Materials und erleichterten Luftzutritt eine Durchdringung des Substrates mit dem Mycel von Humicola und Actinomycetenarten herbeigeführt und in einer dritten Phase durch neuerliche Umlagerung des Materias in loser Form der mikrobielle Aufbau des Mycels bewerkstelligt wird, worauf das Material getrocknet und durch Sieben eine die Traubenkerne enthaltende Fraktion abgetrennt wird. Die Traubenkerne können z.B. durch Schroten vor ihrer Verwendung geöffnet werden.

Das erfindungsgemäße Mittel kann angewendet werden, indem im Zentrum oder unterhalb desselben einer gehäuft gelagerten Menge pflanzlicher Abfallstoffe als Ausgangsherd des Verrottungsvorganges der Kernschrot in konzentrierter Form angeordnet wird, und darüberhinaus ggf. ein Teil des Kernschrots in der Menge des pflanzlichen Abfallstoffes verteilt wird. Diese Anwendung eignet sich für Abfall­ stoffe, die Stroh, Baumrinde, Gartenabfälle, abgetragenen Champignonkompost, Holzspäne oder dgl., enthalten. Besonders wertvoll ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels zur Heißverrottung von menschlichen oder tierischen Fäkalien sowie von Unkraut.

Traubenkerne können aber auch zur geruchsfreien Verrottung stark eiweißhältiger Abfälle, z.B. Champignonabfälle, Tierkadaver und dgl., benutzt werden.

Dient das Mittel zur Herstellung eines Düngers, so können dem Kernschrot vor oder während des Verrottungsvor­ gangs Harnstoff, organische Phosphor- und/oder Stickstoff­ verbindungen, tierischer Dünger und/oder Mineralien, Spurenelemente, Pflanzenasche oder pflanzliche Abfälle, z.B. gehäckselte Weinreben, zugesetzt werden. Da in manchen Fällen der Dünger ungewollt hohe Wirkungen zeigt, ist es zweckmäßig, nach Abschluß des Verrottungsvor­ gangs den Kernschrot auszulaugen. Der ausgelaugte Kern­ schrot kann sodann als Substrat für Humusklosette dienen. Die Lauge stellt einen hochwertigen flüssigen Dünger dar.

Im folgenden werden die Herstellung des Kernschrots, seine Eigenschaften, Anwendungen und Wirkungen näher beschrieben.

Die Gewinnung der Traubenkerne beginnt mit einer Lagerung der frischen Traubentrester zwischen Holzwänden, die innen mit Aluminium-Streckmetall ausgekleidet sind. Zwischen den Holzpfosten oder -brettern, die die Außenwand bilden, sollen schmale Belüftungsspalten liegen. Die Streckmetall-Matten an den Innenseiten sind so auszurich­ ten, daß trotz gleichmäßiger Belüftung ein Maximum an Feuchtigkeit an den schrägen Metallflächen kondensiert und in die warmen Trestermassen zurückgeleitet wird.

In den frischen Preßrückständen steigt die Temperatur langsam; die Hefepilze vermehren sich und vergären den Zuckergehalt der Traubentrester zu Alkohol und Kohlendioxid. Gleichzeitig sorgen verschiedene anaerob lebende Bakterienarten für Gärungsvorgänge, die zu organischen Säuren führen. Während dieser Phase neigen vor allem kleinere Trestermassen dazu, auf einem Tempera­ turniveau um 45°C zu verharren. Die beschriebene Spezial­ wandung aus Holz und Aluminium-Streckmetall tritt in Funktion, indem sie einerseits für eine gewisse Isolierung und andererseits für eine mäßige Belüftung durch die Streckmetallmatten sorgt. Hierbei entwickeln sich Humicola und aerobe wärmeliebende Actinomycetenarten, die mit ihrem weißlichgrauem Mycel von außen in das Substrat hineinwachsen und damit ganz wesentlich mithelfen, die Temperatur in allen Bereichen über 50°C hinaufzutrei­ ben. Die vorhandene saure Reaktion von pH 4 bis 5 ent­ spricht ihren Anforderungen.

Sobald der Bereich von 50°C überschritten ist, beginnen Alkohol einerseits und organische Säuren andererseits rasch miteinander zu reagieren. Es entsteht Ester, die dem Trestermaterial eine kräftig braune Farbe und einen eigenen, aromatischen Geruch verleihen. In diesem Zustand sind die vorher geruchsbelästingend wirkenden organischen Säuren durch die Veresterung chemisch gebunden. Die Temperaturen liegen in dieser Phase weit oberhalb von 33°C, so daß eine Massenvermehrung von Essigfliegen vereitelt ist.

Mit der systematischen Veresterung ist ein erster Ver­ fahrensschritt abgeschlossen. Das Ergebnis ist ein relativ gut lagerbares Material, das allein schon durch die stabile Esterkomponente einen hohen Energiegehalt von mehr als 17 000 k joule/kg besitzt. In einem unmittel­ bar oder im Anschluß an eine Zwischenlagerung nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt wird dieses Material als Energieträger eingesetzt, indem es vollständig von dem Mycel der Humicola und der schon erwähnten thermophilen Actinomycetenarten durchwachsen wird.

Im Zentrum des veresterten Trestermaterials lassen sich Wärmetauscher einbauen, die durch einen Luftstrom oder einen Wasserkreislauf Wärme nach außen abgeben. Man kann auch ein Gefäß im Zentrum anordnen und mit der Wasserleitung verbinden. Das Wasser wird dadurch bis auf 64°C angewärmt. Ein Kubikmeter Trester, der vollständig von Humicola und den Actinomycetenarten durchwachsen wird, gibt einen Monat lang Wärme ab.

Als ungefähre Regel darf man annehmen, daß zwei Kubikmeter zwei Monate und fünf Kubikmeter bis zu fünf Monaten heiß bleiben, ohne daß die Humicola- und Actinomycetenrotte durch die ständige Wärmeabfuhr vorzeitig zum Erliegen kommt.

Man kann so einen Winter lang einen kleinen Raum oder einen Stall temperieren, ohne zwischendurch Arbeit oder Energie einsetzen zu müssen. Auch die Warmwasserberei­ tung funktioniert über lange Zeiträume und letztlich bis zur nächsten Weinlese, wenn nach geschickter Lagerung neue Packungen von verestertem Trestermaterial um den Wasserbehälter gegeben werden. Am angenehmsten ist die Wärmenutzung jedoch bald nach der Lese, wenn die kalte jahreszeit beginnt, dann ist die mikrobielle Freisetzung der in der warmen Vegetationszeit chemisch gebundenen Sonnenenergie besonders erwünscht.

Werden die Trester nach Abschluß des zweiten Verfahrens­ schrittes gemischt, so erreichen sie nach zwei bis drei Tagen Temperaturen von 68 bis 84°C. Diese Nachrotte ist für eine lang anhaltende, gleichmäßige Wärmenutzung nicht geeignet, ist aber für die Humifizierung der Schalen- und Fruchtfleischreste besonders wichtig.

Am Ende nehmen die Trester eine dunkle Farbe an. Sporen verschiedener thermophiler Mikroorganismen bleiben auf der Oberfläche der Kerne im Ruhestadium, bis sie in einem weiteren Verrottungsvorgang wieder in Funktion treten.

Nun wird das Material getrocknet. Dabei kann die Restwärme der Nachverrottung und die Abwärme einer darunter ablaufen­ den Hauptverrottung des zweiten Verfahrensschritts benutzt werden.

Durch einen Siebvorgang werden die Traubenkerne von den bereits humifizierten Tresterbestandteilen abgetrennt. Etwa 40% des Volumens entfällt dabei auf einen gebrauchs­ fertigen organischen Dünger und 60% auf Traubenkerne als Energieträger, die über längere Zeit aufbewahrt werden können.

Vor der erfindungsgemäßen Nutzung der Traubenkerne werden diese vorzugsweise geöffnet, z.B. durch Schrotung. Die Traubenkerne sind Samen, an deren äußerer Wand entsprechend der vorherigen Behandlung Dauerstadien thermophiler Mikroorganismen sitzen, während die innere Wand den Keimling und die Keimblätter umschließt. Letztere sind durch die Hitze abgestorben und befinden sich im Anfangsstadium eines langsamen Abbaues. Durch Trocknung werden die schleichenden Abbauvorgänge zum Erliegen gebracht. Durch das Traubenkernöl ist der Kerninhalt sehr energiereich, man kann mehr als 20 000 k joule/kg rechnen. Außerdem enthält er sämtliche für den Aufbau eines Sämlings notwendigen Nährstoffe und damit auch die für ein Mikrobenwachstum erforderlichen Substanzen. Wenn beim Schroten die einzelnen Bestandteile der Trauben­ kerne dem Sauerstoff der Luft und einer Feuchtigkeit von mehr als 23% ausgesetzt sind, setzen die lebhaften Verrottungsvorgänge unverzüglich ein. Die Befeuchtung des Kernschrots erfolgt mit kaltem oder warmem Wasser. Nun kann der feuchte Kernschrot am Anwendungsort eingesetzt werden. Durch das Öffnen der Kerne sind die Mikrobensporen von der Oberfläche mit den öl- und reservestoffhalten Samenresten aus dem Inneren zusammengekommen. Im Verlauf einiger Stunden setzt eine Verrottung ein, die ebenso wie der zweite Verfahrensschritt einen systematischen Abzug von Wärme erlaubt, z.B. zur Raumtemperierung, zur Warmwasserbereitung, vor allem aber zur Klimatisierung, und die Kohlendioxid-Versorgung von Pflanzenkulturen unter Glas und unter Plastikfolien. Der Kernschrot in den Behältern aus Streckmetall gibt einerseits Wärme ab und versorgt die Glashausluft mit CO₂, so daß eine Lüftung für den Kohlendioxid-Nachschub, die mit Wärmever­ lusten verbunden ist, überflüssig wird.

Kernschrot kann in organische Abfallstoffe eingelagert werden, die von sich aus die Schwelle zu einer lebhaften heißen Verrottung nicht überschreiten können, um sie in den thermophilen Bereich hineinzuziehen oder ihre Verrottung zu beschleunigen. Man kann Nester einbauen, für die bereits ein Rauminhalt von 0,02 m³ ausreicht, in dem sich innerhalb des Kernschrotkörpers rasch hohe Temperaturen aufbauen, man kann eine gleichmäßige Durch­ mischung machen, oder bevorzugt eine Schicht im unteren Bereich, die von unten das darüberliegende Substrat aufheizt. Die wichtigste Wechselwirkung besteht im Wärmetausch, das nächstwichtigste mag die Abgabe der Sporen thermophiler Mikroorganismen sein, die in der Nachbarschaft auskeimen und mit dem feuchten Wärmeluftstrom nach oben mitgetragen werden. Man kann aber das zu verrottende Material auch allseits von Kernschrot umgeben. Das empfiehlt sich bevorzugt bei eiweißreichen Substanzen, bei Fleischabfällen, Pilzabfällen (Champignons) oder unangenehm riechenden Fäkalien. Fleischabfälle und Tierkadaver können z.B. in einem Kunststoffsack auf einer trockenen Torfmullunterlage aufgelegt und mit Kernschrot bedeckt werden. Kernschrot eignet sich aber auch als Filterschicht für Urin und als geruchsbindende Unterlage für stark riechende tierische Kot- und Urin­ plätze. Die Verwendung des Kernschrots verhindert wirksam eine Geruchsbelästigung.

Durch die Wärme- und Sporenabgabe ist der Kernschrot häufig in der Lage, den umgebenden Substanzen eine so rasche Abbaugeschwindigkeit aufzuzwingen, daß man fast von katalysatorischen Fähigkeiten sprechen kann.

Ist die Mischung relativ dicht gepackt, so pflegt ein thermophiler Pilz der Gattung Humicola die Leitform zu sein. Liegt das Material ein wenig luftiger, so haben eher Actinomyceten größere Entwicklungschancen. Derlei Methoden lassen sich in zahllosen Variationen anwenden, alle lassen sich für ein effektvolles Recycling verwenden.

Ein Recyclingbeispiel ist der jährlich im Vorfrühling stattfindende Rebschnitt in den Weingärten. Die Reben enthalten bedeutende Mengen an Nährstoffen und Spurenele­ menten, sie verrotten nicht leicht und werden größtenteils am Weingartenrand verbrannt. Danach wird die Asche ziellos vom Wind verblasen. Es ist deshalb zu empfehlen, die Rebenasche nach dem Verbrennen mit etwa einem gleichen Teil feuchten Kernschrots zu überdecken, zu vermischen und in einem luftigen Behältnis gemeinsam heiß verrotten zu lassen. Ein Teil der mineralischen Bestandteile der Rebenasche wird dadurch organisch gebunden, ein Teil wird an den Huminstoffmolekülen gehalten. Außerdem schafft das Mycel der Mikroorganismen eine verbindende Struktur. Der Aschenbestandteil kann nicht mehr verblasen werden, wenn er eingebunden in den Kernschrot in den Weingarten zurückgebracht wird. Die Reben können auch in gehäckselter Form dem frischen Kernschrot zugegeben und mit diesem verrottet werden.

In einer gemeinsamen heißen Verrottung kann unangenehm riechender Geflügelmist als Zuschlag zum Kernschrot (bis zu 40% des Kerngewichts) unangenehme Eigenschaften verlieren und gleichzeitig den Phosphorgehalt der gemeinsam verrotteten Gesamtmasse vermehren, da der Phosphatgehalt der Kerne etwa 0,7% der Trockensubstanz beträgt. Zugleich werden darin versteckte Ektoparasiten, enthaltene Wurmeier, Kokzidienkeime und dgl. abgetötet. Während dieser aktiven Phase können die verschiedensten Komponenten miteinander reagieren und Spezialdünger bilden oder besondere spuren­ elementangereicherte Substrate hervorbringen. Gemische mit hohen Bestandteilen an Erde, Lehm, Ton oder Basaltmehl (etwa 10% der Kernmenge) liefern bedeutende Tempera­ turen und ein vollständig vom Mycel der thermophilen Mikroorganismen durchzogenes Substrat. Durch diese Zugabe kann der Verrottungsvorgang verzögert werden und die Gasdiffusion innerhalb der Masse vollzieht sich gleichmäßiger und mit geringeren Differenzen, da die maximalen Temperaturen auch nicht so hoch liegen. Mit dem Basaltmehl werden Pflanzennährstoffe und Spurenele­ mente zugeführt, die Ton-Humuskomplex-Bildung gefördert, ein Komplex, der die Eigenschaften der landwirtschaftlich genutzten Böden in äußerst günstiger Weise beeinflußt. Die Zugabe von Kali ist selten erforderlich, weil Kern­ schrot etwa 3% Kali in der Trockensubstanz enthält.

Kleinere Substanzmengen, die durch die geschilderten Hilfsmittel besonders heiß werden, sind in Gefahr, an den großen Oberflächen rasch die vorhandene und die bei der aeroben Verrottung entstehenden Feuchtigkeits­ mengen zu verlieren. Aus diesem Grund sind Wandelemente, die zur Rückführung von Feuchtigkeit führen, von Vorteil. Auch die Bedeckung spielt eine Rolle. Als einfachste und zweckmäßigste Lösung wird eine Plastikfolie so geschnitten, daß sie ein wenig größer ist als die obere Öffnung des Behältnisses. Die Plane wird darüber gebreitet und mit einem entsprechend kleineren Metallring beschwert, so daß in der Mitte ein Hut entsteht, in den der feucht­ warme zentrale Aufwind aus dem heißen Verrottungszentrum hineinsteigt, an der kühleren Folieninnenseite Kondens­ wasser abgibt, das seitlich abfließt, und an der Folien­ stelle, an der der Metallring sozusagen eine Tropfnase in der Folie formt, in das Material zurückfließt und zwar nicht im unmittelbaren Randbereich, sondern nicht allzuweit vom Zentrum entfernt, wodurch die Kaminwirkung in den Zwischenräumen des Materials die im etwas tiefer liegenden Bereich die bedeutenderen Feuchtigkeitsverluste entstehen.

Während in frei liegenden Mieten die Oberfläche im wesentlichen kälter ist und Unkrautsamen und unerwünschte Keime aus diesem Bereich nur nach mehrmaligem Umsetzen mit immer größerer Wahrscheinlichkeit alle einmal in heißere Zentralzonen gekommen sind, läßt sich mittels Kernschrot ein heißer Körper auch im ruhenden Silo bilden, der alle Teile einmal erfaßt. Man verwendet Wandelemente aus Streckmetallmatten, die mittels beliebiger Vorrichtungen seitlich aneinander gehängt werden können. Man bildet einen Doppelring, indem man im äußeren Ring ein zusätzliches Wandelement hineingibt. Den Raum zwischen beiden Wänden füllt man mit feuchtem Kernschrot und auf dem Boden, innerhalb des inneren Ringes, trägt man eine 5 bis 10 cm starke Schicht des gleichen Kern­ schrots auf, von der ebenso eine heizende Wirkung ausgeht, wie von der kernschrotgefüllten Doppelwand. Da die Warmluft aufsteigt und bei der Kondensation von Wasserdampf innerseits der Plastikfolie zusätzliche Wärme frei wird, tritt eine vollständige Erhitzung der gesamten Masse ein, wenn man sorgfältig auf eine vollständige Folienbedeckung des inneren Raumes achtet. Die Anordnung mit Doppelwand dient besonderen Zwecken, wobei natürlich eine größere Menge Kernschrot benötigt wird. Für den normalen Gartenbesitzer genügt der einfache zusammensetz­ bare Ring, je nach Abfallmenge. Das Streckmetall muß wegen der Rückgewinnung des Wassers richtig ausgerichtet sein. Dann ist die Silowand auch mehr als eine luftdurch­ lässige Wandung, die hauptsächlich der Ordnung im Garten dient. Um auch kleinen Gartenabfall-Quantitäten thermophile Bedingungen aufzuzwingen, genügt es, im Zentrum, möglichst unterhalb der Mitte ein Nest mit feuchtem Kernschrot anzulegen. Das Besondere ist, daß kein anderes organisches Material bekannt ist, mit dem man in so kleinen Quantitäten so lang anhaltende thermophile Bedingungen schaffen und so intensiven Einfluß auf die Einbindung anderer organischer und anorganischer Materialien ausüben kann, ganz abgesehen von der Beschleunigung der Ab-, Um­ und Aufbauvorgänge in dem Kompostmassen. Im Vergleich dazu haben die Wandelemente eine untergeordnete Bedeutung.

Die erfindungsgemäße Methode hat gegenüber den entsprechen­ den Vorgängn im Komposthaufen den Vorteil, daß eine vorbestimmte Mischung aus unterschiedlichen Bestandteilen gewonnen werden kann, die unter kontrollierten Bedingungen auch bis zur kleinsten Einheit mikrobiell aneinander gebunden sind.

Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Champignonzucht. Der Champignon besitzt eine niedrige Vorzugstemperatur. Die ganzjährig gewerbsmäßige Zucht dieses Pilzes findet deshalb in Kellern oder in entspre­ chend klimatisierten Räumen statt. Wird der Champignonkom­ post nach mehrmaligen Ernten abgetragen, so ist das Substrat von dem Pilzmycel vollständig durchsponnen. Dieses Mycel ist recht lebenskräftig, auch wenn es mit dem Umwenden und Durcharbiten des Kompostes vielfach zerrissen wird, stirbt es keinesfalls schnell ab, vor allem nicht bei den Außentemperaturen des Winterhalbjahres oder der Übergangszeiten.

Ein für gartenbauliche oder landwirtschaftliche Zweke ingesetzter Champignonkompost sollte gut verrottet sein. Das gilt vor allem auch für das Mycel selbst, das in seinem Eiweiß einen bedeutenden Teil des vorhandenen Stickstoffes gebunden hält. Sein Abbau kann jedoch auf rascheste Weise eingeleitet werden, indem luftige Behält­ nisse mit mindestens 50 Liter Inhalt mit Kernschrot angefüllt und an zentraler Stelle in Abständen in die Mieten mit abgetragenem Champignonkompost eingebaut werden. Der Kernschrot geht rasch zu einer heißen Verrot­ tung über und sorgt an den Behälterwänden, die als Wärmetauscher wirken, dafür, daß der außen anliegende Champignonkompost rasch Temperaturen von über 30°C erlangt. Das Substrat selbst hat vor der Beimpfung mit Champignon beim Pasteurisieren bereits eine heiße Verrottung durchgemacht, während alle leicht abbaubaren Bestandteile des Kompostes schon von den thermophilen Mikroorganismen aufgenommen worden sind. Bei einer neuerlichen Temperaturerhöhung ist es dieses Mal das Champignonmycel mit seinen um 15°C liegenden Vorzugstempe­ raturen, das am empfindlichsten getroffen wird. Die wärmespendenden Tresterbehälter geben durch die Öffnungen gleichzeitig Sporen thermophiler Actinomyceten an das benachbarte Substrat ab, die sogleich an die Verarbeitung der Pilzsubstanz gehen. Damit wird zusätzliche Wärme erzeugt, die nach außen weiterwandert und weiter an der Peripherie den Zusammnbruch des wärmeempfindlichen Mycels hervorruft.

Nach dieser kurzen Initialphase, die einen erheblichen Zeitgewinn für die Ausreifung des Kompostes darstellt, können sich beliebige Dauertemperaturen einstellen, die auf jeden Fall zu günstigeren Eigenschaften des Materials führen. Nach Untersuchungen werden vom Champig­ nonmycel Stoffwechselprodukte ausgeschieden, die einen hemmenden Einfluß auf die Keimung und auf das Wachsen junger Pflanzen ausüben. Beim Nachkompostieren verschwinden diese hemmenden Stoffwechselprodukte. Grundvoraussetzung für die rasche Abfolge dieser Geschehnisse ist jedoch die kurzzeitige, möglichst vollständige Abtötung des lebenden Pilzgespinstes durch thermophile Mikroorganismen vereint mit hohem Umgebungstemperaturen.

Verzichtet man auf die gezielte Lenkung in thermophile Bahnen, so dauert der Vorgang um ein Vielfaches länger; Eingebettet in das Substrat geht der Abbau des Mycels unauffällig und langsam vor sich.

Anders ist es mit den Pilzabfällen, die bei der Ernte anfallen, an denen höchstens kleine Mengen von Deckerde haften. Hier tritt nach einiger Zeit ein mikrobieller Eiweißabbau ein, der von äußerst unangenehmen Gerüchen begleitet ist. Hier empfiehlt sich eine Einstreu von Kernschrot, der in besonderer Weise dazu befähigt ist, das umgebende Substrat rasch zu einer heißen Verrottung zu führen und gleichzeitig für eine Bindung unangenehmer Fäulnisgerüche zu sorgen.

Vor oder während der Verrottung des Kernschrotes können die oben erwähnten Beischläge zugegeben werden.

So wird samentragendes Unkraut zur restlosen Beseitigung der Keimfähigkeit zusammen mit Kernschrot heiß verrottet. Auch menschliche Fäkalien können zur sicheren Abtötung von Wurmeiern und pathogenen Keimen zusammen mit Kernschrot heiß verrottet werden. Ist das Material über 60°C heiß geworden, so kann es später selbst für den Gemüseanbau verwendet werden. Entsprechendes gilt für tierische Fäkalien, bei denen eine Abtötung von Parasiten oder ihren Eiern wünschenswert erscheint.

Ist der Kernschrot erkaltet, so hat er das Stadium eines gebrauchsfertigen Düngers erreicht. Aber auch in diesem Stadium geringerer mikrobieller Aktivität besitzt der Kernschrot noch bedeutende geruchsbindende Fähigkeiten. Das kommt in besonderem Maße zum Ausdruck, wenn man ihm Fäkalien beimengt. Er lenkt den Abbau sofort in geruchsarme aerobe Bahnen. Für diesen Zweck ist es geboten, den hochwertigen Dünger durch Auslaugen zu schwächen, da er auch in diesem Zustand eine genügend geruchsbindende Kraft besitzt um die Lauge als wertvollen flüssigen Dünger zu benutzen.

In der schon erwähnten DE-OS 27 29 379 bzw. AT-PS 3 44 210 wurde dargelegt, daß der Energiegehalt der Traubentrester in zwei verschiedenen, unter Umständen zeitlich weit auseinanderliegenden Arbeitsgängen genutzt werden kann. Zunächst macht die gesamte Trestermasse eine lebhafte heiße Verrottung durch, dann werden die Traubenkerne abgesondert, schließlich geschrotet, befeuchtet und einer neuerlichen heißen Verrottung unterworfen. Die abgesonderten und geöffneten Traubenkerne zeigen eine besondere Eignung, auch in kleinen Quantitäten heiß zu werden und Pflanzenkulturen unter Glas und Folie mit Wärme und Kohlendioxid zu versorgen. Sie sind dement­ sprechend schnell erschöpft.

Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen es erwünscht ist, die Bioenergie, die bei der Verrottung frei wird, in einer langanhaltenden Phase zu nutzen. Dieses Interesse besteht vor allem dann, wenn das Material zur Beschickung von Mistbeeten benutzt wird und in seiner Wärmeabgabe besonders lange anhalten soll. Es besteht aber auch dann, wenn Warmwasserbereitung und Raumtemperierung mit relativ kleinen Trestermengen über langanhaltende Zeiten der Wärmeabgabe aufrechterhalten werden sollen, und das verrottete Material anschließend sofort als gebrauchsfertiger Dünger in den Boden eingearbeitet werden soll. Hierzu eignet sich das aus erfindungsgemäß ggf. unter Ausnutzung der entstehenden Wärme und des CO₂ durch aerobe Verrottung behandelten Traubentrester und zerkleinerten Traubenkernen bestehende Mittel, das folgendermaßen hergestellt werden kann.

In einer ersten Phase wird der Zuckergehalt der Trester in Alkohol umgewandelt und dieser einer Veresterung unterworfen. Sodann werden die Kerne geöffnet und das gesamte, auch die geöffneten Kerne enthaltende Material als Zwischenproukt in einer zweiten Phase der Verrottung zugeführt. Es ist zweckmäßig, daß die erste Phase in Silos durchgeführt wird, aus denen das Material entnommen, gleichzeitig oder anschließend einer auch die Kerne erfassenden Zerkleinerung, z.B. mittels einer Silofräse, unterworfen und das Zwischenprodukt an den Ort seiner Verrottung gebracht, vorzugsweise in Verrottungsbehälter gefüllt wird.

Wie schon erwähnt, erfolgt die Verrottung der Trester und Kerne bei dem Verfahren gemäß der AT-PS 3 44 210 sehr lebhaft, und es war zu erwarten, daß eine gemeinsame Verrotung der geöffneten Kerne und des übrigen Trester­ materials noch schneller vor sich geht. Überraschenderweise verläuft sie jedoch langsamer und gleichmäßiger als die beiden Einzel-Verrottungsvorgänge. Darüber hinaus ergibt die vorbeschriebene gemeinsame Verrottung einen sofort verarbeitbaren Dünger, da auch die Kerne verrottet sind und einen unauffälligen Bestandteil der Erdkrume bilden.

Die gemeinsame Verrottung der geöffneten Traubenkerne und der übrigen Bestandteil des Tresters bietet sich vor allem für kleinere Anlagen an. Die Preßrückstände werden in einen Rundsilo gefüllt, dessen Wand aus senkrech­ ten Holzpfosten besteht, zwischen denen Luftschlitze von etwa 6 mm Weite vorgesehen sind. Die Innenseite der Wand ist ausgekleidet mit Aluminium-Streckmetall mit einer Längsdiagonalen von etwa 20 mm, einer Querdiago­ nalen von ca. 3 mm und einer Stegbreite von etwa 2 bis 3 mm. Die Anordnung des Streckmetalls entspricht der in der AT-PS 3 47 978 beschriebenen Ausgestaltung. In diesem Behälter sollen während und nach der Lese Temperaturen von 50 und mehr Grad Celsius erreicht werden, um zur Esterbildung zu führen. Dannach wird eine Silofräse eingsetzt, die je nach Bedarf dem Silo Material entnimmt, und die gewünschte Trestermenge in Verrottungsbehälter entleert. Auf dem Transport innerhalb der Silofräse passiert das Material ein schnell rotierendes Gebläse mit schmalen, flachgestellten Ventila­ torflügeln, so daß die Kerne nahezu vollständig ergriffen und zerschlagen werden.

Bei der lebhaften, heißen Verrottung zu Beginn einer zweiten Phase kommt den Athylestern, die während der ersten Phase entstanden sind, die größte Bedeutung zu, indem sie die Primärbesiedlung durch die thermo­ und acidophilen Actinomycetenarten sowie Humicola fördern. Nachdem diese Arten das Substrat durchwachsen haben, folgen zahlreiche Mikrobenarten, die nach und nach die noch unangegriffenen Reservestoffe aus dem Samen einschließlich des Öls abbauen und in Wärme umwandeln und zusätzlich auch das überalterte Mycel von der Primärbe­ siedlung verarbeiten. Mit dem relativ kleinen Volumen von 500 bis 1000 Liter Trester können Wärmequellen geschaffen werden, die weitaus länger als vier Wochen aktiv sind und je nach Bedarf über die gesamte Wachstums­ zeit von Salat oder anderen "Mistbeet"-Kulturen für die notwendige Wärme sorgen.

Das nach der ersten Phase erhaltene Mittel bzw. Zwischen­ produkt kann dazu benutzt werden, den Verrottungsvorgang organischer Materialien in Gang zu setzen, zu fördern und auf höherer Temperatur ablaufen zu lassen. Diese Anwendung eignet sich für organische Abfallstoffe, die Stroh, Baumrinde, Gartenabfälle, abgetragene Champig­ nonkompost, Holzspäne oder dgl. enthalten. Besonders wertvoll ist die Anwendung dieses Mittels zur Heißverrot­ tung von menschlichen oder tierischen Fäkalien sowie von Unkraut. Es kann aber auch zur geruchsfreien Verrottung stark eiweißhältiger Abfälle, z.B. Champignonabfälle, Tierkadaver und dgl. benutzt werden.

Mit der systematischen Veresterung ist der erste Verfah­ rensschritt abgeschlossen. Das Ergebnis ist ein relativ gut lagerbares Mittel, das allein schon durch die stabile Esterkomponente einen hohen Energiegehalt von mehr als 20 000 k Joule/kg Trockensubstanz besitzt. In der unmittelbar nachfolgenden Phase zwei der Herstellung wird das Material des Mittels als Energieträger eingesetzt, indem es vollständig von dem schon erwähnten Mycel durchwachsen wird.

Im Zentrum des veresterten Mittels lassen sich Wärme­ tauscher einbauen, die durch einen Luftstrom oder einen Wasserkreislauf Wärme nach außen abgeben. Man kann auch ein Gefäß im Zentrum anordnen und mit der Wasserlei­ tung verbinden. Das Wasser wird dadurch bis auf 64°C angewärmt, ohne daß die Humicola- bzw. Actinomycetenrotte durch die ständig Wärmeabfuhr vorzeitig zum Erliegen kommt. Das Mittel kann in Materialien eingelagert werden, die von sich aus die Schwelle zu einer lebhaften heißen Verrottung nicht überstreiten können, um sie in den thermophilen Bereich hineinzuziehen oder ihre Verrottung zu beschleunigen. Man kann Nester einbauen, für die bereits ein Rauminhalt von 0,005 m³ ausreicht, in denen sich rasch hohe Temperaturen aufbauen. Man kann eine gleichmäßige Durchmischung vornehmen, oder bevorzugt eine Schicht im unteren Bereich, die von unten das darüberliegende Substrat aufheizt. Die wichtigste Wechsel­ wirkung besteht im Wärmetausch, das nächstwichtigste mag die Abgabe der Sporen thermophiler Mikroorganismen sein, die in der Nachbarschaft auskeimen und mit dem feuchten Warmluftstrom nach oben mitgetragen werden. Man kann aber auch das zu verrottende Material allseits mit dem Mittel umgeben. Das empfiehlt sich bevorzugt bei eiweißreichen Substanzen, bei Fleischabfällen, Pilzabfällen (Champignons) oder unangenehm riechenden Fäkalien.

Fleischabfälle und Tierkadaver können z.B. in einem Kunststoffsack auf einer trockenen Torfmullunterlage aufgelegt und mit dem Mittel bedeckt werden. Dieses eignet sich aber auch als Filterschicht für Urin und als geruchsbindende Unterlagen für stark riechende tierische Kot- und Urinplätze. Die Verwendung des Mittels verhindert somit auch wirksam eine Geruchsbelästigung.

Claims (6)

1. Mittel zur Förderung der aeroben Verrottung organischer Abfallstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Trauben­ trester hergestellt ist, indem dieser solange einer aeroben Verrottung unterworfen worden ist, bis ihr Zuckergehalt in Alkohol umgewandelt, letzterer verestert worden ist und das so erhaltene Produkt einschließlich der in ihm enthaltenen Kerne zerkleinert worden ist.

2. Verwendung von Traubenkernen, die durch Sieben von einem aerob verrotteten und anschließend getrockneten Traubentrester abgetrennt worden sind, zur aeroben Verrottung organischer Abfallstoffe.

3. Verwendung von Traubenkernen nach Anspruch 2, bei der diese nach der Abtrennung zerkleinert worden sind.

4. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder von Trauben­ kernen nach Anspruch 2 oder 3, bei der vor oder während der Verrottung Harnstoff, organische Phosphor- und/oder Stickstoffverbindungen, tierische Fäkalien und/oder Mine­ ralien, Spurenelemente, Pflanzenabfälle, insbesondere gehäckselte Weinreben zugesetzt werden.

5. Verwendung von Traubenkernen, die durch Sieben von einem aerob verrotteten und anschließend getrockneten Traubentrester abgetrennt worden sind, zur Geruchsminderung von Fäkalien, indem sie diesen beigemengt werden.

6.Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Traubenkerne vor ihrer Beimengung zu den Fäkalien unter gleichzeitiger Gewinnung eines Flüssigdüngers ausge­ laugt werden.