Steinbeis-Team dämmt Risiken für Mensch und Tier durch innovative Siloreinigung ein
Gesellschaftlicher Wohlstand und Versorgungssicherheit für die Bevölkerung gründen auf einer hochentwickelten landwirtschaftlichen Produktion. Die dort produzierten Lebens- und Futtermittel werden zur Weiterverarbeitung, Zwischen- und Endlagerung in Silos aufbewahrt, wodurch diese einen unverzichtbaren, entscheidenden Baustein und gleichzeitig eine Achillesferse in der Wertschöpfungskette darstellen. Das Steinbeis-Innovationszentrum Angewandte Produkt- und Prozessentwicklung (IPP) hat einen Fokus auf die automatisierte Siloreinigung gelegt.
Das Innere eines Silos ist ein Schlaraffenland für Bakterien, Pilzkulturen, Milben und andere Schädlinge: Dunkelheit, warme Temperaturen, Kondenswasser und ein umfangreiches Nährstoffangebot bieten ideale Lebensbedingungen für diese unerwünschten Bewohner. So können sich in kontaminierten Silos Keime schnell vermehren und ganze Ernten unbrauchbar machen. Eine aktuell weit verbreitete Lösung zum Umgang mit bakteriell belasteten Futtermitteln ist der flächendeckende Einsatz von Antibiotika. Die Konsequenzen aus dieser Herangehensweise sind bereits erkennbar: Von Antibiotikarückständen in Abwässern über belastetes Grundwasser bis hin zur Entwicklung multiresistenter Keime, die in den letzten Jahren immer mehr Todesopfer forderten, reichen die daraus resultierenden Probleme unserer Zeit. Mykotoxine in Futtermitteln sind eine weitere unsichtbare Gefahr, die sich zunächst durch erhöhte Infektanfälligkeiten der Nutztiere, Verhaltensauffälligkeiten, Futterverweigerung und Erbrechen, das vermehrte Auftreten von Kümmerern und schließlich mit Abschlägen bei der Milch- und Fleischqualität bemerkbar macht. Somit kann ein unausgereifter Silobetrieb schnell zu wirtschaftlichen Problemen der Landwirtschaftsbetriebe führen und birgt neben gesundheitlichen auch erhebliche finanzielle Risiken. Zudem rückt das Tierwohl zunehmend in den Fokus einer nachhaltigen Landwirtschaft.
Regelmäßige Siloreinigung beugt Keimbelastung vor
Um der Gefährdung der Produktsicherheit durch keim- oder schimmelbelastetes Getreide oder Futter vorzubeugen, ist eine regelmäßige und gründliche Reinigung und Desinfektion von Lagersilos unabdingbar, damit die Keimbelastung im Inneren konstant niedrig gehalten wird. Jeder Gewerbetreibende, der mit Lebensmitteln umgeht, ist laut EU-Hygienerecht für die Lebensmittelsicherheit verantwortlich und muss die Regularien zur Sicherstellung der Produktsicherheit beachten. Dies sind insbesondere die Lebensmittelhygieneverordnung, die Salmonellenverordnungen und die Futtermittelverordnung (EG) Nr. 183/2005. Letztere umfasst alle Tätigkeiten von Futtermittelunternehmern auf allen Stufen der Futtermittelkette, einschließlich der Primärproduktion sowie der Fütterung von Lebensmitteltieren. Methoden und Standards zur Umsetzung sind darin allerdings nicht beschrieben.
Für Menschen ist das Innere eines Silos ein rotes Tuch: Dunkelheit, hartnäckiger Schmutz, Staub, eine fehlende Belüftung, eine schwierige Zugänglichkeit sowie giftige Gase und Aerosole sind vorherrschend und unvermeidlich. Daher ist eine Siloreinigung aufwendig und mitunter lebensgefährlich. Stand der Technik bei der Siloreinigung ist ein Befahren der Silozelle und eine manuelle Reinigung, wobei umfangreiche Sicherheitsstandards einzuhalten sind. Bei Besteigungen von Silos kam es in der Vergangenheit zu vielen schweren, teils tödlichen Unfällen und auch heute ist die Siloreinigung trotz bestehender Arbeitsschutzstrukturen eine gefährliche und unbeliebte Aufgabe, die ausschließlich von qualifizierten Unternehmen ausgeführt werden darf. Durch Seilhebezugtechniken, innen aufgestellte Gerüste, Industriekletterei, Montage einer Befahranlage oder eines Zugkorbs wird die Innenfläche mit einem Besen gereinigt, wobei der Schmutz aufgewirbelt und umverteilt wird. Die Atemwegsbelastung durch die im Staub enthaltenen Bakterien und Schimmelsporen stellt eine hohe Gesundheitsgefährdung dar und die Reinigungsergebnisse sind oft nicht zufriedenstellend. Ähnlich verhält es sich beim Einsatz von Tanksprühköpfen, die in das Silo gehängt werden und eine Taumelbewegung zur Reinigung ausführen. Der Reinigungseffekt ist jedoch nicht flächendeckend und nur zu erahnen.
Herausforderungen und Lösungen bei der Qualitätssicherung
Ein Nachweis der Reinigungswirkung findet in der Regel nicht statt. Dies ist die Schwachstelle in den hochentwickelten Qualitätssystemen der umfangreich dokumentierten und kontrollierten Produktionsketten, die die aufwendig und teuer erkauften Qualitätsstandards beeinträchtigt. Diese Tatsachen und Faktoren bilden ein komplexes Geflecht aus gesellschaftspolitischen, verfahrenstechnischen und wirtschaftlichen Herausforderungen, die das Steinbeis-Team aus Freiberg wie folgt definiert:
- Lebens- und Futtermittelqualität sind entscheidend für das Wohl von Mensch und Tier.
- Getreide- und Futtermittelstandards müssen eingehalten werden.
- Wirtschaftlichkeit und Verbraucherschutz sind das oberste Gebot.
- Eine regelmäßige und gründliche Siloreinigung ist unumgänglich. Manuelle Siloreinigungsverfahren sind aufwendig, gefährlich und liefern unzureichende Ergebnisse.
- Wachsende Qualitätsanforderungen und sinkende wirtschaftliche Spielräume erfordern Lösungen zur automatisierten, gefahrlosen und flächendeckenden Siloreinigung mit Nachweis der Reinigungswirkung.
Die Entwicklung von präzise arbeitenden Siloreinigungsrobotern und die Etablierung standardisierter Qualitätskontrollsysteme stellen zwingend erforderliche und erfolgversprechende Lösungsansätze für diese Problemstellungen dar, welche nun durch die Kompetenzen im Steinbeis-Verbund forciert werden. Das im September 2022 gegründete Steinbeis-Innovationszentrum Angewandte Produkt- und Prozessentwicklung (IPP) beschäftigt sich mit Aufgaben und Fragestellungen zur automatisierten Siloreinigung und ihren Effekten, wie etwa dem Langzeitverhalten der Robotertechnik oder dem zeitabhängigen Keimwachstum im Silo. Am Steinbeis-Transferzentrum Maschinen- und Anlagenbau (TMA) werden ergänzend der Transfer der Entwicklungsergebnisse in die Praxis fokussiert und die Verbreitung der innovativen und gründlichen Reinigungstechnologie des Erfinders Bernd Pragst vorangetrieben.
Kontakt
Dr.-Ing. Kristin Mandel (Autorin)
Ronny Wagler (Autor)
Bernd Pragst (Autor)
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