Ergebnisse
Die Herstellungskosten der Insektenmehlproduktion sind in großem Maße von den Rohstoffkosten abhängig. Als Ansatz zur Kostenoptimierung des Herstellungsverfahrens sind kostengünstige Rohstoffquellen auf Reststoffbasis als Nährsubstrat für die Insektenproduktion untersucht worden. Dazu zählte die Untersuchung der Substrateignung, Charakterisierung der Materialeigenschaften und die Konzeptentwicklung für das Rohstoffhandling.
Vorgehen und Methodik
Grundlagen und Versuchsaufbau
Der gesamte Prozess der Hermetiaproduktion kann in zwei Produktionsstufen untergliedert werden, wobei in der ersten Stufe der Insektenproduktion die Insekteneigwinnung im Vordergrund steht und in der zweiten Stufe der Larvenproduktion die Aufzucht der Junglarven durchgeführt wird. Abbildung 1 zeigt eine schematische Darstellung des Hermetiaverfahrens.
Während der Insektenproduktion werden die Eier der Hermetiafliege gesammelt, die in der Larvenproduktion zur Aufzucht der Insektenlarven und -puppen eingesetzt werden. Ein Teil der Larven entwickelt sich zu Hermetiapuppen, die in der Insektenproduktion zu geschlechtsreifen Hermetiafliegen heranwachsen und neue Hermetiaeier ablegen. Die übrigen Hermetialarven, die nicht in die Insektenproduktion gehen, werden vor der Verpuppung aus der Larvenproduktion entnommen und zu Hermetiamehl weiterverarbeitet. Der Einsatz kostengünstiger Futterstoffe ist im Besonderen im Produktionsschritt der Larvenproduktion von wirtschaftlicher Bedeutung, denn für die Aufzucht der Junglarven sind große Mengen an Substrat erforderlich. Im Labormaßstab sind unterschiedliche Futterstoffalternativen speziell im Bereich der Larvengewinnung näher untersucht worden.
Die Hermetia Baruth GmbH stellte Junglarven für die Fütterungsversuche im Labormaßstab zur Verfügung. Die Junglarven wurden mit einem durchschnittlichen Alter von 9-12 Tagen nach der Eiablage an das DBFZ Labor geliefert. Zu diesem Zeitpunkt hatten die Junglarven ein mittleres Gewicht von ca. 2,4mg und eine durchschnittliche Größe von 2 mm. In parallelen Fütterungsversuchen im Maßstab von ca. 250ml ist das Wachstum der Junglarven auf unterschiedlichen Substraten getestet worden. Dazu wurden die Junglarven und das Testsubstrat in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen jeweils als Dreifachansatz eingewogen und über den gesamten Versuchszeitraum temperiert (siehe Abbildung 3). Das Larvenwachstum und das Larvenendgewicht wurden über einen Versuchszeitraum von 13 - 17 Tagen dokumentiert. Die Versuche wurden bis zur Gewichtskonstanz der Larven durchgeführt. Nach Erreichen des Abbruchkriteriums wurden die Probenansätze gesiebt und Reststoffe und Larven einzeln untersucht. Stoffanalysen wurden von den ausgewachsenen Larven und den Einsatz- und Reststoffen durchgeführt. Aus den gewonnenen Daten konnte die Wachstumsgeschwindigkeit der Larven berechnet und die Gesamteffizienz der Futterverwertung der untersuchten Substrate bewertet werden.
Untersuchte Substrate
Folgende Rohstoffe wurden bisher als potentielle Futtermittel für die Hermetialarvenzucht untersucht:
Reststoffe und Abfallstoffe
- Hühnertrockenkot
- Gärrest landwirtschaftlicher Biogasanlage
- Gärrest industrieller Biogasanlage
- Wasserpflanze Elodea Nutallii
- Wasserpflanzensilage Elodea Nutallii
- Wasserpflanze Myophyllum
- Wasserpflanze Lemna Minor
- Wasserpflanze Nymphaea alba
- Maissilage-Futterreste aus der Milchkuhhaltung
- Futterreste der Insektenzucht
Reststoffe bzw. Nebenprodukte mit Nutztierfutterqualität
- Biertreber
- Getrocknete Pressschlempe (DDGS) aus der Bioethanolerzeugung
- Getreideschlempe-Flüssigsilage
- Kaffeereste
Die Substratauswahl kann in zwei Gruppen unterteilt werden. Die Reststoffe Getreideschlempe, Biertreber, Maissilage-Futterreste und Kaffeereste zählen zu den Futterstoffen, die Futtermittelrechtlich unbedenklich sind und nach derzeitigen rechtlichen Vorgaben für die wirtschaftliche Produktion von Hermetia eingesetzt werden dürfen. Nach der EU-Regulierung 1069/2009 Tierische Nebenprodukte (Artikel 3 Punkt 6) ist die Schwarze Soldatenfliege als Nutztier definiert. Somit dürfen in Europa derzeit lediglich Nutztierfuttermittel als Einsatzstoffe für die Hermeatiaproduktion verwendet werden. Die Regulierung 999/2001 BSE/TSE Regulierung sagt aus, dass keine verarbeiteten tierischen Proteine (PAP = processed animal protein) an Nutztiere verfüttert werden dürfen. 2001 wurde nur die Ausnahme Fischmehl zugelassen. Seit dem 1. Juli 2017 dürfen Proteinmehle von sieben Insektenarten an Fische in Aquakultur (Nutztiere) verfüttert werden. Die Regulierung ist ein Anhang zur 999/2001 und hat die Nummer 2017/893. Das Thema Insekten ist Bestandteil weiterer einschlägiger Regulierungen wie der Regulierung 767/2009 - Inverkehrbringen- und Verwendung von Futtermitteln und der Regulierung 68/2013 - Katalog der Einzelfuttermittel.
Untersuchte Prozessbedingungen
Im Rahmen paralleler Fütterungsversuche mit unterschiedlichen Substratproben sind folgende Einflussfaktoren auf das Wachstumsverhalten der Hermetialarven näher untersucht worden:
- Prozesstemperatur
- Temperatur des Substrates zu Versuchsbeginn
- Futterkonzentration und Wassergehalt des Substratmaterials
- Austrocknungsverhalten des Substrates während des Fütterungsversuchs