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Smart MAnagement of spent mushRoom subsTrate to lead the MUSHROOM sector towards a circular economy

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Wachsende Chancen: Die Umwandlung von Pilzsubstrat in Dünger

Bei der Pilzzucht fallen Abfallsubstrate an, die für die Zuchtbetriebe kostspielig zu verarbeiten sind. Im Einklang mit der biobasierten Kreislaufwirtschaft hat Smartmushroom eine umweltfreundliche Technik entwickelt, um landwirtschaftliche Abfälle als Dünger zu nutzen.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

So wie Pflanzen die Nährstoffe für ihr Wachstum aus dem Boden beziehen, erhalten Pilze diese aus Substraten, die aus Abfällen der Viehzucht und der Landwirtschaft stammen. Nach der Kultivierung, wenn die Nährstoffe aufgebraucht sind, werden diese als verbrauchte Pilzsubstrate bezeichnet. Verbrauchte Pilzsubstrate werden üblicherweise als Dünger wiederverwendet, müssen jedoch aufgrund ihres hohen Feuchtigkeitsgehalts (ca. 70 %) zunächst getrocknet werden, um Transportkosten zu senken. Dazu wird das Substrat traditionell im Freien gelagert, wobei man sich auf die Sonne stützt. Das EU-finanzierte Projekt Smartmushroom hat einen Prozess entwickelt und demonstriert, bei dem Biogas, das aus frischen verbrauchten Pilzsubstraten erzeugt wird, zur Trocknung eines Gemischs aus Gärresten und Pilzsubstraten verwendet wird, um daraus pelletierten Dünger herzustellen. „Dieser organische Dünger kann an jede Region in Europa verkauft werden“, sagt Projektkoordinator Pablo Martínez vom Mushroom Technological Research Centre of La Rioja. „Da die Nachfrage in der Landwirtschaft nach Pellets größer ist als die Produktionskapazität unserer Pilotanlage, sind wir mit den Projektergebnissen zufrieden.“

Produktion von organischem Dünger

Die neue methanogene Technik von Smartmushroom verwendet Hydrolyse, auf die eine anaerobe Vergärung folgt. Das entstehende Biogas treibt einen Trocknungsprozess mit bis zu 28 % Feuchtigkeit an, der mittels Kondensation und Adsorption durch Sepiolith-Filter den Wasserentzug aus dem verbrauchten Pilzsubstrat beschleunigt. Das getrocknete verbrauchte Pilzsubstrat kann dann mit natürlichem Stickstoff-Phosphor- und -Kalium-Dünger angereichert werden, der auf die spezifischen landwirtschaftlichen Bedürfnisse zugeschnitten ist, bevor es pelletiert wird. Im Rahmen des Projekts wurden mehrere Versuche durchgeführt, die sich auf drei Bereiche konzentrierten. Um die anaerobe Vergärung zu testen, experimentierte das Team mit verschiedenen Vergärungsmischungen im Labormaßstab. Mit dem verbrauchten Pilzsubstrat als Hauptrohstoff wurden andere Agrarabfallsubstrate hinzugefügt, um die Biogaserzeugung zu optimieren und den Methangehalt zu erhöhen. So konnte das Team die optimalen Einspeiseparameter für eine Pilotanlage festlegen. Das beste Verhältnis erwies sich als sieben Teile verbrauchtes Pilzsubstrat zu zwei Teilen Abwasser aus der Marmeladenherstellung und einem Teil Glyzerin. Die Temperatur, die Taktung und die Geschwindigkeit des Trockners wurden angepasst, um die Leistung des Biogases zu maximieren und gleichzeitig Schwankungen bei der Zusammensetzung zu berücksichtigen. So konnte eine automatische Einstellung für den Trockner eingerichtet werden. Die auf verbrauchtem Pilzsubstrat basierenden Pellets wurden als Dünger für verschiedene Kulturen getestet – darunter Salat, Blumenkohl, Paprika, Tomaten, Brokkoli, Wein und Getreide. Dies wurde in Gewächshäusern und auf offenen Feldern in Serbien und Spanien durchgeführt. „Diese Versuche waren so erfolgreich, dass die teilnehmenden landwirtschaftlichen Betriebe die Pellets weiter verwenden wollten“, bemerkt Martínez. Das Projekt baute eine Pilotanlage mit SMS-ADryer bei Sustratos de La Rioja, dem autorisierten Verwalter von Pilzabfällen in der Region. Die anaeroben Fermenter werden in einer modularen Containerbauweise installiert, statt in einem Betongebäude, um unterschiedliche Mengen an verbrauchtem Pilzsubstrat unterzubringen. Der Trockner besteht aus einem Brenner, der das verbrauchte Pilzsubstrat auf die von der Produktionsanlage zur Herstellung der Pellets benötigte Feuchtigkeit trocknet. „Die Ergebnisse sind sehr positiv, denn die Pilotanlage kann jährlich 36 000 Tonnen frisches verbrauchtes Pilzsubstrat in 8 500 Tonnen organische Düngerpellets umwandeln“, sagt Martínez.

Vorteile für die Pilzzucht

Die Innovation von Smartmushroom spart den Zuchtbetrieben laut Martínez nicht nur Kosten für die Abfallwirtschaft, die sich für den gesamten europäischen Sektor auf 29,2 Millionen Euro belaufen, sondern schafft sogar eine Einnahmequelle. Das System bietet außerdem Vorteile für die Umwelt, da das Verfahren Kohlenstoff bindet und atmosphärisches Kohlendioxid in das Erdreich überführt. Es trägt auch dazu bei, die Degradierung des Bodens zu reduzieren, indem es Dünger mit bis zu 50 % organischer Substanz hinzufügt. „Durch die Aufwertung von Pilzabfällen kann Smartmushroom die Erträge in der Landwirtschaft erhöhen, was der Beschäftigung und einem wettbewerbsfähigeren Landwirtschaftssektor zugute kommt“, merkt Martínez an. Mit den bereits vorliegenden Simulationen für die Industrialisierung ist die Pilotanlage bereit für die Hochskalierung. Sobald es die Reisebeschränkungen durch COVID-19 erlauben, wird das Team die Anlage besichtigen.

Schlüsselbegriffe

Smartmushroom, Pilz, Substrat, Abfall, Dünger, organisch, Pellet, Ernte, Biogas, landwirtschaftlich, Kohlendioxid

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