Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Tierfutter,
insbesondere die Auswahl und Verbesserung von Rohmaterial für die Herstellung
von Tierfutter.
Tierfutter bestehen typischerweise aus einer Mischung von Materialien.
So ist zum Beispiel eine typische Zusammensetzung für ein Geflügelfutter
25% Sojaschrot, 50% Mais, 20% Nebenerzeugnisse, die als Tierfutter geeignet sind,
und 5% Mineralien, Vitamine, Ergänzungsstoffe und sonstige Futtermittelzusatzstoffe.
Futtermittel für andere Tiere weisen unterschiedliche Zusammensetzungen auf,
und Sojaschrot ist eine der wichtigsten pflanzlichen Proteinquellen für Tierfutter
im allgemeinen. Er ist zum Beispiel eine der Hauptbestandteile von Geflügelfutter.
Für das effizienteste Wachstum bei Tieren muß die Ration
genau festgelegt sein, und die Nährstoffzusammensetzung des Futtermittels ist
daher von großer Bedeutung. Die Nährstoffzusammensetzung von natürlichen
Rohmaterialien unterliegt jedoch einer starken Variation. Sojaschrot ist zum Beispiel
in Produkte mit hohem und niedrigem Proteingehalt eingeteilt, nämlich Sojaschrot
mit hohem Proteingehalt (high protein soyabean meal, HPSBM) mit 49% Protein und
Sojaschrot mit niedrigem Proteingehalt (low protein soyabean meal, LPSBM) mit 44%
Protein. HPSBM ist teurer als LPSBM, aber in Wirklichkeit weist keines dieser beiden
Produkte einen gleichbleibenden Proteingehalt auf, sondern dieser schwankt innerhalb
gewisser Grenzen um den Durchschnittswert. Der Preis von Rohmaterialien wie Sojaschrot
schwankt ebenfalls; die Preise von Rohmaterialien sind jedoch häufig stark
miteinander korreliert, da sie von der Nährstoffzusammensetzung abhängen
können. Außerdem stellt Sojaschrot Protein für die Ration bereit
und die umfassend Aminosäuren und sonstige Nährstoffe. Diese sonstigen
Nährstoffe sind für eine optimale Leistung des Futtermittels sehr wichtig,
die Menge an Aminosäuren, bzw. die ersten essentiellen Aminosäuren, nämlich
Lysin, Methionin, Threonin und Tryptophan, unterliegt von Charge zu Charge Sojaschrot
großen Schwankungen, so kann zum Beispiel der Variationskoeffizient (CV) der
Lysin- und Methioninzusammensetzung von Charge zu Charge Sojaschrot ungefähr
10% betragen.
Um die Menge der erwünschten Nährstoffe in dem Futtermittel
sicherzustellen, wurde vorgeschlagen, die Nährstoffmenge in dem Rohmaterial
für das Futtermittel zu bestimmen und diese Menge falls erforderlich mit zusätzlichen
Bestandteilen wie synthetischen Nährstoffen zu ergänzen. So können
zum Beispiel die Rationen, die Sojaschrot enthalten, mit synthetischem Methionin
versetzt werden. Was die Aminosäuregehalte in Sojaschrot betrifft, so können
diese dadurch beurteilt werden, daß man das Nahinfrarotspektrum des Sojaschrots
betrachtet. Es wurde gefunden, daß das Nahinfrarotspektrum (NIRS) von Sojaschrot
vom Aminosäuregehalt abhängt. Durch Erstellen einer Datei, in der das
NIR-Spektrum mit dem Aminosäuregehalt (der auf andere Art und Weise bestimmt
wird) in Zusammenhang gebracht wird, kann man mit Hilfe des NIR-Spektrums den Aminosäuregehalt
von einer bestimmten Sojaschrotcharge bestimmen.
Solche Techniken sind in "Near-Infrared Reflectance Spectroscopy in
Precision Feed Formulation" von Van Kempen und Simmins; Applied Poultry Science,
1997, S. 471–475 und "NIRS may provide rapid evaluation of amino acids" von
Van Kempen und Jackson, Feedstuffs, 2. Dezember 1996, beschrieben.
Das bekannte Verfahren kann auf eine beliebige Anzahl Futtermittel
und ihre Nährstoffe angewandt werden. Beispiele, auf die das Verfahren angewandt
wird, sind zum Beispiel der kalorische Gehalt, insbesondere der Gehalt an metabolisierbarer
Energie, von Mais oder die Fettzusammensetzung von Mehlen der Backindustrienebenerzeugnisse,
oder der Aminosäuregehalt und der kalorische Gehalt von tierischen Nebenerzeugnissen.
Eine typischerere Art und Weise für die Bereitstellung eines
garantierten Nährstoffgehalts besteht darin, die natürliche Variation
des Nährstoffgehalts in dem Rohmaterial zu bestimmen und alle Chargen des Rohmaterials
mit so viel Zusatz zu versetzen, daß eine garantierte hohe Menge erzielt wird.
Mit dieser Vorgehensweise wird natürlich nicht die natürliche Variation
des Gehalts verringert, der Durchschnittsgehalt wird jedoch auf einen hohen Gehalt
angehoben. Der Nährstoffgehalt in der Ration, die diesen Rohstoff enthält,
kann jedoch trotzdem noch überschätzt werden, den Erfordernissen des Tiers
wird nicht entsprochen und die Leistung ist reduziert. Um diese Gefahr zu minimieren,
werden bei der Formulierung des Futtermittels Sicherheitsmargen verwendet. Diese
Sicherheitsmargen führen zu einer systematischen Überformulierung bei
bestimmten Nährstoffbestandteilen, und solch eine Überformulierung ist
kostenintensiv und effizienzmindernd.
Bei einer Analyse der wirtschaftlichen Variabilität von Sojaschrot
und der Variabilität der Aminosäuren von Charge zu Charge Sojaschrot wurde
eine überraschende Entdeckung gemacht. Obwohl ein hoher Gehalt an
einem bestimmten Nährstoff (z.B. Methionin) bei allen Chargen dadurch, daß
man eine hohe Spezifikation vorschrieb und einen Zusatz (mit synthetischem Methionin)
durchführte, garantiert werden konnte, war der Preis des verbesserten Rohmaterials
im Vergleich zu dem Preis von vergleichbaren Rohmaterialien, insbesondere Sojaschrotprodukten
und sonstigen proteinbereitstellenden Rohmaterialien, begrenzt. Verfügte eine
Futterfabrik über NIR und zusätzliches Methionin, so bot das nach diesem
Verfahren verbesserte Produkt keinen wirtschaftlichen Vorteil. Es wurde jedoch gefunden,
daß weiter oben in der Versorgungskette Rohmaterial-Cluster identifiziert werden
konnten (z.B. in einer Sojamühle), die gewisse ernährungsphysiologische
Profile aufwiesen, aufgrund derer diese Chargen durchweg günstiger für
die Futtermittelformulierungs-Software werden, die die in Inventar aufzuweisenden
und in den Futtermittelformulierungen in dieser Futterfabrik mit zuverwendenden
optimalen Rohmaterialien auswählt. Diese Cluster wurden systematisch unterbewertet,
wenn man nur der erwartete Profil der Nährstoffzusammensetzung anstatt der
gemessenen Werk, in diesem Fall mit NIRS, sowie die relativen Verhältnisse
der Nährstoffe in Bezug auf die Spezifikationen von allen von der Futtermittelfabrik
hergestellten Futtermittelformulierungen betrachtete. Weiterhin konnte ein Schwellenwert
bestimmt werden, für den nur ein minimaler Zusatz der erwünschten Nährstoffe
erforderlich war, für den genug Produkt hergestellt werden konnte, um die vermutete
Nachfrage nach diesem Produkt zu befriedigen, und für den das garantierte Nährstoffprofil
einen höheren Wert aufwies als der Preis von Zusatzstoff und Rohmaterial. Im
vorliegenden Beispiel konnten in Sojaschrotchargen mit NIRS Gesamtmethionin und
-lysin, verdauliches Methionin und Lysin sowie Gesamtprotein bestimmt werden, es
wurden Cluster entdeckt, die diese Nährstoffe in relativen Verhältnissen
aufwiesen, die sich in der Nähe eines vorbestimmten Schwellenwerts bewegten,
nur ein minimaler Zusatz von synthetischem Methionin war erforderlich, und Rationen,
die mit diesem verbesserten Produkt formuliert wurden, waren kostengünstiger
und wiesen eine niedrigere Variabilität und höhere Verdaulichkeit auf
als dies mit traditionellen Futtermittelformulierungen mit existierenden Rohmaterialien
erzielt werden konnte.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren für die Analyse,
Auswahl und Verbesserung von Rohmaterialien für Tierfuttermittelprodukte bereit,
und zwar so, daß die systematische Überformulierung vermieden wird und
daß trotzdem ein gewünschter Nährstoffgehalt in dem mit dem Zusatzmittel
versetzten Produkt garantiert wird. Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren
zur Bestimmung eines Schwellenwerts bereit, bei dem nicht nur der ernährungsphysiologische
Wert, sondern auch der wirtschaftliche Wert in Betracht gezogen wird.
Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem
Aspekt ein Verfahren bereit, das die folgenden Schritte umfaßt:
Analysieren der Nährstoffzusammensetzung von Chargen eines Rohmaterials für
ein Tierfuttermittelprodukt;
Vergleichen der Nährstoffzusammensetzung mit einer vorbestimmten Nährstoffzusammensetzung;
Berechnen der Menge an zusätzlichem Nährstoff, der erforderlich ist, um
die Zusammensetzung der Charge auf die vorbestimmte Nährstoffzusammensetzung
zu bringen;
Bestimmen eines Schwellenwerts, für den Rohmaterial-Cluster sowohl ökonomisch
als auch ernährungsphysiologisch günstig sind;
Durchmustern der Chargen, um diejenigen zurückzuweisen, bei denen die erforderliche
zusätzliche Nährstoffmenge einen Schwellenwert übersteigt, und diejenigen
anzunehmen, bei denen die erforderliche zusätzliche Nährstoffmenge einen
Schwellenwert unterschreitet; und
Versetzen nur der angenommenen Chargen von Rohmaterial mit der berechneten zusätzlichen
Nährstoffmenge.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren weiterhin einen Schritt, daß
man die statistische Verteilung (d.h. die Häufigkeit) des Nährstoffgehalts
von Rohmaterialchargen analysiert; die Anzahl Chargen, bei denen die erforderliche
zusätzliche Nährstoffmenge den Schwellenwert unterschreitet, beurteilt,
sowie unter der Voraussetzung, daß diese Anzahl Chargen einen vorbestimmten
Wert überschreitet, die Schritte des Durchmusterns und des Versetzens durchführt.
Dies läßt sich bequem dadurch durchführen, daß man eine Nährstoffzusammensetzungsschwelle
festlegt und den Nährstoffgehalt von jeder Charge mit dem Schwellenwert vergleicht
und diejenigen Chargen, die den Schwellenwert nicht erreichen, zurückweist.
Die Nährstoffzusammensetzungsschwelle kann die Grenze eines Bereichs
von Nährstoffzusammensetzungen in der Nähe eines zuvor definierten Nährstoffzusammensetzungsprofils
definieren, und der Schritt, daß man die statistische Verteilung des Nährstoffgehalts
der Rohmaterialchargen analysiert, umfaßt die Schätzung desjenigen Prozentsatzes
an Chargen, die innerhalb dieses Bereichs als Cluster vorliegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Nährstoffzusammensetzung
die Menge an mindestens einer Aminosäure wie Methionin oder Lysin im Rohmaterial
sein. Dies kann mit Hilfe einer raschen, bequemen in-vitro-Analysetechnik
wie Nah-Infrarot-Reflektions-Spektroskopie (NIRS) gemessen werden. Hier kann eine
Datei erstellt werden, die das NIRS-Spektrum des Rohmaterials mit dem Aminosäuregehalt
in bezug stellt, und einlaufende Chargen können spektroskopisch untersucht
werden und dann kann mit Hilfe der Datei der Aminosäuregehalt abgeleitet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch die Verdaulichkeit
des Nährstoffs in dem Rohmaterial gemessen werden. Dies wird auf gleiche Weise
wie für die Menge der Aminosäure, nämlich mittels NIRS-Analyse, bestimmt.
Wiederum wird wie oben eine Datei erstellt. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung wird der Begriff Verdaulichkeit als derjenige Anteil eines bestimmten
Nährstoffs bestimmt, der für die Verstoffwechselung durch das Tier tatsächlich
verfügbar ist, zum Beispiel bezieht sich "verfügbarer Phosphor" auf diejenige
Phosphormenge, die von dem Tier verstoffwechselt wird; verdauliche Aminosäuren
sind diejenige Menge an Aminosäuren, die von dem Tier verstoffwechselt werden,
und metabolisierbare Energie ist die diejenige Futtermenge in Kalorien, die tatsächlich
von dem Tier verstoffwechselt wird.
Bei der Nährstoffzusammensetzung kann es sich jedoch auch um
die Menge Fett oder Öl im Rohmaterial, den kalorischen Gehalt, den Mineralgehalt
wie Calcium und Phosphor, oder um den verfügbaren, verdaulichen oder metabolisierbaren
Anteil dieser oder sonstiger Nährstoffe handeln.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für Rohmaterialien wie
Sojaschrot und Mais oder Nebenerzeugnisse wie tierische Nebenerzeugnisse, die Hauptbestandteile
in Tierfuttermitteln sind.
Die Erfindung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Analyse- und Verbesserungssystems
durchgeführt, das ein Analysegerät (bei dem es sich um ein NIRS-Gerät
handeln kann), ein Datenverarbeitungsgerät wie einen programmierten Computer,
der die Vergleichs- und Berechnungsschritte durchführt, und ein Gerät
für die Bereitstellung einer Nährstoffergänzung für das Versetzen
der angenommenen Rohmaterialchargen mit dem Nährstoff beinhaltet. Die Erfindung
umfaßt also ein Computerprogramm, das auf die Kontrolle und Durchführung
des Verfahrens mit solch einem System angepaßt ist.
Das Ergebnis der Anwendung der Erfindung ist die Herstellung eines
verbesserten Rohmaterials mit einem gleichbleibenden, gewünschten Nährwertgehalt
und mit einer niedrigeren Varianz als der natürlichen Varianz des Nährwerts.
Dies kann zu weniger Umweltverschmutzung im Form von Stickstoff oder Phosphor im
Mist von Tieren führen, die Rationen aufnehmen, die das verbesserte Rohmaterial
enthalten.
Die Erfindung soll nun an Hand von den beigelegten Zeichnungen genauer
beschrieben werden, in denen
ein Flußdiagramm ist, das den Fluß
der Entscheidungsfindung insgesamt in einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
eine Graphik ist, die den Zusammenhang zwischen
verdaulichem Lysingehalt und Proteingehalt in Mais darstellt;
eine schematische Darstellung ist, die die
Erfindung, wie sie auf die Verarbeitung von Sojaschrot angewandt wird, zeigt;
ein NIR-Spektrum von Methionin darstellt;
ein NIR-Spektrum von Sojaschrot darstellt;
und
den verdaulichen Methioningehalt von natürlichem
Sojaschrot sowie einem Tierfuttermittel, das das verbesserte Sojaschrot enthält,
darstellt.
stellt den Entscheidungsfluß insgesamt
bei einer Ausführungsform der Erfindung dar, und dies soll unten an Hand einer
bestimmten Anwendung der Erfindung auf die Verarbeitung von Sojaschrot, der wie
bereits oben diskutiert eine der Hauptkomponenten von Tierfuttermitteln ist, beschrieben
werden.
Bei ist der erste Schritt in
dem Verfahren allgemein ausgedrückt die Identifikation eines möglichen
Futtermittels. Typische Beispiele sind Sojaschrot, Mais oder Nebenerzeugnisse wie
Nebenerzeugnisse der Backindustrie, Nebenerzeugnisse der Brauereiindustrie oder
tierische Nebenerzeugnisse. Diese Futtermittel können Protein sowie andere
Nährstoffe wie Aminosäuren für das Tier bereitstellen. Die Futtermittel
weisen jedoch keinen einheitlichen Gehalt auf. In
ist für Mais die Variabilität des verdaulichen Lysingehalts in Abhängigkeit
vom Proteingehalt von zufällig ausgewählten Chargen dargestellt. Man sieht,
daß der verdauliche Lysingehalt beträchtlich schwanken würde, auch
dann, wenn man einen gleichbleibenden Proteingehalt auswählen würde.
Bei der Erfindung ist daher der nächste Schritt 110
die Bestimmung der ernährungsphysiologischen Eigenschaften sowie der wirtschaftlichen
Eigenschaften (in erster Linie akzeptabler Preis) eines gewünschten oder idealen
Futtermittels. Im Fall von Sojaschrot für Geflügelfutter ist, wie bereits
oben erwähnt, das Sojaschrot im wesentlichen als Produkt mit hohem Proteingehalt
(49%) oder als Produkt mit niedrigem Proteingehalt (44%) verfügbar. Das Produkt
mit hohem Proteingehalt ist mit 160$ pro Tonne teurer als das Produkt mit niedrigem
Proteingehalt mit einem Preis von 150$ pro Tonne. Obwohl erwartet werden kann, daß
das Produkt mit hohem Proteingehalt hohe Aminosäuregehalte aufweist, wird in
Wirklichkeit gefunden, daß der Aminosäuregehalt in beiden Sojaschrotarten
einer starken Schwankung unterliegt. Es kann also nicht einmal die Verwendung des
Produkts mit hohem Proteingehalt garantieren, daß das zum Schluß erhaltene
Futtermittel einen optimalen Wert für das Tier aufweist. Außerdem muß
ein goldener Mittelweg zwischen der Verwendung von niedrigeren Mengen des teureren
Schrots mit hohem Proteingehalt bzw. größeren Mengen des billigeren Sojaschrots
mit niedrigerem Proteingehalt eingeschlagen werden.
Erfindungsgemäß werden daher in Schritt 120 die
wertvollsten Nährstoffe in dem Futtermittel identifiziert. Bei Sojaschrot handelt
es sich dabei um Methionin und Lysin. Es ist wichtig, sich darüber im Klaren
zu sein, daß nicht alle vorhandenen Nährstoffe für das Tier verdaulich
sein müssen. Die Gesamtzusammensetzung und die Verdaulichkeit der Nährstoffe
müssen daher ebenfalls in Betracht gezogen werden. Im vorliegenden Beispiel
bei Sojaschrot ist eine Verdaulichkeit von ungefähr 90% gemäß NIRS-Durchmusterung
wünschenswert.
Anschließend wird im Schritt 130 die Empfindlichkeit
des Preises des Futtermittels gegenüber der Nährstoffzusammensetzung analysiert.
Bei Sojaschrot war ein identischer Methionin- und Lysingehalt, wenn möglich
bei dem Sojaschrot mit hohem Proteingehalt, wünschenswert.
In Schritt 140 muß nun überlegt werden, ob genug
Futtermittel verfügbar ist, das ökonomisch mit zusätzlichem Nährstoff
verbessert werden kann, um das gewünschte Nährstoffprofil zu erreichen,
und es wird daher eine statistische Analyse des Futtermittels durchgeführt.
Bei Sojaschrot findet man, daß die Nährstoffzusammensetzung, insbesondere
in Bezug auf den Aminosäuregehalt, nicht gleichmäßig verteilt ist.
Vielmehr bilden die Chargen bezüglich ihres Aminosäuregehalts Cluster.
Mit der Erfindung werden Cluster von Chargen von Sojaschrot mit niedrigem Proteingehalt
identifiziert, deren Aminosäuregesamtzusammensetzung als auch Zusammensetzung
an verdaulichen Aminosäuren hochwertig ist. Bei diesen Chargen ist nur eine
kleine Zusatzmenge erforderlich, um zu dem gewünschten Nährstoffprofil
zu gelangen, nämlich einem Aminosäureprofil, das mit demjenigen von Sojaschrot
mit hohem Proteingehalt identisch ist.
Bezüglich der statistischen Verteilung des Futtermittels muß
nun im Schritt 150 die für das Versetzen jeder der Chargen in den
gewählten Clustern erforderliche Menge an Zusatz berechnet werden. Dies kann
mit Hilfe einer Monte-Carlo-Simulation durchgeführt werden, um die durchschnittlich
benötigte Zusatzmenge und die Verteilung dieser Zusatzmenge (minimale und maximale
erforderliche Zusatzmenge) zu bestimmen. Bei Sojaschrot werden die Cluster des Sojaschrots
mit niedrigem Proteingehalt, die in bezug auf den Aminosäuregehalt in der Nähe
des Sojaschrots mit hohem Proteingehalt liegen, so gewählt, daß die minimale
zusätzliche Methionin- und Lysinmenge 0% und das Maximum 0,1% ist. Im Schritt
160 werden die Kosten solch eines Zusatzes als Rohmaterialkosten (die sich
bei LPSBM auf 150$ pro Tonne belaufen), Kosten des Zusatzes und Kosten der Überwachungs-,
Analyse- und Zusetzgerätschaft berechnet.
Im Schritt 170 werden dann die Kosten der Produktion des
mit Zusatz versehenen Futtermittels mit den Kosten von existierenden Konkurrenzfuttermitteln
wie HPSBM verglichen. In Tabelle 1 unten sind die Nährstoffzusammensetzung
und der ökonomische Wert von Sojaschrot bei LPSBM, HPSBM und dem verbesserten
Produkt, das als garantierter Sojaschrot (guaranteed soyabean meal, GSBM) bezeichnet
wird, dargestellt. Man sieht, daß der Preis von LPSBM auf 150$ pro Tonne, der
Preis von HPSBM auf 160$ pro Tonne und der Preis von GSBM bei einem Verkaufspreis
von 157,50$ pro Tonne trotzdem zu reduzierten Futterkosten im Vergleich zu HPSBM
führt, und dies, obwohl die Kosten des erforderlichen Zusatzes sich auf 1,60$
pro Tonne und die geschätzten Kosten der Gerätschaft für das Durchmustern
des Produkts und Versetzen mit dem Zusatz auf 0,75$ pro Tonne belaufen. Es wird
also gezeigt, daß es mit der in dargestellten
Vorgehensweise möglich ist, ein Rohmaterial für ein Futtermittel so auszuwählen
und zu verbessern, daß unter Beibehaltung eines wirtschaftlichen Vorteils für
den Verwender des Futtermittels der Nährwert verbessert wird. So können
zum Beispiel Maischargen auf ihren kalorischen Gehalt analysiert
werden. Die Kalorienmenge in Mais, die von dem Tier verdaut werden und metabolisiert
werden kann, wird üblicherweise als "metabolisierbare Energie" (ME) bezeichnet.
Gemäß der in beschriebenen Erfindung
geschieht folgendes.
1. Mais wird als Futtermittel identifiziert.
2. Cluster von preislich günstigen Maischargen mit hoher ME können
entdeckt werden.
3. Es exitieren genug Chargen von Mais mit hohem ME-Gehalt für den Markt.
4. Es werden die Schwellenwerte der metabolisierbaren Energiezusammensetzung
bestimmt.
5. Ein Energiezusatz in Form von Pflanzenöl kann verwendet werden.
6. Der ökonomische Nettowert dieses neuen Futtermittels kann berechnet
werden.
Tabelle 1: Nährstoffzusammensetzung und ökonomischer Wert
von Sojaschrot mit garantierter Zusammensetzung
Es ist auch wichtig, anzumerken, daß die Varianz des Nährstoffgehalts
sogar im Vergleich zu HPSBM signifikant reduziert ist. Die Varianz des Nährstoffgehalts
von LPSBM beträgt 4,56%, bei HPSBM beträgt dieser Wert 4,25%, bei GSBM
jedoch nur 3,4%. Das verbesserte Produkt kann daher in der Futtermittelindustrie
verwendet werden, ohne daß man den Gehalt oder eine systematische Überformulierung
verfolgen muß, und man kann trotzdem zuversichtlich sein, daß ein Futtermittel
bereitgestellt wird, dessen Wert für das Tier garantiert ist.
In ist die Anwendung des Systems
bei der Herstellung eines verbesserten Sojaschrots schematisch dargestellt. Ein
Probenahmegerät 215 zieht Proben aus Sojaschrotchargen 210
und diese werden vom Spektrometer 217 mittels Nahinfrarotreflektionsspektroskopie
untersucht. Bei 219 wird dieses Spektrum mit Spektren, die in einer Datei
221 gespeichert sind, verglichen, wobei diese Datei die Spektren mit dem
Aminosäuregehalt in Zusammenhang bringt. In
ist das NIRS-Spektrum von Methionin dargestellt und in
das NIRS-Spektrum von Sojaschrot. Durch Vergleich der
und sieht man, daß eine direkte quantitative
Bestimmung der Zusammensetzung des Sojaschrots nicht möglich ist, da das Sojaschrotspektrum
keine klaren Peaks aufweist und das Spektrum von
eigentlich ein zusammengesetztes Spektrum von unterschiedlichen Substanzen, die
im Sojaschrot vorliegen, ist. Die bevorzugte Art der Bestimmung des Aminosäuregehalts
aus dem Spektrum ist daher, die Datei 221 zu etablieren, in der Spektren
mit dem Aminosäuregehalt, der mit Hilfe von anderen Analysetechniken bestimmt
wird, in Zusammenhang gebracht werden. Das Ergebnis des Vergleichs bei
219 ist daher ein Nährstoffprofil (Aminosäureprofil)
223. Dies wird bei 225 mit dem gewünschten Profil, das dadurch
erstellt wird, daß man die ideale Ration für das Tier in Betracht zieht,
verglichen. Die Charge wird anschließend im Schritt 227 angenommen
oder abgelehnt und, falls sie angenommen wird, wird ein Nährstoff, im vorliegenden
Fall ein Aminosäurezusatz, im Schritt 229 zugegeben, um zu dem gewünschten
Nährstoffprofil in dem Futtermittel zu gelangen.
In ist der Gehalt an verdaulichem
Methionin in dem einlaufenden Sojaschrot, der, wie man sieht, stark schwankt, und
der Gehalt in dem vollständigen Futtermittel, also nach Verbesserung durch
Zusatz von synthetischem Methionin, dargestellt. Man sieht, daß ein garantierter
Gehalt von 0,74% im Vergleich zu dem Durchschnitt von 0,62% im Rohprodukt erzielt
werden kann.
Zusammenfassend kann daher gesagt werden, daß die Ausführungsform
die Auswahl und Verbesserung von Futtermitteln für ein Tierfuttermittelprodukt
beschreibt, und zwar dadurch, daß man die statistische Verteilung des Nährstoffgehalts
von Chargen des Futtermittels analysiert und die Anzahl Chargen innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs einer gewünschten Nährstoffzusammensetzung berechnet.
Es werden die Kosten der Verbesserung des Futtermittels durch Versetzen mit Nährstoffzusätzen
berechnet und Chargen des Futtermittels werden angenommen oder zurückgewiesen,
wobei der Verbesserungsschritt nur auf die angenommenen Chargen angewandt wird.
Es ist klar, daß das Produkt des Verfahrens insofern wertvoll
ist, als es ein erwünschtes Nährstoffprofil mit einer Varianz, die unter
der natürlichen Varianz liegt, aufweist und gleichzeitig in ausreichenden Mengen
und zu einem Wert, der für die Verwender des Futtermittels akzeptabel ist,
verfügbar ist. Insbesondere bei dem oben erläuterten Beispiel des Sojaschrots
besteht der zusätzliche Vorteil, daß das Produkt einen niedrigen Proteingehalt,
jedoch einen hohen Aminosäuregehalt, aufweist. Der niedrige Proteingehalt reduziert
wirksam die Umweltverschmutzung, die von den Tieren, die das zum Schluß erhaltene
Futtermittelprodukt verzehren, produziert wird. Mit der Erfindung kann solch ein
Produkt dadurch hergestellt werden, daß man das Rohmaterial in bezug auf den
Nährstoffgehalt auswählt und so eine systematische Überformulierung
vermeidet. Weiterhin ermöglicht die statistische Analyse der Häufigkeitsverteilung
des Nährstoffgehalts unter Chargen des Futtermittels die Optimierung der Auswahl
des Rohmaterials in bezug auf die Menge an zu produzierendem Produkt, die Produktionskosten
und das gewünschte Nährstoffprofil.
Anspruch[de]
Verfahren zur Bereitstellung eines garantierten Tierfutterbestandteils
aus einem Rohmaterial, wobei der Gehalt, die Verdaulichkeit und die metabolisierbare
Energie dieses Rohmaterials in bezug auf mindestens eine Aminosäure optimiert
worden ist und fix ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Bestimmen der Menge, der Verdaulichkeit und der metabolisierbaren Energie dieser
mindestens einen Aminosäure mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) an Chargen
des Rohmaterials, wobei man zu der ernährungsphysiologischen Zusammensetzung
dieser Chargen des Rohmaterials gelangt,
Vergleichen der Nährstoffzusammensetzung mit einer vorbestimmten Nährstoffzusammensetzung,
Berechnen der Menge an der mindestens einen Aminosäure, die jeder Charge zuzusetzen
ist, um zu einem gewünschten Aminosäuregehalt in diesem Bestandteil zu
gelangen,
Bestimmen eines Schwellenwerts, ab dem Rohmaterial-Cluster sowohl ökonomisch
als auch ernährungsphysiologisch günstig sind,
Durchmustern der Chargen, um diejenigen zurückzuweisen, bei denen die erforderliche
zusätzliche Aminosäuremenge einen Schwellenwert übersteigt,
und diejenigen anzunehmen, bei denen die erforderliche zusätzliche Aminosäuremenge
einen Schwellenwert unterschreitet;
Versetzen der angenommenen Rohmaterialchargen mit der berechneten zusätzlichen
Aminosäuremenge, um zu dem garantierten Bestandteil zu gelangen.Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Rohmaterial aus der Reihe Sojaschrot
und Mais stammt.Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Rohmaterial um Sojaschrot
und bei der Aminosäure um Methionin und/oder Lysin handelt.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiterhin die Schritte
umfaßt, daß man die statistische Verteilung des Nährstoffgehalts
von Rohmaterialchargen analysiert; aufgrund der statistischen Verteilung die Anzahl
Chargen, bei denen die erforderliche zusätzliche Aminosäuremenge einen
Schwellenwert unterschreitet, beurteilt, sowie unter der Voraussetzung, daß
diese Anzahl Chargen einen vorbestimmten Wert überschreitet, die genannten
Schritte des Durchmusterns und des Versetzens durchführt.Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin den Schritt umfaßt, daß
man eine Nährstoffzusammensetzungsschwelle bezüglich der genannten Schwelle
und der genannten statistischen Verteilung etabliert, und wobei man bei dem Schritt
des Durchmusterns den Nährstoffgehalt jeder Charge mit der Nährstoffzusammensetzungsschwelle
vergleicht und diejenigen Chargen, die die Nährstoffzusammensetzungsschwelle
nicht erreichen, zurückweist.Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Nährstoffzusammensetzungsschwelle
eine Grenze eines Bereichs von Nährstoffzusammensetzungen im Vergleich zu einem
vordefinierten Nährstoffzusammensetzungsprofil definiert und bei dem Schritt
der Analyse der statistischen Verteilung des Nährstoffgehalts von Rohmaterialchargen
der Prozentsatz Chargen, die innerhalb dieses Bereichs ein Cluster bilden, geschätzt
wird.Ein Analyse- und Verbesserungssystem zur Bereitstellung eines garantierten
Tierfutterbestandteils aus einem Rohmaterial, wobei der Gehalt, die Verdaulichkeit
und die metabolisierbare Energie dieses Rohmaterials in bezug auf mindestens eine
Aminosäure optimiert worden ist und fix ist, wobei das System folgendes umfaßt:
ein Analysegerät zur Bestimmung der Menge, der Verdaulichkeit und der metabolisierbaren
Energie dieser mindestens einen Aminosäure mittels Nahinfrarotspektroskopie
(NIRS) an Chargen des Rohmaterials, wobei man zu der Nährstoffzusammensetzung
dieser Chargen des Rohmaterials gelangt, wobei das Analysegerät ein Nahinfrarotspektrometer
für die Durchführung einer Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) an diesen Chargen
für ein NIR-Spektrum des Rohmaterials sowie eine Datenbank, in der Informationen
bezüglich des NIR-Spektrums des Rohmaterials in bezug auf dessen Nährstoffgehalt
gespeichert wird, umfaßt; ein Datenverarbeitungsgerät für den Vergleich
der Nährstoffzusammensetzung mit einer vorbestimmten Nährstoffzusammensetzung,
Berechnen der Menge an der mindestens einen Aminosäure, die jeder Charge zuzusetzen
ist, um zu einem gewünschten Aminosäuregehalt in diesem Bestandteil zu
gelangen, Durchmustern der Chargen, um diejenigen zurückzuweisen, bei denen
die erforderliche zusätzliche Aminosäuremenge einen Schwellenwert übersteigt,
und diejenigen anzunehmen, bei denen die erforderliche zusätzliche Aminosäuremenge
einen Schwellenwert unterschreitet; sowie ein Gerät zur Bereitstellung des
Aminosäurezusatzes zum Versetzen der angenommenen Rohmaterialchargen mit der
berechneten Menge an zusätzlicher Aminosäure.