Innovative Herstellung von mit Chitosan beschichteten Aquafutterpellets aus Küstenabfällen mittels Top-Spray-Wirbelschichttrocknung

Aus Küstenresten wertvolles Futter machen

An vielen Küsten türmen sich bei der Verarbeitung von Meeresfrüchten Abfälle wie Garnelenschalen, Krabbenschalen und Algen an. Diese Studie zeigt, wie sich diese Reste in hochwertige Futterpellets für Zuchtfische und -garnelen verwandeln lassen. Durch geschicktes Trocknen und Beschichten recyceln die Forschenden nicht nur nährstoffreiche Abfälle, sondern erzeugen zugleich ein haltbareres Futter, das sich besser lagern lässt, weniger verschwendet wird und dazu beitragen kann, die Aquakultur nachhaltiger und kostengünstiger zu machen.

Von Schalen und Algen zu kleinen Fischmahlzeiten

Das Team begann damit, drei Arten von Küstenabfällen — Garnelenschalen, Krabbenschalen und Spirulina-Algen — zu mahlen und in drei verschiedenen Pelletrezepturen zu verarbeiten. Spirulina lieferte konzentriertes Protein und gesunde Fette, während die Schalen zusätzliches Protein und nützliche Mineralien beitrugen. Ziel war es, einen großen Teil des herkömmlichen Fischmehls in Aquafuttern zu ersetzen, um Kosten und Druck auf wildlebende Fischbestände zu reduzieren. Alle Rezepturen ergaben kleine zylindrische Pellets mit Protein- und Fettwerten, die für gesundes Fischwachstum geeignet sind; ein Rezept mit höherem Krabbenschalenanteil (als Rezept A bezeichnet) bot das insgesamt beste Nährstoffprofil.

Pellets schneller trocknen und dabei weniger Energie verbrauchen

Frisch hergestellte Pellets sind nass und brüchig und müssen deshalb schonend getrocknet werden. Statt langsamer Ofen- oder Tabletttrocknung nutzten die Forschenden ein hybrides Wirbelschichtsystem mit Unterstützung durch eine Halogenlampe. In dieser Anordnung strömt heiße Luft nach oben und lässt die Pellets wie in leichtem Kochen schweben, während nahinfrarotes Licht sie von innen erwärmt. Bei getesteten Lufttemperaturen von 70 bis 110 °C zeigte sich, dass höhere Temperaturen Wasser deutlich schneller entfernten, ohne das Futter zu überhitzen. Bei 110 °C erreichten die Pellets in etwa 10 Minuten einen sicheren Feuchtegehalt von unter 12 % — das verkürzte die Trocknungszeit im Vergleich zu traditionellen Methoden um fast sechs Stunden und senkte die pro Kilogramm entferntem Wasser benötigte Energiemenge.

Das Problem der "bröseligen Pellets" lösen

Ein Nachteil zeigte sich jedoch: die schnellste, energiesparende Trocknung machte die Pellets tendenziell spröder. Rezept A, obwohl nährstoffreich, wies einen relativ niedrigen "Pellet-Durability-Index" auf, was bedeutet, dass es leichter zerbrach, wenn es gehandhabt oder transportiert wurde. Zerbrechliche Pellets können beim Transport zerkrümeln oder sich im Wasser schnell auflösen, Futter verschwenden und Teiche oder Aquarien verschmutzen. Zur Lösung dieses Problems fügten die Forschenden einen zweiten Schritt hinzu: die Beschichtung der getrockneten Pellets mit einem dünnen Film aus Chitosan, einem natürlichen Stoff aus Krabbenschalen, der für seine filmbildenden und antimikrobiellen Eigenschaften bekannt ist.

Ein sanfter Sprühfilm, der stärkt und schützt

Die Beschichtung wurde in einer Top-Spray-Wirbelschicht aufgebracht: Luft hob die Pellets an, während ein feiner Nebel aus Chitosanlösung von oben niederging und nahezu sofort trocknete. Mit Hilfe eines statistischen Optimierungsverfahrens justierte das Team drei Schlüsselfaktoren — Chitosankonzentration, Sprührate und Lufttemperatur — um sowohl die Trocknungszeit als auch den Stromverbrauch zu minimieren. Die beste Kombination verwendete einen moderaten Chitosangehalt (etwa 0,7 Gew.-% in der Lösung), eine relativ niedrige Sprührate und die höchste getestete Lufttemperatur (110 °C). Unter diesen Bedingungen dauerte die Beschichtung knapp über acht Minuten und verbrauchte nur etwa ein Drittel Kilowattstunde pro Kilogramm Pellets.

Glattere Pellets, langsameres Auflösen und weniger Schimmel

Mikroskopaufnahmen zeigten, dass das Chitosan eine glatte, durchgehende Hülle um die Pellets bildete und viele der Poren verschloss, die bei unbeschichtetem Futter sichtbar waren. Das brachte praktische Vorteile: Der Durability-Index stieg um etwa 36 Prozentpunkte und übertraf damit gängige Qualitätsziele, während der Anteil des im Wasser gelösten Pelletmaterials um etwa ein Drittel sank. Das bedeutet, dass das Futter länger in Teichen zusammenhält, den Fischen mehr Zeit zum Fressen gibt und Nährstoffverluste ins Wasser reduziert. Zwar zeigten sich leichte Verringerungen in gemessenem Protein- und Fasergehalt — vermutlich weil die mild saure Beschichtungslösung und die Hitze einige Proteine veränderten —, das Gesamt­nährstoffprofil blieb jedoch in Bereichen, die bekannt dafür sind, gutes Fischwachstum zu unterstützen. Wichtig ist auch, dass beschichtete Pellets in Labortests das Wachstum von Aspergillus-Schimmel hemmten, was auf bessere Sicherheit und längere Lagerfähigkeit hinweist.

Was das für Fischzüchter und die Küste bedeutet

Praktisch betrachtet skizziert diese Arbeit einen Weg, stinkende Anhäufungen von Meeresabfällen in robuste, langlebige Fischfutterpellets zu verwandeln — unter Verwendung effizienter Trocknung und einer dünnen, natürlichen Beschichtung. Der Prozess spart Energie, verbessert die Pelletstärke, verlangsamt das Zerfallen im Wasser und bietet zusätzlichen Schutz gegen Verderb durch Pilze. Zwar müssten das genaue Rezept und Maschineneinstellungen für die Produktion in großem Maßstab und unterschiedliche Arten von Küstenabfällen feinjustiert werden, doch die Botschaft ist klar: Mit kluger Technik kann das, was früher an der Küste weggeworfen wurde, zu einer wertvollen Zutat für eine nachhaltigere Aquakultur werden.

Zitation: Maikaew, J., Srisang, N., Tambunlertchai, S. et al. An innovative chitosan-coated aquatic feed pellets production from coastal waste using top-spray fluidized bed drying. Sci Rep 16, 5166 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35937-0

Schlüsselwörter: Aquafutter, Küstenabfälle, Chitosan-Beschichtung, Fischzucht, nachhaltige Aquakultur