Наши решения для индустрии кормов для животных

Наши решения для индустрии кормов для животных

Оптимальный смеситель кормов для крупного рогатого скота, птицы, свиней и т. п.

Вопрос безопасности и качества смешивания

Давно прошли те времена, когда фермеры содержали крупный рогатый скот и свиней исключительно за счет собственного производства травы, сена, зерна, корнеплодов и силоса. На сегодняшний день корма, производимые фермерскими предприятиями, служат лишь в качестве «основного корма». Помимо них животные обязательно должны получать так называемый «концентрированный корм». Этот термин используется для обозначения всех кормов с повышенной концентрацией питательных веществ и добавок. При этом различают однокомпонентные корма и комбикорма. К однокомпонентным кормам с высокой концентрацией питательных веществ относятся, к примеру, жиры, соевый шрот и жом с добавками мелассы — остаточный продукт переработки сахарной свеклы.

Смесь двух однокомпонентных кормов уже считается комбикормом. Однако современные комбикорма на самом деле представляют собой очень сложные соединения, которые состоят из нескольких однокомпонентных кормов и специально подобранных добавок, и тем самым индивидуально покрывают конкретные текущие потребности различных животных в питательных веществах. На сегодняшний день типичный комбикорм включает в себя в среднем от восьми до двенадцати однокомпонентных кормов и до 15 добавок. Наиболее важными в количественном отношении однокомпонентными кормами являются различные виды зерна, такие как пшеница, ячмень и кукуруза, за ними рапсовый и соевый шрот. Кормовые добавки — это минералы, витамины, аминокислоты, микроэлементы и ферменты.

Согласно текущим данным Немецкого крестьянского союза, в Германии на долю кормовых смесей приходится около 14 процентов кормов для сельскохозяйственных животных. 54 процента составляют основные корма и 32 процента — однокомпонентные корма. По данным Немецкой ассоциации производителей кормов для животных, в 2020 году в комбикормовой отрасли промышленности было произведено 24,1 млн тонн комбикормов, 9,8 млн тонн кормов для свиней, 6,9 млн тонн кормов для крупного рогатого скота и 6,4 млн тонн кормов для птицы.

В комбикормовой промышленности Германии преобладают малые и средние предприятия. В конце 2020 года отрасль насчитывала 287 производителей комбикормов, оборот которых составил 6,8 млрд евро. Основное внимание уделяется северу Германии. На юге страны спрос на комбикорма ниже ввиду меньшего поголовья скота.

Новый тренд – создание индивидуальных кормовых смесей

Несмотря на то, что в отрасли преобладают средние предприятия, рецептуры комбикормов постоянно совершенствуются с учетом данных научных разработок. При этом дифференциация проводится не только по видам, но и по назначению, стадии развития и производительности животных. Помимо этого важно учитывать различия пищеварительных систем и механизмов метаболизма, а также различия, касающиеся потребности в питательных веществах. В конце концов, корм должен нравиться животным на вкус и попадать из автоцистерны на силосный склад для однодневного использования, а затем к каждому отдельному животному без расслоения смеси. Поэтому нередко один производитель предлагает несколько сотен различных рецептур и составов комбикормов.

В отрасли разведения крупного рогатого скота существуют смеси, специально разработанные для телят, молодняка, молочных коров, откормочных быков и сухостойных коров (находящихся в фазе между двумя отелами). Например, к кормам для откормочных быков предъявляются следующие требования: высокий ежедневный прирост массы, высокая доля мышечного мяса, малое накопление жира, здоровый желудок крупного рогатого скота и малое количество потерь, вызванных заболеваниями. Однако основной корм обычно содержит слишком мало белка для быстрого наращивания мышечной массы. Кроме того, основной корм характеризуется низким содержанием минералов, витаминов и микроэлементов. Комбикорм для откормочных быков, разработанный в соответствии с этими потребностями, компенсирует эти недостатки.

Современные фермеры сначала проводят анализ основных кормов собственного производства. При этом вычисляется точное содержание в них питательных веществ (углеводов, жиров и белков), минералов (кальция, натрия, магния и т. д.) и микроэлементов (цинка, меди, йода и т. д.). Затем на основании характеристик основного корма подбирается точный состав комбикорма с учетом специфики конкретного фермерского хозяйства.

Несмотря на то, что анализ основных кормов изначально связан с затратами, в большинстве случаев они быстро окупаются, поскольку кормление с учетом специфики фермерского хозяйства делает работу животноводческой фермы экономически более выгодной. Поскольку все минералы и микроэлементы, включенные в состав комбикорма без необходимости, представляют собой источники затрат.

Точный подбор кормов для благополучия животных и защиты окружающей среды

Гибкое, адаптированное производство кормов также обеспечивает адаптацию к экстремальным погодным условиям. Например, в летний период молочные коровы могут испытывать тепловые удары. Самочувствие животных ухудшается уже при температуре наружного воздуха 24 °C, они меньше едят и в конечном итоге дают меньше молока. Во время летней жары в корм для коров полезно добавлять карбонат натрия.

Точно выверенный состав комбикорма может даже способствовать защите окружающей среды. Обязательным условием получения высоких урожаев является регулярное удобрение сельскохозяйственных земель. Навозная жижа, в сущности, представляет собой хорошее удобрение, если он вносится правильно и умеренно. Однако правило «чем больше, тем лучше» действует не всегда. В некоторых случаях содержащиеся в нем фосфаты и азот загрязняют нашу питьевую воду. Молочным коровам требуется питание, содержащее достаточное количество фосфора. Дефицит фосфора приводит к снижению потребления корма, надоев молока и плодовитости. При избытке фосфора молочные коровы выделяют повышенное количество фосфатов. Поэтому разумно сбалансированный компонентный состав кормов также определяет качество навозная жижа, используемого в качестве удобрения, и помогает защитить как сельскохозяйственные угодья, так и грунтовые воды. Например, производитель кормов Agravis предлагает инструмент для расчета рациона «Phokus», который позволяет целенаправленно снизить содержание фосфора в кормах.

Требования к смесителям для кормов

При смешивании кормов решающее значение имеет равномерное распределение отдельных компонентов в смеси. Так как каждое отдельное животное получает лишь минимальную часть партии. В идеальном случае эта малая часть должна иметь одинаковый состав для каждого отдельного животного на ферме. То же самое относится к каждому отдельному рациону кормления, даже если некоторые микроэлементы были добавлены в него в крайне малых количествах. Смесители кормов должны равномерно распределять очень малые массовые доли компонентов в размолотом зерне. В кормовой отрасли требование к количественному соотношению компонентов определено как 1:10 000 – 1:100 000. В данном случае речь идет о требовании, и ни в коем случае не о критерии качества смешивания.

Корма — это массовый продукт, и производители кормов выпускают их с очень низким уровнем удельной прибыли. Еще одно требование в этом отношении состоит в том, чтобы время пребывания смесей в смесителе — даже на заводе — было минимальным. Нередко продолжительность цикла смешивания одной партии составляет всего четыре-шесть минут. В течение этого времени происходит загрузка смесителя всеми компонентами, присутствующими в рецептуре, смешивание, выгрузка и закрывание устройства выгрузки. Такой короткий цикл смешивания, характерный для смесителя объемом 12 м³, требует особых характеристик смесительной машины.

Слаженное взаимодействие таких факторов, как разработка рецептуры, поставка компонентов, взвешивание компонентов, гомогенизирующая способность смесителя и емкость последующих агрегатов требует чрезвычайно высокого уровня ноу-хау предприятия, эксплуатирующего оборудование для смешивания. В конечном итоге, энергетический баланс также должен быть правильным. Каждый агрегат, предназначенный для внутризаводской логистики сыпучих материалов и подготовки продукта, расходует электрическую энергию, подвергается износу и увеличивает стоимость комбикорма.

Подтверждение безопасности продукции и качества смешивания

Принимая во внимание большое количество компонентов и постоянно меняющиеся рецептуры, можно утверждать, что производители кормов совершают логистические подвиги. Сырьевые компоненты, цена которых на данный момент кажется неприемлемой или которые не представлены на рынке, часто приходится заменять другими материалами, имеющими аналогичное содержание питательных веществ...

Итак, требование к смесителю как к устройству, добавляющему стоимость в производственной цепочке, заключается в следующем:

  • получение идеального качества смешивания, которое невозможно повысить на практике
    • в течение короткого времени и
    • при различном уровне заполнения;
    • при минимальных потреблением энергии и
  • максимальной износостойкости;
  • быстрая и полная выгрузка, в наилучшем случае в течение нескольких секунд;
  • длительный срок службы;
  • хорошая доступность и возможность очистки смесительной камеры;
  • эргономически обоснованный доступ к смесительной камере;
  • простой ремонт изношенных компонентов — в наилучшем случае силами собственных слесарей предприятия, прошедших специальное обучение.

 

На основании Регламента (ЕС) № 178/2002 предприятие, производящее корма, несет ответственность за безопасность кормов по всей цепочке: от первичного производства кормов до кормления животных, предназначенных для производства продуктов питания. Производитель кормов обеспечивает эту безопасность, применяя принципы контроля безопасности продуктов питания (HACCP) в сочетании с принципами надлежащей гигиенической практики.

Предприятия, занимающиеся промышленным производством кормов, разработали технологические процессы c соблюдением аудиторских требований. Каждую отдельную партию можно полностью отследить в любое время.

Регламент, устанавливающий требования к гигиене кормов (Регламент (ЕС) № 183/2005) дополняет и расширяет эти общие предписания. Помимо прочего, согласно данному регламенту компании должны подтверждать эффективность своих смесительных установок в отношении однородности смешивания. Такие подтверждения должны опираться на практические экспертизы, выполняемые при нормальных производственных условиях. При этом оценщики ориентируются на Руководство по проверке точности обработки и смешивания сырья на предприятиях по производству кормов (https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/DE/_Tiere/Futtermittel/Leitfaden-Arbeitsgenauigkeit.html) в актуальной редакции от 2018 года.

На практике качество смешивания эквивалентно однородности смеси.
Оно описывает способность смесительной установки «однородно
смешивать различные количества отдельных компонентов друг с другом за определенное время».

Определение качества смешивания разнородных сыпучих материалов является сложным производственно-техническим процессом. Существует более 20 различных формул для определения качества смешивания. Для подтверждения качества смешивания кормов для животных были разработаны практические методы. Органические пищевые красители или микротрейсеры добавляются в корм в соотношении 1:10 000, что соответствует ста граммам активного ингредиента на тонну. По истечении определенного времени смешивания из разных мест смесительной камеры при помощи пробоотборника отбирается и в последующем анализируется достаточно большое количество проб (в большинстве случаев не менее десяти) достаточно большого объема (на практике часто 20 г — рацион одного цыпленка). Эффективность анализа качества смешивания зависит от многих параметров, в частности, от количества проб, а также от выбранного объема пробы. Особенно важно отделить массы проб друг от друга или разделить их на порции таким образом, чтобы не допустить расслаивания.

Сложные ситуации, как правило, возникают в случае разработки совершенно нового вида продукта или технологического процесса, а также при вводе в эксплуатацию нового смесителя. Помимо этого, предприятие по производству комбикормов желает знать, как меняется однородность в течение всего времени смешивания и как долго необходимо продолжать процесс смешивания, чтобы достичь достаточно высокого качества смешивания. Чтобы это выяснить, необходимо выполнить следующие действия:

после коротких фаз смешивания пробы отбираются повторно согласно процедуре, описанной выше. Например, первые десять проб отбираются примерно через 180 секунд, а вторые десять проб — еще через 40 секунд смешивания.

Если речь идет о широко используемом смесителе, универсальная эффективность смешивания считается подтвержденной. В этом случае достаточно отбирать пробы в ходе смешивания во время вращения смесительного элемента при помощи пробоотборника, не допускающего наличия «мертвых зон». То же самое относится к контрольным образцам.

Важным фактором получения высокого качества смешивания является также гранулометрический состав. Опыт показывает, что малообъемные компоненты лучше всего гомогенизируются в основном корме, если размер их частиц находится в диапазоне от 200 до 500 микрометров. Если размер частиц существенно меньше, их труднее дозировать и контролировать, они могут случайно попасть в фильтры обеспыливания или беспорядочно скапливаться вокруг более крупных частиц и тем самым препятствовать равномерному распределению.

Для подтверждения того, что любое перекрестное загрязнение от партии к партии исключено либо происходит ниже порога обнаружения, выполняются следующие действия: ранее использовавшийся смеситель повторно загружается измельченным сырьем без проведения ручной очистки. Затем выполняется цикл смешивания. Аналогично процедуре, описанной выше, выполняется отбор и анализ проб на наличие микротрейсера или красителя. В идеальном случае, наличие трейсеров и красителей в чистом корме не должно подтверждаться при помощи аналитического метода.

Такие подтверждающие проверки должны проводиться не реже одного раза в десять лет. В случае с премиксами подтверждающие проверки должны проводиться каждые пять лет. На практике подтверждающая проверка должна проводиться не только для смесителя, но и для всего технологического процесса от загрузочных весов до фасовки.

Выбор подходящего смесителя

Прецизионные смесители — будь то смесители с горизонтальным или вертикальным вращением смесительных элементов — отвечают критериям качества смешивания без каких-либо замечаний. Тем не менее они различаются по следующим критериям:

  • времени смешивания;
  • гибкости уровня заполнения;
  • степени удаления остатков;
  • возможности очистки / обеспечению доступа;
  • время опорожнения и
  • потребляемой мощности привода.  

 

Для того чтобы выбрать подходящую систему смешивания, необходимо сравнить требования к пространству, занимаемому смесителями, с учетом пространственных условий места установки. Наши смесители могут быть адаптированы к индивидуальным требованиям: от низкой конструкции в виде плоского смесителя до узкой конструкции, если пространство, предназначенное для установки оборудования, невелико. Кроме того, мы можем изготовить сосуды любой желаемой формы. Размер конструкции с шагом в 100 литров. В противном случае применяются критерии, приведенные в разделе "Требования к смесителю". Типичные размеры партий в комбикормовой промышленности Для комбикормовой промышленности размеры партий составляют от двух до шести тонн (примерно 4 - 12 м³), а для минеральных смесей - от одной до трех тонн (примерно 1 - 3 м³).

Специальное дозирование и гомогенное распределение жидкостей

Кормовые смеси также содержат различные жидкие добавки, такие как жир, вода, аминокислоты, меласса или витамины — ровно в том количестве, которое необходимо сельскохозяйственным животным. Помимо этого, существует необходимость в ограничении содержания пыли и улучшении вкуса.

Как правило, в порошкообразные корма добавляют лишь небольшое количество жидкости. Если необходимо использовать жидкие добавки, то важным критерием выбора является как можно более равномерное смачивание всех частиц смесителем.

В этой связи стоит отметить, что при добавлении небольшого количества жидкого вещества слегка увеличивается пористость массы, сыпучая масса становится более рыхлой и свободно текучей, объем смеси несколько увеличивается, содержание пыли уменьшается, а текучесть немного улучшается. Однако быстрое и равномерное смачивание массы, обладающей широким гранулометрическим составом, представляет собой непростую задачу.

Последующая обработка под смесителем может сократить продолжительность технологического процесса

Если выбрано очень короткое время цикла, все жидкие добавки должны закачиваться в смеситель с соответствующей скоростью. По окончании короткого времени смешивания в двухвальном смесителе содержится однородный продукт. Однако при этом в нем все еще могут присутствовать отдельные агломераты (диаметром от 2 до 5 мм). Хотя эти влажные агломераты равномерно распределены по всей смесительной камере, они еще не полностью диспергированы в комбикорме. Для того чтобы полностью без остатка распределить их с помощью высокоскоростных режущих роторов, процесс смешивания пришлось бы продлить, несмотря на то что необходимое качество смешения уже было достигнуто. В данном случае метод с последующей обработкой показал себя как более энергосберегающий.

Для полного измельчения агломератов целесообразно установить под смесителем так называемый финишер. Смесь проходит через финишер непрерывно, с высокой массовой расходом. Удельные потребление энергии минимальны. Благодаря этому, все жидкие компоненты будут в правильной пропорции присутствовать даже в наименьших объемных частях смеси.

прецизионные смесители с вертикально установленными валами

Внутри цилиндрического смесительного резервуара вращается спиралеобразный смесительный элемент, имеющий опору и привод только вверху по центру. Материал для смешивания подается сверху, а разгрузка смесителя происходит снизу путем открывания выпускной заслонки, расположенной в одной плоскости с дном смесительной камеры. При этом речь идет о выпускной заслонке без «мертвых зон», которая открывается и закрывается внутри штуцера электропневматическим способом. Все детали, контактирующие с продуктом, так же, как и смесительный элемент, тщательно сварены и отшлифованы. На рычагах смесительного элемента, имеющих форму лопастей, расположена спиральная лента, которая здесь имеет вогнутое исполнение.

На выбор смесительный элемент может быть полностью нагреваемым, в этом случае вал смесительного элемента, лопасти и спиральная лента смесительного элемента будут иметь двойную оболочку. Термальная жидкость поддерживает необходимую температуру всего смесительного элемента. В качестве термальной жидкости могут использоваться пар, вода или термальное масло. Смесительный элемент создает общий поток, охватывающий весь объем камеры без «мертвых зон». Иногда возникает необходимость в проведении деагломерации или особенно эффективном распределении жидких добавок в порошке. В этих случаях применяются измельчительные элементы или ножи с большим усилием сдвига, которые частично высвобождают высокую плотность мощности в порошке. На рисунке ниже показан принцип движения потока. Таким образом, двухвальные смесители могут успешно применяться практически для всех типов продуктов. При этом не имеет значения, являются ли они гранулированными, пылеобразными, волокнистыми, сухими, влажными, пастообразными, жидкими, с хорошей или плохой текучестью. Смесительный элемент сконструирован таким образом, что примерно после четырех-пяти оборотов он перемещает все содержимое камеры один раз. Этот принцип движения потока также называется котловым потоком. Как правило, после нескольких оборотов наблюдается однородное распределение всех компонентов во всей смесительной камере; при этом говорят об идеальном качестве смешивания, которое на практике уже невозможно повысить.

Двухвальный смеситель, показанный ниже, занимает здесь особое положение. Он состоит из двух одновальных смесителей, вдвинутых один в другой. Смесительные элементы перемещают содержимое противоположных зон смесительных камер на большие расстояния в направлении центра. Двухвальные смесители примерно вдвое сокращают время смешивания и потребление энергии и являются оборудованием премиум-класса.

Минеральные смеси

Особой формой кормовых добавок являются так называемые минеральные смеси. Их добавляют в небольших пропорциях в комбикорм для сельскохозяйственных животных. Рецептуры разрабатываются с учетом потребностей крупного рогатого скота, свиней, лошадей и птицы. Минеральные смеси представляют собой смеси извести и активных ингредиентов, которые могут содержать железо, витамин С, кальций, цинк, йод, медь, селен, хром, фтор, калий, натрий, магний или фосфор. Поскольку они выступают в качестве малообъемных активных ингредиентов в комбикорме, они должны быть особенно однородными и легко распределяться. Чтобы сделать их малопыльными, иногда их инкапсулируют или агломерируют. Цель производства минеральных смесей также состоит в получении продукта высочайшего качества смешивания без комков и пыли.

Независимо от того, какой смеситель используется — одновальный или двухвальный — в любом случае всегда достигается идеальное качество смешения. Данные конструкции смесителей отличаются только требуемым временем смешивания и соответствующими потреблением энергии.

В отношении минимизации затраты энергии двухвальному смесителю нет альтернативы (за исключением смесителя KoneSlid®): Он

  • обеспечивает идеальное качество смешивания за короткое время;
  • имеет особенно мягкий расход смеси при минимальных потреблении энергии
  • имеет низкую и очень компактную конструкцию;
  • может справляться с различными уровнями заполнения
  • обеспечивает удобный доступ и имеет гигиеническое исполнение.
  • подходит для всех типов сухих, влажных и взвешенных смесей;
  • обеспечивает очень хорошее удаление остатков;
  • может иметь несколько выпускных штуцеров на выбор;
  • оснащен валом смесительного элемента, который имеет опору и привод только вверху.

Корм, заменяющий молоко

После отлучения подросших телят от коровы-кормилицы они уже не получают молоко из вымени коровы. Специальные производные сухого молока обогащаются жирами, микроэлементами и витаминами. Готовая смесь упаковывается в мелкую тару. По мере необходимости из продукта готовят суспензию или водный раствор, представляющий собой питательный корм для молодняка.

Конусный смеситель

Поскольку конусный смеситель может быстро перемешивать и быстро и без остатка выгружать готовую смесь, его удобно использовать в качестве так называемого конечного смесителя. При этом выгрузка из конусного смесителя осуществляется непосредственно в автоцистерну или в фасовочную машину. Первостепенное значение имеет его способность гарантировать полное отсутствие загрязнений при производстве смесей медицинского назначения. Остатки от предыдущих партий ни в коем случае не должны переноситься в последующие кормовые смести. Поэтому конусный смеситель часто располагается в конце производственной цепочки. Компоненты медицинского назначения дозируются непосредственно в смеситель, однородно распределяются в комбикорме и затем полностью выгружаются в конечную тару.

Требования здесь следующие:

  • идеальное качество смешивания;
  • короткое время смешивания;
  • превосходное, полное удаление остатков;
  • быстрая выгрузка;
  • большие инспекционные двери, обеспечивающие хороший доступ, и
  • гигиеническое исполнение.

Помимо этого, данный смеситель обладает еще одной особенностью: он может использоваться как для порционного, так и для непрерывного смешивания.

Требования к смесителю для комбикорма могут существенно отличаться в зависимости от типа комбикормового производства.

Поэтому перед покупкой смесителя необходимо тщательно оценить условия эксплуатации и производственную ситуацию.

Критерии определения требований могут быть, к примеру, следующими:

  • Существенно различающиеся уровни заполнения имеют место / не имеют место
  • Сохранение целостности частиц требуется / не требуется
  • Требуется распределение жидкости даже при малом уровне заполнения / ...
  • Необходимо очень бережное распределение жидкости / ...
  • Предполагается очень быстрое распределение жидкости с интенсивным деагломерирующим действием / ...
  • Требуется очень быстрая выгрузка без остатка / ...
  • Желательна медленная или циклически-порционная выгрузка / ...
  • Максимальное удаление остатков / ...
  • Требуется выгрузка в несколько фасовочных машин на выбор или одновременно / ...
  • Требуется минимально возможная подключаемая мощность / ...
  • Требуется специальная защита от износа / ...
  • Смеситель также должен использоваться для разработки технологических процессов и продуктов и поэтому должен иметь очень вариативное применение / ...
  • Предполагается преимущественно монопроизводство / ...
  • Предполагается быстрое выполнение следующих один за другим различных заказов на смешивание / ...
  • Требуется эргономичная доступность для быстрой сухой очистки / ...
  • Необходимо часто проводить быструю влажную очистку и сушку / ...
  • Жидкие материалы должны впитываться в гранулы / ...
  • Требуется герметичность смесительной камеры в условиях воздействия давления или вакуума / ...
  • Готовая смесь выпускается с различной насыпной плотностью от ... кг/дм³ до ... кг/дм³
  • Смеси должны выдерживаться в смесителе при необходимой температуре / ...
  • В смеситель должен подаваться газ / ...

Реакторы для синтеза (с плоским или конусным дном)

Чтобы сделать правильный выбор, следует также рассмотреть два устойчивых к давлению и вакууму смесителя с двойной оболочкой. Аппараты такой конструкции представляют интерес в следующих случаях:

  • если органический продукт должен быть стерилизован насыщенным паром;
  • при производстве пенициллинов или
  • если проводится энзиматическое ферментирование или
  • вакуумная сушка;
  • если пористые сыпучие материалы (гранулированные экструдаты) должны глубоко пропитываться более вязкими жидкими материалами. (За счет применения вакуума поры освобождаются от газа; небольшое повышение давления стабилизирует пропитку)

Заводской экспериментальный цех в Падерборне

Все представленные прецизионные приборы могут подвергаться множественным испытаниям в экспериментальном цеху. При желании возможно использование тестовых смесителей для проведения испытаний на месте, на предприятии заказчика. Компания заранее гарантирует получение наилучших результатов, а также большое количество новых знаний и более глубокое понимание процессов современного приборостроения.