Detlef Bunzel著、 エボニック、 ドイツ
投与と混合は、飼料粉砕における2つの主要な手順です。それらを正しくすることは、飼料の品質とプロセスの費用効果に大きな影響を与える可能性があります。
このプロセスの設計は、成分の数と特性に依存します。 線量率と必要な出力。飼料生産原料は通常、バッチで混合されますが、 成分の量と飼料配合の頻繁な変更のため。材料の数は異なる場合がありますが、 さまざまなグループを分類できます。
•主な成分（大豆、 とうもろこしや小麦など、 通常、製剤の5％以上）
•鉱物および主要な添加物（石灰石、 塩、 リン等、 製剤の1〜5パーセント）
•微量成分（アミノ酸、 ビタミン、 <配合の1パーセント）
•投薬（<<0.1パーセント）
これらの成分のほとんど（通常> 95％）はドライバルクとして追加されます。ドライバルク原料はバッチごとにはかりで計量され、はかりの精度はそれらの計量範囲に依存します。したがって、 メインの重量を測定するには、対応する適切な測定範囲を備えた個々のスケールが必要です。 微量成分および微量成分（欧州議会の規則（EC）No 183/2005、 付録II）。
乾燥したバルク成分は、混合サイクルの開始時に投与および計量した後、ミキサーにロードされます。特定の成分は液体として追加されます（オイル、 太い、 糖蜜、 水、 酸およびその他の添加物、 通常は5パーセント未満です。これらは、流量計またははかりを介して投与され、混合サイクル中にドライマッシュに噴霧されます。
ペレットミルの継続的な運用を確保するために、 バッチ混合ラインの容量は、ペレット化ラインの設計容量に基づいて定義されます。
ミキシングライン容量
飼料工場の生産能力は、1時間あたりのトン数で表した連続プロセスに基づいて定義されます。ミキシングライン機器の場合、 混合はバッチプロセスであるため、これを1時間あたりのバッチに転送する必要があります。
与えられた各出力は、バッチサイズとバッチ頻度を変えることで満たすことができます。バッチサイズは、バルクバッチがはかりで組み立てられるときに重量単位で定義されます。
それにもかかわらず、 輸送用機器、 ストレージ、 これらのバルクバッチの投与と混合は、主にバッチ量によって定義されます。
•投与装置は、割り当てられた投与時間内に大量の原料を投与するように設計する必要があります
•スケールホッパーは、計量能力に応じてバッチ量に対応できるように設計する必要があります
•ミキサーの前後のホッパーとミキサー自体は、バッチの総量に対応できるように設計する必要があります
•ミキサーは、フルバッチボリュームで適切な充填率を可能にするように設計する必要があります。 割り当てられた混合時間内に最適な混合均一性を得るために
•ミキサー後の搬送装置は、サイクルタイム内にバッチの総量を搬送するように設計する必要があります
飼料工場のミキサーサイズは1トン未満の範囲ですが（2、 000リットル）から10トン（20、 000リットル）、 混合時間は、ミキサーの設計と品質の期待に応じて、約60秒から4〜5分（またはそれ以上）まで変化する可能性があります。
パドルミキサーは、60秒未満で同等レベルの均一性を達成する可能性があります。 ダブルリボンミキサーで良好な変動係数を達成するには200秒以上かかります。
ミキサーの充填と排出に必要な時間を考慮して、 合計サイクル時間は2〜6分になる場合があります。その結果、 1時間あたり約10〜30のバッチが生成される場合があります。
バッチプロセスの時系列
バッチ混合プロセスの時系列は、大まかに4つのブロックで構成できます。
1-投与時間
2-ミキサーの充填時間と排出時間
3-混合時間
4-ミキサー後のビンの排出時間
時系列をよく見ると、バッチプロセスの理解が深まります。
•投与時間は混合時間よりも短いです。それで、 ミキサーが排出されるとすぐに、後続のバッチをミキサーに充填する準備が整います。
•液体添加システムは、液体の噴霧を開始する前に乾燥成分を十分に混合できるように設計されており、噴霧が停止した後の最終混合時間を提供します。
•ミキサー後の搬送ラインは、次のバッチの混合時間内にミキサー後のサージホッパーからバッチを排出するように設計されています。
プロセスパラメータとバッチサイズ
バッチサイズを変更すると、関連する機器のサイズに影響します。
•ミキサーのサイズはバッチサイズに比例して増加します。 1時間あたりの出力が増加するのと同じように、 1時間あたりのバッチ数が一定であると仮定
•投与時間は、バッチサイズと投与装置が変更されないままで比例して増加します
•混合時間が短縮された場合、 （バッチサイズを増やすのではなく）出力を増やすために、 これにより、投与時間が短縮されます。同じ量をより短い時間で投与するには、 投薬装置は大型化する必要があります、 投与精度はバッチサイズに比べて低下します。スクリューフィーダーの直径を2倍にすると、出力と投与誤差が約4倍に増加します。
•計量精度は、バッチサイズに直接関係しています。例えば。、 3のスケールの場合 000桁の解像度と3トンの計量範囲で、 最小の読み取り値は1kgになります。 6トンの計量範囲で、それに応じた読み取り値は2kgになります
•混合時間は、バッチサイズよりもミキサーの設計（製品関連のパラメーター以外）の影響をはるかに受けます。同じ基本的なミキサー設計では、混合時間を短縮すると、混合の均一性に悪影響を与える可能性があります。
•噴霧時間–投与時間と同じように–同じ噴霧装置でのバッチサイズに比例して増加します。液体はミキサー内のマッシュの表面にしか噴霧できないため、液体の添加には制限があります。 一方、バッチサイズはミキサーの容量とともに増加します。バッチサイズでは、噴霧時間は混合時間に比べて長くなり、混合品質に悪影響を及ぼします。このような効果は、最新のミキサー設計とより短い混合時間でより強くなります
•• 充填および排出時間 は比較的短く、バッチサイクルタイムの影響をあまり受けません。一般的、 1時間あたりのバッチ数が増えると、バッチを変更することによる時間の損失は、総生産時間に比べて増加します。
もう1つの品質関連の側面は、「製品の持ち越し」です。機器の設計と保守に応じて、 バッチを変更するときはいつでも、 排出されたものからの製品は残り、次のバッチに持ち越されます。
1時間あたりの出力を一定に保ちながら、 バッチサイズが小さくなり、1時間あたりのバッチ数が増えると、キャリーオーバーが増える傾向があります。
さらに考慮すべきことは、 1時間あたりのバッチ数が増えると、 バッチを変更するときに使用される部品の摩耗が増加します。これらには、スライドゲートが含まれます。 空気圧ピストン、 とドライブと電気ドライブ。
バッチサイズとサイクルタイム
1時間あたりのバッチ数を増やすことの最も重要な結果は、混合時間の短縮です。 バッチサイクルタイムと比較して。
ミキサーの充填時間と排出時間が合計で30秒の場合、 その場合、バッチサイクルの数を増やすと、ネットミキシング時間に悪影響を及ぼします。 1時間あたり10バッチで、 300秒、 または1時間あたり5分、 ミキサーを充填および排出するために必要になります。 55分は、良好な混合均一性を生成するための正味の混合時間になります。
1時間あたり30バッチで、 バッチを変更するには、1時間あたり15分が必要です。 つまり、高品質の混合物を生成するのに45分しか残っていないということです。
バッチ頻度を1時間あたり15バッチを超えると、生産的な投与を犠牲にしてバッチを変更するための過度のダウンタイムが発生します。 噴霧および混合時間。
混合時間のセグメンテーション
バランスの取れたバッチサイクルセグメンテーションで良好な混合均一性を得るために、 材料が追加される順序とタイミングを考慮することが重要です。混合時間は、すべての乾燥材料が追加された後に始まります。
ミキサーに充填するときは、 マクロ成分を最初に追加する必要があります。これにより、マッシュ内での良好な分布が保証されます。一部のミキサーには、底部近くで混合しないデッドゾーンがあります。これらが最初に追加された場合、これらはマイクロでいっぱいになります。バッチあたりのマイクロの損失、 ミキサーゲートが閉じているときに100％タイトではないため、 マクロ成分の上に追加すると減少します。
微量成分については、 アミノ酸やビタミンのように、 良い分布、 正確な投薬と持ち越しの回避だけでなく、 高い飼料品質にとって重要です、 動物の良好な成長能力と健康状態を確保するため。
混合サイクルの早い段階で液体を追加すると、すべての成分の均一性に影響します。液体がミキサーに噴霧されると、粒子サイズが大きくなります。 液滴と乾燥粒子の間の付着による。
液体を追加するとき、 水溶性液体は、脂溶性液体の前にスプレーする必要があります。脂溶性の液体は、乾燥したマッシュ顆粒の表面をコーティングし、 したがって、 それ以上の液体の吸収を防ぎます。これは、液体が表面にとどまり、ミキサーの表面と混合ツール（パドルとリボン）に塊と固まりを形成することを意味します。
ミキサー充填率
ミキサーメーカーは通常、70〜85パーセントの充填率を推奨しています。具体的には、 ダブルリボンミキサー付き、 内側のリボンは常にマッシュで覆われている必要があることに注意することが重要です。充填率がこのレベルを下回った場合、 内側のリボンの混合ダイナミクスは悪影響を受けますが、 生成物は外側のリボンによってミキサーの片側に蓄積します。
ミキサーがいっぱいになっている場合は、 スプレーノズルからマッシュまでの距離が短くなり、液体がより小さな表面を覆います。液体の量がマッシュの比吸収能力を超えるため、塊が発生します。
充填率が低く、 ミキサーツールと側壁にスプレーされた液体は、最終的に次のバッチに持ち越されるケーキングを引き起こします。
したがって、 60％を超える最小充填率を使用することをお勧めします。 たとえメーカーがそのようなミキサーが50パーセントよりかなり下で機能すると主張するかもしれないとしても。マッシュは液体を吸収するだけで、ミキサーツールを清潔に保ちます。 ミキサーツールがスプレーアレイの下で十分に覆われている場合。
飼料生産の作業精度試験
複合飼料は、動物に適切なレベルのエネルギーと栄養素が供給されることを保証します。現代の動物生産では、 複合飼料は、動物の健康を維持するための予防的治療を適用するためにも使用されます。
消費者は食品の安全性に大きな注意を払っています。 食物連鎖の一部として、 飼料生産は、特定の基準を満たし、基本的なルールとベストプラクティスに準拠する必要があります。多くの国が、飼料業界向けの追加ガイドラインを含む特定の規制を発行しています。 このコンプライアンスを保護します。トレーサビリティ、 衛生と作業精度は、これらのガイドラインで扱われるキーワードです。
顧客のニーズを満たし、規制要件に対応して適切な品質を生み出すだけでなく、定期的にそれを検証するために、さまざまな概念が進化してきました。このような概念の焦点は、マッシュに追加されたトレーサーの「変動係数」を測定することにより、バッチミキサーの混合均一性を評価することです。例えば、 AMINOBatch®WorkingPrecisionTestは、バッチ混合プロセスの変動係数を評価するためのトレーサーとして補足アミノ酸を使用します。
結論
投入と混合は飼料工場のコアプロセスであり、生産量と飼料品質に大きな影響を与えます。設備とプロセス設計の相反する側面を調整して、費用対効果と高品質の生産の間の許容可能なバランスを見つける必要があります。
バッチサイクル時間が4分未満の場合、 バッチの変更に必要な時間と正味の混合時間の比率は、投与精度を犠牲にしてバランスが崩れます。 均一性とプロセスの安定性を混合し、 飼料品質のリスクが高くなります。
バッチ処理を高速化するという業界の傾向には、投与および混合サイクルのセグメンテーションに関して特別な注意が必要です。つまり、液体添加システムがボトルネックになる可能性があります。バッチ時間が短いほど、混合とスプレーの時間が短くなります。液体噴霧の制限要因は、高線量率で添加された液体を吸収するマッシュの能力です。
液体添加で、 ミキサーの良好な充填率をチェックして維持することは非常に重要です。さもないと、 ミキサーの壁やツールに固まりや固まりが生じます。
飼料生産では、高品質の生産を確保するために、投与および混合プロセスの作業精度をチェックすることが重要です。うまく実行されれば、 このようなテストは、プロセスと機器の操作、およびメンテナンスにおける最適化の可能性を特定する機会を提供します。
