Смесители и смешивание компонентов комбикормов

Смешиванием называют процесс взаимопроникновения сыпучих компонентов в слои друг друга, что сопровождается процессами смещения, падения и перемещения.

На малых фермах до сих пор может практиковаться смешивание вручную, вроде замеса цементного раствора. Но абсолютное большинство кормов смешивается машинным способом.

0

Теоретически, любая машина может частично смешивать продукты между собой. Однако, степень однородности таких смесей будет небольшой. Именно поэтому промышленность выпускает специальные машины для смешивания, которые отличаются по типу рабочего органа, объемами смешиваемых порций, и тому подобное.

Ориентировочная классификация типов смесителей, используемых в нашей отрасли, приведена ниже.

Схема 1. Классификация смесителейКлассификация смесителей

В предыдущей лекции мы рассматривали типы дозаторов и говорили о том, что сегодня большей популярностью пользуются порционные дозаторы (по сравнению с дозаторами непрерывного действия). Соответственно, после дозирования следующей операцией будет порционное смешивание той порции, которая перед этим была отдозирована.

Как выбрать смеситель для комбикорма

При выборе смесителя следует руководствоваться следующими критериями:

Рассмотрим устройство и принцип работы основных смесителей циклического действия, которые используются при производстве комбикормов.

Смесители с вертикальной мешалкой шнековые

Одновальный смеситель с вертикальной мешалкой шнековый

Рисунок.1. Одновальный смеситель с вертикальной мешалкой шнековый

Двухвальный смеситель с вертикальной мешалкой шнековый

Рисунок.2. Двухвальный смеситель с вертикальной мешалкой шнековый

Принцип действия:

Шнеки поднимают материал снизу вверх, материал осыпается вниз, то есть, все время движется по кругу. В нижний лоток добавляются микроэлементы и масло.

Преимущества вертикальных смесителей:

Недостатки смесителей с вертикальной мешалкой:

Смесители с горизонтальным валом мешалки. Ленточные смесители

Эти смесители являются самыми популярными и самыми распространенными у производителей комбикормов. Их называют по-разному: ленточные; противоточные; со встречными витками шнеков.

Ленточный смеситель

Рисунок 3. Ленточный смеситель

Некоторые типы конструкции вала-мешалки

Рисунок 4. Некоторые типы конструкции вала-мешалки

Принцип действия:

Внешние витки перемещают материал в одну сторону, внутренние в противоположную сторону. В результате этого происходит взаимопроникновение слоев друг в друга.

Эти смесители удовлетворительно работают при загруженности более половины объема (до уровня центрального вала). Если при работе Вы наблюдаете накопление материала под одну стенку, то:

В любом случае, однородность смешивания будет хуже.

Загрузка ленточного смесителя на половину объема

Рисунок 5. Загрузка ленточного смесителя на половину объема

Частота вращения вала этих смесителей составляет примерно 30 об / мин. Смесители такой конструкции относительно деликатны к продукту. Есть возможность добавления до 5% жидких компонентов. Оптимальное время смешивания 5 … 7 мин.

Конструктивно смесители могут быть изготовлены в цилиндрическом, или U-образном корпусе. При одинаковых условиях, в U-образном корпусе помещается больший объем порции и удобнее осуществлять ремонт и обслуживание.

Выгрузка порции (рис.6) осуществляется, в основном, через нижнее(ие) окно(а). Смесители малых размеров могут опорожняться методом переворачивания U-образного корпуса.

Выгрузка смесителей

Рисунок 6. Выгрузка смесителей

Выгрузка через одно нижнее окно может занять относительно длительное время и увеличить время цикла. При этом некоторая часть порции может остаться на дне между стенкой корпуса и внешней спиралью и привести к контаминации «соседних» рецептов. Поэтому при выборе смесителя необходимо обращать внимание на величину этого зазора.

Преимущества горизонтальных смесителей:

Недостатком является опасность неполного опорожнения.

Лопастные смесители

Лопастные смесители. А - Одновальный; Б - Двухвальный; В - Двухвальный вид сверху

Рисунок 7. Лопастные смесители
А — Одновальный; Б — Двухвальный; В — Двухвальный вид сверху

Это относительно новый тип смесителей (смесители 4 поколения), о которых можно сказать «новое — это хорошо забытое старое». На самом деле, лопастные смесители были известны давно, однако, в силу старых конструктивных ошибок, они не обеспечивали удовлетворительную производительность и однородность смешивания. Со временем эти ошибки были устранены: установлены широкие лопатки с регулируемым положением; увеличена частота вращения; улучшена форма корпуса и конструкция выпускных окон.

Принцип действия лопастного смесителя

Широкие лопатки, установленные под углом, интенсивно поднимают и перемещают в сторону порцию продукта. С тыльной стороны лопаток образуется пустота, которая немедленно заполняется порцией от следующей лопатки. С помощью овальных пазов лопатки подводятся к корпусу смесителя на минимальное расстояние, чем устраняется «малоподвижный» придонный слой продукта.

Частота вращения вала 100-150 об / мин. Каплевидная форма корпуса и широкие нижние заслонки обеспечивают полное опорожнение в течении нескольких секунд.

Этот тип смесителя наиболее распространен на предприятиях, производящих премиксы. Хотя и некоторые производители готовых комбикормов устанавливают его на своих предприятиях. Аргументами для такого решения послужили малое время цикла смешивания и возможность увеличения производительности производства.

Преимущества лопастных смесителей:

Недостатки лопастных смесителей:

Однородность смешивания

Вопрос однородности комбикормов очень волнует владельцев животных. Соответственно, они поднимают его перед производителями. Для того, чтобы разобраться в нем более или менее прилично, нужно посвятить время изучению теории. Последняя обширная статья на эту тему предложена по следующей ссылке.

Мне часто приходится консультировать предприятия-производителей кормов по поводу однородности их смесителей.

Достаточно ли время смешивания?

Как правильно вводить жидкие компоненты и премиксы?

Нужно ли предварительное смешивание малых компонентов?

Правильно ли они смешитель загружают / разгружают?

Все это важные насущные вопросы, которыми насыщено живое предприятие.

Стандартная ситуация, с которой часто приходится встречаться, — это попытка уменьшить время смешивания, чтобы увеличить производительность линии. При этом на многих предприятиях смесители не заполнены на 100%.

Другой типичной проблемой, которая может существовать годами из-за отсутствия контроля, является недозакрытие заслонок смесителя. В этом случае несмешанная часть новой порции попадает в предыдущую порцию, что существенно ухудшает рецептуру и однородность. Выявить это удается с помощью маркеров при исследовании смесителя на однородность.

Не стоит думать, что проверка на однородность очень сложная и дорогостоящая процедура. Это несложно сделать и без применения специальных маркеров, сложного оборудования для их подсчета и длительных химических анализов. За один день легко можно сделать два … три исследования.

Для оценки однородности кормов используют расчетную величину коэффициент вариации ν, взятый в процентах. Это отношение среднего квадратического отклонения S до среднего арифметического X̄:

Vs = S/X̄.

Чем меньше коэффициент вариации, тем однороднее смешанный корм. Изменчивость считается слабой, если ν <10%; если ν от 11-25%, то средней и значительной, если ν> 25%.

Также можно использовать понятие однородности смеси (о.с.), где о.с. = 100 — ν. И, хотя, коэффициент вариации в некоторых случаях неправильно характеризует действительную однородность, весь мир пользуется этой величиной, поэтому ее рассчитывать нужно по определению.

При исследовании порции корма на однородность нужно отобрать одинаковые по объему пробы со всей порции. Обычно, мы делаем это через равные промежутки времени в течение выгрузки порции из смесителя. Далее следует установить количество исследуемого элемента в каждой пробе. При этом следует помнить, что химические анализы имеют собственную погрешность опыта и в условиях производственно-технических лабораторий (ПТЛ) я бы не стал опираться на их данные.

Из многочисленных исследований известно, что при смешивании вначале однородность смеси стремительно растет, затем в течение длительного времени находится у максимума, и дальше медленно, колеблясь, снижается. Наступает процесс сегрегации — само-расслоения. В разных типах смесителей время оптимального смешивания разное. Наша задача сводится к тому, чтобы установить его и осуществить доступные шаги для равномерного распространения малых доз компонентов по всему объему.

Кривая смешивания

Рисунок 8. Кривая смешивания

Улучшение однородности смешивания

Есть несколько простых и надежных приемов, которые позволят вам существенно повысить качество смешивания и быть уверенными в том, что вы выпускаете качественный по однородности корм. Вот некоторые из них:

Если у наших подписчиков возникнет интерес к этой теме, эти вопросы можно обсудить подробнее.

Увеличение производительности узла смешивания

На многих предприятиях со временем возникает необходимость увеличения производительности. И одним из самых больших вызовов является увеличение производительности узла смешивания. Самым простым решением является уменьшение времени смешивания, но, как правило, такой шаг является ошибочным. Если ваш клиент узнает об этом, вы можете потерять не только его, но и свою репутацию, что при современной конкуренции является катастрофой.

Если перед вами все же стоит такая задача, попробуйте следующий алгоритм действий:


Автор статьи: Владимир Владимирович Ярошенко, эксперт по промышленному производству комбикормов, многолетний консультант рубрики «Производство кормов» информационного портала soft-agro.com.

Скачать статью в формате .pdf
С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Этот материал был полезным для Вас? Тогда обязательно поделитесь с коллегами!

Хотите получить больше информации по технологиям производства комбикормов? Подписывайтесь на наш новый вводный (бесплатный) курс «Технология производства комбикормов»

2 комментария "Смесители и смешивание компонентов комбикормов"

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  1. Добрый день. Предпочтения, привычки и вкусы у всех разные. Но все же есть ли какие-то оптимальные рекомендации по видам смесителей при определенных объемах смешивания?
    К примеру «тонна в день» — ленточный смеситель, «тонна в час» — лопастной смеситель, «10 тонн в час» — вертикальный шнековый.
    Оптимальные варианты в технологическом и экономическом разрезе.

    • Очень хороший вопрос, спасибо. Так вопрос мне не ставил никто, но вопрос логичен. Браво! На самом деле, цена самого смесителя — очень малая величина в комбикормовом производстве, чтобы ее брать за основной критерий при выборе. Очень много стоит периферия: транспортное оборудование, накопительные емкости, строительная часть, электрооборудование и тому подобное. Поэтому, больше внимания надо уделить начальной задаче — выбору производительности всего цеха, так, начальная ошибка и последующая перестройка будут очень болезненными. Часто встречаются ситуации, когда после строительства линии становится понятным, что она очень мала и дешевле ее закрыть и построить новую большую, чем модернизировать старую. Если перед вами стоит задача именно такая — семь раз подумайте. В общем же случае можно посоветовать такой подход: если у вас маленькое производство на несколько тонн в сутки и вас не ограничивает время смешивания, а также на кормопроизводстве работает один работник, который сам набирает порцию, дробит компоненты, смешивает их и отпускает продукцию (корм для свиней или коров) — можно брать вертикальный смеситель. Если вам нужно до 10 т/день птичьих или свиных кормов — берите ленточный смеситель емкостью 500 кг. Если 20-50 т/день таких же кормов — ленточный смеситель емкостью 1000 кг. Тогда вам нужно будет 2-4 оператора на этих производствах. Если вы собираетесь выпускать премиксы и концентраты, или использовать бленды, чистые витамины, ферменты и т.д. И у вас завод рассчитан на 100 и более тонн в день, можно брать лопастной смеситель. Однако, эти цифры несколько условны и нужно руководствоваться большим количеством аргументов.


      Дуже хороше запитання, дякую. Так ніхто питання мені не ставив, але запитання логічне. Браво! Насправді, ціна самого змішувача є дуже малою величиною в комбікормовому виробництві, щоб її брати за основний критерій при виборі. Дуже багато коштує периферія: транспортне обладнання, накопичувальні ємності, будівельна частина, електрообладнання, тощо. Тому, найбільше уваги треба приділити початковій задачі — вибору продуктивності всього цеху, бо початкова помилка і наступна перебудова будуть дуже болісними. Часто зустрічаються ситуації, коли після будівництва лінії стає зрозумілим, що вона дуже мала і дешевше її закрити і збудувати нову більшу, ніж модернізувати стару. Якщо перед вами стоїть задача саме так, то сім разів подумайте. В загальному ж випадку можна порадити такий підхід: якщо у вас маленьке виробництво на кілька тонн на добу і вас не обмежує час змішування, а також на кормовиробництві працює один працівник, який сам набирає порцію, дробить компоненти, змішує їх і відпускає продукцію (корм для свиней або корів)- можна брати вертикальний змішувач. Якщо вам потрібно до 10 т/день пташиних або свинячих кормів — беріть стрічковий змішувач на ємністю 500 кг. Якщо 20-50 т/день таких же кормів, — стрічковий змішувач ємністю 1000 кг. Тоді вам потрібно буде мати 2-4 оператори на цих виробництвах. Якщо ви збираєтесь випускати премікси і концентрати, або використовувати бленди, чисті вітаміни, ферменти і т.д. І у вас завод розрахований на 100 і більше тонн на день, можна брати лопатевий змішувач. Однак, ці цифри є дещо умовними і потрібно керуватись більшою кількістю аргументів.

Онлайн-обучение с сопровождением преподавателя