牛、家禽、豚用の飼料混合機
家畜用飼料は、高い品質基準を満たさなければなりません。特に、純粋でなければなりません。また、その旨を明記し、追跡可能でなければなりません。飼料には、それぞれの成長段階において肥育動物が必要とする栄養素が正確に含まれていなければなりません。
投与形態も重要です。飼料は、流動性があり、粉塵が立たないものでなければなりません。そうして初めて、自動給餌システムで使用することができます。
- 例えば、乳牛用の濃厚飼料は、消化率が良くメタンガスの発生が少ないように、粗繊維を多く含んでいる必要があります。
- 豚用の濃厚飼料は、リンの含有量を抑え、適切なアミノ酸を含んでいる必要があります。
- 家禽用の濃厚飼料は、特定の酵素と消化率の高いタンパク質を含んでいる必要があります。
amixon®ミキサーは最高の混合品質と完全な排出を保証します
多数の成分と常に変化する配合により、飼料メーカーには物流面での卓越した手腕が求められます。 日々の価格が適当でないと思われる原材料成分や市場で入手できない成分は、栄養価が同等の他の成分で置き換える必要があります。
したがって、生産チェーンにおける付加価値装置としてのミキサーの課題は、実際には改善できない理想的な混合品質を実現することです。そして、これらすべてを
- 短時間で、
- 可変充填レベルで
- 最小限のエネルギー投入で、
- 最大限の耐摩耗性を備え、
- 数秒以内に素早く完全に空にでき、
- 長寿命である
- 混合室への良好なアクセス性と容易な清掃
- 人間工学に基づく混合室へのアクセス性
- 摩耗した部品の容易な修理 - できれば、特別に訓練された自社の整備士によって
「実際には、混合品質とは混合物の均質性と同義です。混合プラントの能力を「異なる量の個々の成分を規定時間内に均質に混合する」と表現します。
不均質なバルク材料の混合品質を決定することは、複雑なプロセスエンジニアリングの課題です。混合品質を定義する公式は20種類以上あります。動物用飼料の混合品質の検証には、実務的な方法が確立されています。有機着色料またはマイクロトレーサーを10万分の1の割合で飼料に添加します。これは、1トンあたり有効成分100グラムに相当します。規定の混合時間が経過した後、十分な数のサンプル(通常は少なくとも10個)を、十分な容量(実際には20gが多い)で、混合室のさまざまな場所からサンプルスクープで採取し、分析します。混合品質分析の品質は多くのパラメータに依存しますが、特にサンプル数と選択したサンプル容量に依存します。特に、偏析を避けるためにサンプルを分割または小分けすることが重要です。
新製品タイプのプロセスルートの評価
まったく新しい製品タイプやプロセスを確立する場合、あるいは新しい混合機を稼働させる場合、困難な状況に直面することがあります。混合飼料製造業者は、混合時間中の均質性がどのように変化するのか、また、十分な混合品質を達成するにはどの程度の時間混合する必要があるのかを知りたいと考えるでしょう。これを調べるには、以下の手順に従います。さらに短い混合時間を経た後、上述の要領でサンプリングを繰り返します。例えば、最初の10個のサンプルは約180秒後に採取し、次の10個のサンプルはさらに30秒間混合時間を経て採取します。
総合的にテストされたミキサーの場合、その汎用混合効率は検証済みとみなされます。この点において、デッドスペースのないサンプラーで混合ツールの回転中にサンプリングを行えば十分です。これはリターンサンプルにも適用されます。
また、高い混合品質を実現するには、粒度分布も重要な役割を果たします。経験上、基材中の小成分の均質化は、粒子径が200~500ミクロンである場合に最も効果的です。粒子がこれよりかなり小さいと、計量や制御が難しくなり、除去フィルターに意図せず入り込んだり、大きな粒子に付着したりして、均一な分散が難しくなります。
子牛用代用乳の粉末は脂肪と栄養素が強化されています
子牛が母牛から離される時期が遅いと、母牛の乳房はもはや子牛に与えるためのものではなくなります。特別な乾燥乳の派生物は脂肪、微量元素、ビタミンが強化されています。混合物は小さな容器にパッケージングされます。製品は必要に応じて水に懸濁または溶解され、特に若い動物にとって栄養価の高いものとなります。
amixon®二軸混合機では、3 m³の子牛用代用乳に大量の脂肪が添加されます。しかし、混合後の製品は流動性があります。排出用継手は特に大きく、迅速かつ完全に排出できます。
バッチ混合時の交差汚染の回避
動物栄養における精密混合では、バッチの純度が極めて重要な要件となります。例えば、牛には良い微量成分でも、家禽には有害である可能性があります。そのため、交差汚染が適切に回避されていることを証明することが不可欠です。このテストは混合品質のテストと同様の方法で実施されます。通常の混合バッチの後、有効成分を含まない混合バッチをもう一つ行います。この「0」バッチを検査しても、有効成分は検出されないはずです。この検査は、ミキサー単独またはシステム全体(バッチスケール、コンベアエレメント、収集サイロ、シュレッダーなど)に対して実施できます。
汚染のない生産の条件は、ミキサーが迅速かつ正確に混合することのみで満たされます。しかし、迅速かつ完全に排出することも必要です。amixon®は、この目的のためにKoneSlid®と呼ばれる精密ミキサーを開発しました。数秒で混合し、同じくらい迅速に排出します。KoneSlid®ミキサーは経済的に動作し、摩耗が少ないです。
amixon®は、精密混合機、反応器、真空混合乾燥機、発酵槽を製造しています
円錐円筒形の混合容器内で、らせん状の混合ツールが回転します。SinConcave®混合ツールは中央で駆動し、上部に取り付けられています。原料は上部から投入され、混合室の下部でamixon®装置から排出されます。デッドスペースのない遮断装置が混合室のコーン部分で開きます。製品と接触するすべての部品は、混合ツールと同様に、慎重に溶接および研磨されています。ブレード状の腕が混合螺旋(SinConcave®デザイン)を支えています。
オプションとして、混合ツール全体を加熱することもでき、その場合は混合シャフト、アーム、混合らせんが二重壁構造となります。熱媒体として蒸気、水、または熱媒体油を使用することができます。
混合ツールはデッドスペースのない完全な流れを作り出します。時には、特に効果的に粉末中の液体添加剤を分散させる必要が生じることがあります。この場合、チョッパーツールや高せん断ブレードが使用され、特定の領域で粉体に高いパワー密度が加えられます。 処理対象が粒状、粉状、繊維状、乾燥、湿潤、ペースト状、液体、流動性のあるもの、ないものなど、どのような状態であっても問題ありません。混合ツールは、4~5回転すると内容物が1周するように設計されています。この流れの原理は、ボイラーフローとも呼ばれています。通常、数回転すると、混合室のどこでもすべての成分が均質に均一に分布し、実際には改善できない理想的な混合品質が実現します。
デッドスペースのない排出バルブは、水平搬送エレメントに置き換えることもできます。製品の排出を少量ずつ行う場合、水平コンベヤーは常に便利です。
amixon®発酵槽/反応槽は、
- 有機製品を飽和蒸気で殺菌する
- ペニシリンの製造や
- 酵素発酵を行う場合
- 特に穏やかな真空乾燥プロセスを行う場合
- 多孔質バルク材料(ペレット押出成形品)に高粘度液体を浸透させる場合。(真空を適用することで気泡のない状態になります。その後の圧力上昇により浸透が安定します。)
濃縮飼料混合物は、家畜の飼料の最大14%を占めています
農家が、自らの生産による牧草、干草、穀物、ビート、サイレージのみで牛や豚を飼育していた時代は、とうの昔に終わりました。現在では、農場自体で生産された飼料は「基本飼料」としての役割しか果たしていません。さらに、いわゆる「濃縮飼料」が不可欠です。この用語は、栄養濃度を高めた飼料やその他の添加物を指します。単味飼料と混合飼料に区別されます。栄養濃度が高い単味飼料には、脂肪、大豆粕、砂糖大根の加工で生じる残渣である糖蜜パルプなどがあります。
複合飼料という用語は、すでに2種類のストレート飼料の混合物を指しています。しかし、現代の複合飼料は、実際には複数のストレート飼料と厳選された添加物から構成される非常に複雑な混合物であり、異なる動物が現在必要としている特定の栄養素を個別にカバーしています。今日の典型的な複合飼料は、平均して8~12種類のストレート飼料と最大15種類の添加物で構成されています。数量的に最も重要な単一成分の飼料原料は、小麦、大麦、トウモロコシなどの各種穀物であり、次いで菜種、大豆粕が続きます。飼料添加物には、ミネラル、ビタミン、アミノ酸、微量元素、酵素などが含まれます。
ドイツ農業協会の最新統計によると、ドイツでは混合飼料が家畜の飼料全体の約14パーセントを占めています。54%が基礎飼料、32%が単味飼料となっています。ドイツ動物栄養協会によると、2020年には飼料産業全体で2,410万トンの配合飼料、980万トンの豚用飼料、690万トンの牛用飼料、640万トンの家禽用飼料が生産されました。
ドイツの飼料産業は中規模企業が特徴です。2020年末時点で、287社の配合飼料メーカーが68億ユーロの売上を計上しました。北部に集中しています。南部では家畜の数が少ないため、配合飼料の需要は低くなっています。
個別混合飼料の傾向
業界は中規模企業が中心であるにもかかわらず、科学的な取り組みにより配合飼料の配合はさらに開発されています。 その際、動物種による差別化だけでなく、動物の目的、成長段階、能力に応じた差別化も行われています。 栄養素の必要量、消化器官、代謝メカニズムの違いも考慮しなければなりません。そして、何よりも重要なのは、動物がその味を気に入ることです。飼料はサイロトラックからデイ・サイロへ、そしてそこから個々の動物へと、分別することなく運ばなければなりません。ひとつのメーカーが数百種類もの配合飼料のレシピや配合を提供することは珍しくありません。
畜産業では、子牛、子牛、乳牛、肥育用の雄牛、乾乳牛(出産と出産の間の期間にある牛)用に特別に配合された混合飼料があります。例えば、肥育用の雄牛には、1日の体重増加量が多いこと、筋肉肉が多く脂肪が少ないこと、健康なルーメン、病気による損失が少ないことなどが求められます。しかし、通常、主食となる飼料には筋肉を急速に成長させるのに十分なタンパク質が含まれていません。また、主食となる飼料にはミネラル、ビタミン、微量元素も不十分です。 雄牛肥育用に設計された配合飼料は、これらの欠点を補います。
現代の農家は、まず自家生産の基本飼料を分析します。これにより、栄養素(炭水化物、脂肪、タンパク質)、ミネラル(カルシウム、ナトリウム、マグネシウムなど)、微量元素(亜鉛、銅、ヨウ素など)の含有量が正確に決定されます。そして、その特定の農場向けに、配合飼料の成分が基本飼料に正確に調整されます。
主飼料の分析には当初コストがかかるが、通常、農場独自の飼料により家畜の飼育がより経済的になるため、すぐにそのコストは相殺される。これは、配合飼料に含まれる不要なミネラルや微量元素がコストを押し上げるためである。
動物福祉と環境保護に配慮した、正確に調整された飼料
柔軟なカスタマイズ飼料生産は、異常気象への適応も可能にします。例えば、乳牛は夏の間、暑熱ストレスに苦しむことがあります。外気温が24℃に達すると、牛の健康状態は悪化し、食欲が減退し、最終的には乳量が減少します。夏の猛暑の間は、牛の飼料に炭酸ナトリウムを添加すると効果的です。
きめ細かく調整された飼料の混合は、環境保護にも貢献します。 農業用地に定期的に肥料を与えることは、高収穫を得るために不可欠です。 糞尿は、適切かつ適度に施せば、基本的には良い肥料となります。 しかし、多ければ良いというものではありません。 燐や窒素の過剰投入は、時に私たちの飲料水を汚染します。乳牛には適切な量のリンが必要です。リンが不足すると、飼料摂取量、乳量、繁殖能力が低下します。リンが過剰に供給されると、乳牛はリン酸塩の排泄量を増やすことで反応します。このように、賢明なバランスで構成された成分は、肥料としてのスラリーの品質を決定し、農地と地下水の両方を保護するのに役立ちます。例えば、飼料メーカーのAgravisは「Phokus」と呼ばれる飼料計算ツールを提供しており、これにより飼料中のリン含有量を具体的に低減することが可能になります。
こちらのいくつかの声明を、さまざまな中規模飼料会社オーナーの声としてお読みください。
レシピとプロセス開発
動物用飼料を混合する際には、各成分を均一に分散させることが重要です。 なぜなら、各動物が摂取する量はバッチのほんの一部にすぎないからです。 理想的には、農場の各動物が摂取する量は、それぞれまったく同じ組成であるべきです。 これは、たとえ微量要素がごく少量しか添加されていない場合でも、各個体の飼料にも当てはまります。飼料混合機は、粉砕された穀物に質量比で非常に少量の割合を均一に分散させることができるものでなければなりません。業界では、混合物の組成に関する要件は、10,000分の1から100,000分の1と定められています。これは要件であり、混合物の品質を測る指標ではありません。
飼料はバルク製品であり、飼料メーカーは非常に小さな利益率で生産しています。この点において、さらなる要件として、混合機内、さらには工場内での混合材料の滞留時間は可能な限り短くすべきです。混合バッチの所要時間がわずか4~6分であることも珍しくありません。この時間内に、ミキサーはレシピの全成分を投入され、混合され、空にされ、排出装置が閉じられます。12 m³のミキサーでこのような短い混合サイクルを実現するには、ミキサーに特別な機能が必要です。
レシピ開発、材料の準備、材料の計量、ミキサーの均質化、下流ユニットの取り込み容量の間の相互作用には、オペレーターの高度な専門知識が必要となります。最終的には、エネルギーバランスも適切でなければなりません。社内でのバルク材料の物流や製品加工のための各ユニットには、電気エネルギーを供給する必要があります。 消耗品であるため、複合飼料のコストを押し上げる要因となります。

技術的に理想的な混合品質。ここで達成された混合品質は、実際には改善できません。
適切なミキサーの選択
混合物の均一性は、変動係数(CV)で表されることが多い。
CV = (σ / μ) × 100
- σ = 成分の濃度の標準偏差
- μ = 成分の濃度の平均値
実際には、理想的な混合品質は次のように定義できます。目的に最適な精密混合機を使用します。この混合機は、可能な限り低い変動係数CVを実現します。
この精密混合機で達成される均質性は、実際には改善できません。多くの粉体混合では、CVの目標値は5%未満です。
粉体の組成が不均一であればあるほど、達成可能な混合品質は低下します。分析するサンプルは、エンドユーザーが使用する部分の一部でなければなりません。
精密ミキサー(水平または垂直に回転する混合ツール)は、苦情のない飼料混合物の混合品質基準を満たしています。しかし、以下のような点で大きな違いがあります。
- 混合時間
- 充填レベルの柔軟性
- 残留物の排出度合い
- 清掃性/アクセス性
- 排出速度、また
- 駆動に必要な電力
適切な混合システムを選択するには、ミキサーのスペース要件と現場のスペースを調整する必要があります。amixon®はミキサーのカスタマイズが可能です。設置スペースが限られている場合は、薄型のフラットタイプからスリムなデザインまで対応できます。さらに、amixon®は100リットル単位で任意のサイズの製造も可能です。それ以外は、前述の「ミキサーの要件」が適用されます。飼料業界における典型的なバッチ量は、2~6トン(約4~12m³)の範囲であり、鉱物混合物は1~3トン(約1~3m³)です。
混合プロセスにおける粉体の湿潤化の要因
液体の正確な投与と均質な分布
混合飼料には、家畜が必要とする脂肪、水、アミノ酸、糖蜜、ビタミンなどのさまざまな液体添加物も含まれています。さらに、粉塵粒子を結合させ、風味を改善する必要があります。
通常、液体は粉末飼料に少量しか添加されません。液体添加物が不可欠な場合は、ミキサーがすべての粒子をできるだけ均一に湿らせることが重要です。
この点において、液体を少量添加するとバルク材料の多孔性がわずかに増加し、バルクが緩くなり、より流動性が高くなり、混合物の体積がやや増加し、粉塵の含有量が減少し、流動性がわずかに改善されることは興味深いことです。しかし、粒度分布の広いバルク材料を素早く均一に湿潤させるのは容易ではありません。
ミキサー下での後処理により、工程を短縮できます
サイクル時間が非常に短い場合、すべての液体添加剤をミキサーに非常に速くポンプで送り込む必要があります。混合時間が短いと、amixon®の二軸ミキサーで均質な製品が得られます。しかし、孤立した凝集物(直径2~5 mm)がまだ残っている可能性があります。これらの湿った凝集体は混合室全体に均一に分布していますが、混合された原料に完全に分散されてはいません。高速カッティングローターで完全に分散させるには、混合プロセスを延長する必要があります。混合品質は達成されているにもかかわらずです。この場合、後処理方法の方がエネルギー効率が高いことが証明されています。
凝集塊を完全に粉砕するには、ミキサーの下にいわゆるフィニッシャーを設置するのが理にかなっています。混合物は、高流量でフィニッシャーを連続的に通過します。投入されるエネルギーは最小限に抑えられます。最も小さい粒子でも、すべての液体成分が正しい組成で検出されます。
amixon®は、垂直に取り付けられた混合シャフトを備えた精密混合機のブランドです
円筒形の混合容器内で、中央上部のみに取り付けられ駆動するスパイラル状の混合ツールが回転します。混合材料は上部から投入され、混合室の床面と同一平面にあるフラップを開くことで、ミキサーは下部から排出されます。これはデッドスペースのない操作バルブで、接続部分内で電空的に開閉されます。製品と接触するすべてのコンポーネントは、混合ツールと同様に、慎重に溶接および研磨されています。ブレード状の腕が「凹型」で製造された混合ヘリックスを運びます。
オプションとして、混合ツール全体を加熱することもでき、その場合は混合シャフト、アーム、ブレードが二重ジャケット構造となっています。熱流体が混合ツール全体の温度を維持します。蒸気、水、熱媒体油を熱流体として使用できます。混合ツールは、デッドスペースのない空間を支配するような全体的な流れを生み出します。時には、粉体中の液体添加剤を特に効果的に分散または凝集解除する必要があります。このような場合には、チョッパーブレードまたは高せん断ブレードを使用し、粉体中に部分的に高出力密度を放出します。 処理物が粒状、粉状、繊維状、乾燥、湿潤、ペースト状、液体状、流動性が高いか低いかなどは関係ありません。混合ツールは、4~5回転すると内容物が全体的に再配置されるように設計されています。この流れの原理は、ボイラーフローとも呼ばれています。数回転すると、混合室全体に均質で均一な分布が規則正しく現れ、実際にはこれ以上改善できない理想的な混合品質が実現します。
微量元素とビタミンを含むミネラル混合物
特別なタイプの飼料添加物が、いわゆるミネラル製剤です。これらは、家畜用の配合飼料に少量添加されます。配合は、牛、豚、馬、家禽のニーズに合わせて特別に調整されています。これらは石灰と活性成分の混合物であり、鉄、ビタミンC、カルシウム、亜鉛、ヨウ素、銅、セレン、クロム、フッ素、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、リンなどを任意で含有しています。混合飼料の微量有効成分成分として機能するため、特に均質で分散しやすいものでなければなりません。低粉塵にするため、一部カプセル化または凝集されます。これらの製品でも、最高品質の混合でダマや粉塵のない製品を実現することが目的です。
シングルシャフトミキサーまたはツインシャフトミキサーのいずれのamixon®ミキサーを使用しても、常に理想的な混合品質が達成されます。この2種類のミキサーの違いは、混合時間とそれに伴うエネルギー投入量だけです。
投入エネルギーを最小限に抑える場合、ツインシャフトミキサー(KoneSlid®ミキサーを除く)に勝るものはありません。このミキサーは、
- 理想的な混合品質を非常に短時間で達成し
- 投入エネルギーを最小限に抑えながら、製品を特にやさしく分散させ
- 低く、特にコンパクトな設計で
- 充填レベルの変化に対応し
- 特に使いやすく、最高の衛生基準で製造されています
- あらゆる種類の乾燥、湿潤、懸濁状態の原料に適しています
- 残留物の排出が特に良好です
- オプションで複数の排出ノズルを装備できます
- 他のamixon®ミキサーと同様に、ミキシングシャフトは上部のみで支持され駆動します。
ミキサーの基準(例示的なリスト)は、各要件ごとに個別に定義および重み付けする必要があります
このリストは例示的なものであり、個別に補足する必要があります。
- 充填レベルが大きく変動する/しない
- 粒子の穏やかな混合が必要/不要
- 低充填レベルでも液体分配が必要/不要
- 特に穏やかな液体分配が必要/...
- 集中的な凝集塊分解と特に迅速な液体分配が必要/....
- 非常に迅速な排出が必要/....
- ゆっくりまたは時間をかけて完全排出を希望/....
- 可能な限り完全排出を希望/....
- 複数の充填機への排出を任意または同時に行うことを希望/....
- 可能な限りエネルギー消費を低く抑えることを希望/....
- 特別な摩耗防止が必要/....
- ミキサーは、プロセスおよび製品開発にも使用されるため、高い汎用性が求められる /....
- 主に単一製品の生産 /....
- さまざまな混合作業を、中間洗浄なしで連続して行う必要がある /....
- 大型衛生検査ドア:素早い乾燥洗浄のための人間工学的なアクセス /....
- 素早い湿式洗浄および乾燥を頻繁に行う必要がある /....
- 液体を顆粒に浸透させる/....
- 混合室の気密性(加圧または真空)が必要/....
- 完成した混合物は、異なる嵩密度で利用可能:.... kg/dm³から.... kg/dm³
- 混合物はミキサーで調整する/....
- ガス充填(不活性ガスによる最低耐久性の向上)はミキサーで行う/
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