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我们的动物饲料行业解决方案

我们的动物饲料行业解决方案

牛、家禽、猪及其他动物的饲料混合机

经济畜禽的饲料必须满足高质量标准:它们必须特别纯净,必须有标注并可追溯。饲料必须准确含有经济型动物在各生长期所需的营养成分。

饲料的呈现形式同样重要:饲料应具有良好的流动性且无尘。只有这样才能在自动化喂养设备中使用。

  1. 例如,奶牛专用混合饲料应含有较高的粗纤维比例,以确保良好的消化性和较低的甲烷生成。
  2. 猪用混合饲料应含有较低的磷,但必须提供合适的氨基酸。
  3. 家禽用混合饲料应包含特定酶类和易于消化的蛋白质。

amixon®搅拌机保证最佳混合质量和彻底排空

众多的组成成分以及不断变化的配方对饲料生产商提出了极高的物流要求。对于那些日价格过高或市场上无法获得的原料成分,往往需要用其他具有相似营养成分的替代品加以取代。

因此,作为生产链中创造价值的关键环节,混合设备必须达到最佳混合质量,使其在实际应用中无需进一步优化。而这一切都需要在高效、稳定的条件下实现。

  • 在短时间内完成
  • 适应可变的装填程度
  • 以最低的能耗
  • 达到最佳的耐磨性
  • 在几秒钟内迅速且完全地倾倒
  • 具有长久的使用寿命
  • 混合室易于进入且便于清洗
  • 混合室符合人体工程学,便于巡检
  • 容易维修磨损部件——最好由经过专门培训的自有车间锁匠进行维护。

“在实践中,混合质量等同于混合物的一致性。它描述了一台混合设备在规定时间内将不同数量的单一成分均匀混合的能力。”

确定异质散料的混合均匀度是一项复杂的工艺技术挑战。目前,已有 20 多种公式用于定义混合均匀度。在饲料行业,已经建立了符合实际操作的检测方法。例如,采用有机食品色素或微量示踪剂(Microtracer)进行检测,其添加比例为 1:100,000,即每吨饲料中加入 100 克活性成分。

在设定的混合时间后,从混合区域的不同位置提取足够数量的样本——通常至少 10 个,每个样本的体积通常为 20 克,并使用取样探针进行采样和分析。混合均匀度分析的质量受多种因素影响,尤其取决于样本数量和选定的样本体积。特别重要的是,在分割或分装样本时,要防止发生分层,以确保测试结果的准确性。

amixon® 12 立方米批次混合机

针对新开发产品类型的工艺路线评估

在引入全新产品类型或工艺,或投入使用新的混合设备时,可能会面临一定的挑战。对于混合饲料生产商而言,关键问题在于如何评估混合过程中均匀度的变化,并确定达到足够高的混合质量所需的时间。

为了解这一过程,可以采用以下方法:按照前述的取样方式,在不同的混合时间点重复取样。例如,第一组 10 个样本可在约 180 秒后采集,第二组 10 个样本则在额外混合 30 秒后采集,以此类推。这种方式可以帮助分析混合均匀度随时间的变化趋势,从而优化混合时间和工艺参数。

对于经过全面测试的混合机,其通用混合效率被认为已得到验证。在这种情况下,通过使用无死区的取样器在搅拌工具旋转过程中进行取样就足够了。这同样适用于回归样本的采集。

为了达到高混合质量,颗粒尺寸分布也起着关键作用。经验表明,基材中小组分的均质化效果最佳,当颗粒大小介于200至500微米之间时。如果颗粒明显更小,就更难计量和控制,可能会无意中进入除尘过滤器,或偶然附着在较大颗粒上,从而使均匀分布变得更加困难。

小牛奶替代粉被添加了脂肪和营养成分。

当小牛在较大年龄时与母牛分开,母牛的乳房不再用于喂养。此时,特定的干乳衍生物会添加脂肪、微量元素和维生素。最终混合物会包装成小包装。根据需求,产品会被溶解或悬浮在水中,特别适合为幼仔提供营养。

amixon® 双轴混合机将 3 立方米的小牛奶替代饲料与大量脂肪混合。尽管如此,最终混合物仍然保持良好的流动性和流动性。出料装置特别大,能够快速而彻底地排空混合物。

防止批次混合过程中的交叉污染

批次纯度是动物营养中精密混合物的一个极其重要的要求。例如,对于奶牛有益的微量成分,可能对家禽有害。因此,证明充分避免交叉污染是至关重要的。检测方法与混合质量检测类似。在常规混合批次后,再进行一次没有活性成分的混合。在检查这个“零”批次时,必须确保没有发现任何活性成分。该检查可以针对混合机本身,或整个系统进行:包括批次秤、输送设备、收集仓、粉碎机等。

对无污染生产的要求只有在混合机能够快速且精确地混合,并且能迅速且完全地排空时才能得到满足。为此,amixon® 开发了一款名为 KoneSlid® 的精密混合机。它能在几秒钟内完成混合,并且同样能够快速、完全地排空。KoneSlid® 混合机经济高效且耐磨。

amixon® 生产精密混合机、反应器、真空混合干燥器和发酵罐

在一个圆柱形-锥形的混合容器内,旋转着一个螺旋状的混合工具。SinConcave® 混合工具在顶部中央驱动并支撑。物料的投料是从顶部进行的,而 amixon® 设备的排料则发生在混合室下方。在混合室的锥形部分,设有一个无死区的关闭装置。所有接触物料的部件都经过精心焊接和打磨,混合工具也是如此。具有铲形设计的臂部支撑着混合螺旋(SinConcave® 型)。

搅拌工具可选设计为全加热,此时搅拌轴、臂及混合螺旋均采用双层结构。热传导液体对整个搅拌工具进行温控。作为热载体,可使用蒸汽、水或热油。

搅拌工具产生无死区的全体流动。有时需要进行破聚集或特别有效地将液体添加剂分散在粉末中。这时,会使用破碎工具或高剪切刀片,它们能够局部释放粉末中的高功率密度。无论物料是颗粒状、粉尘状、纤维状、干燥、湿润、膏状、液体,还是流动性好或差,都不会影响混合效果。搅拌工具的设计使得在约四到五次旋转后,混合室中的所有物料都被完全翻动一次。这一流动原理也被称为锅炉流动。通常,在几次旋转后,混合室内所有成分都会均匀分布,这时称为理想的混合质量,实际操作中无法进一步改善。

无死区的排料装置也可以替换为水平输送机构。当产品排出需要分量控制时,采用水平输送机更为合适。

amixon® 发酵罐/反应器可用于:

  • 当需要用饱和蒸汽对有机产品进行灭菌时
  • 在青霉素的生产过程中
  • 当进行酶促发酵时
  • 当需要特别温和的真空干燥工艺时
  • 当需要用高粘度液体对多孔散装物料(颗粒挤出物)进行孔隙深度浸渍时。(通过应用真空使孔隙无气,随后压力建立稳定了浸渍效果)。

混合精饲料占家畜饲料的比例高达14%。

过去,农民完全依靠自家生产的草、干草、谷物、甜菜和青贮为牛猪提供饲料的时代早已结束。如今,农场自制的饲料仅作为“基础饲料”使用;而被称为“精饲料”的产品则不可或缺。该术语指的是所有具有较高营养浓度并辅以其他添加剂的饲料,其中又分为单一饲料和混合饲料。具有高营养浓度的单一饲料例如油脂、大豆粕和糖蜜碎片(糖用甜菜加工的副产品)。

 

混合饲料最初仅指两种单一饲料的混合物,但现代混合饲料实际上是高度复杂的复合物,由多种单一饲料和精选添加剂组成,从而个性化满足不同动物的特定、当前营养需求。典型的混合饲料如今平均由八到十二种单一饲料和多达15种添加剂构成。数量上最重要的单一饲料是各种谷物,如小麦、大麦和玉米,其次是菜籽粕和大豆粕。饲料添加剂包括矿物质、维生素、氨基酸、微量元素和酶。

 

根据德国农民协会的最新数据,混合饲料在德国家畜饲养中所占比例约为14%,其中基础饲料占54%,单一饲料占32%。2020年,德国动物饲料协会数据显示,饲料工业生产了2410万吨混合饲料,其中用于猪的为980万吨,牛的为690万吨,家禽的为640万吨。

 

德国饲料工业以中小企业为主。2020年底,共有287家混合饲料生产商,营业额达到68亿欧元。其中,北部地区尤为集中;而南部由于家畜数量较少,混合饲料的需求较低。

个性化饲料混合趋势

尽管该行业主要由中型企业主导,混合饲料配方仍在不断通过科学研究进行改进。在此过程中,不仅按动物种类进行区分,还考虑动物的用途、发展阶段和生产能力。营养需求、消化系统和新陈代谢机制的差异也需要加以考虑。最终,饲料不仅要符合动物的口味,还需要能够从料仓卡车传送到日用料仓,并且无分层地送到每只动物。由单一生产商提供的混合饲料配方往往会有数百种不同的配方。

在牛养殖中,针对小牛、青年牛、奶牛、育肥公牛和干乳牛(两次分娩间的母牛)都有特定的混合饲料。以公牛育肥为例,要求包括:每日高增重、丰富的肌肉肉、少量脂肪、健康的牛胃,以及尽量少的病害问题。由于基础饲料通常含有不足以快速增加肌肉的蛋白质,以及不足量的矿物质、维生素和微量元素,因此专门为公牛育肥设计的混合饲料用来弥补这些不足。

现代农民首先会对自己生产的基础饲料进行分析,准确测定其中的营养成分(如碳水化合物、脂肪和蛋白质)、矿物质(如钙、钠、镁等)以及微量元素(如锌、铜、碘等)的含量。然后,根据分析结果,混合饲料的成分将根据具体农场的需求进行精准配制。

虽然基础饲料分析初期需要付出一定的费用,但这些费用通常很快就能收回,因为根据农场特定需求进行喂养会使牲畜养殖更具经济效益。毕竟,混合饲料中多余的矿物质和微量元素会增加成本。

精确配制的饲料有助于动物福利和环境保护。

灵活且定制化的饲料生产不仅能够应对极端气候条件,还能有效改善动物福利。例如,夏季时奶牛可能会因高温而遭受热应激。当外部温度达到 24°C 时,奶牛的舒适感会下降,它们的食欲减少,最终产奶量也会降低。在夏季高温期间,向奶牛的饲料中添加碳酸钠可以帮助缓解这一问题。

精细调整的饲料配方还可以为环境保护做出贡献。为了获得高产,农业土地的定期施肥是必不可少的。正确合理施用粪肥通常是一种良好的肥料。然而,过多的肥料并不总是有益。有时,粪肥中的磷和氮的排放可能会污染我们的饮用水。奶牛需要充足的磷供应,磷缺乏会导致食物摄入量、产奶量和生育力下降。而磷的过量供应则会导致奶牛排放更多的磷。因此,精心调配的饲料成分组合不仅有助于提高奶牛的生产效率,还能改善粪肥的质量,从而保护农业用地和地下水。例如,农业饲料生产商 Agravis 提供的“Phokus”饲料配方计算工具,能够帮助有针对性地减少饲料中的磷含量。

阅读 这里一些中小型饲料企业主的陈述。

配方及工艺开发

在混合饲料时,单个成分的均匀分布至关重要。因为每只动物只会得到每批次中的一小部分,而这一部分的组成应当对每个农场的每只动物完全一致。即使某些微量元素的添加量非常低,这一点也同样适用。饲料混合机需要能够将非常小的质量比例均匀地分配到研磨后的谷物中。在行业中,配方组成的要求通常为 1:10,000 到 1:100,000,这只是一个要求,而不是混合质量的标准。

饲料是大宗商品,饲料生产商通常以非常低的利润率进行生产。因此,另一个要求是混合物在混合机内的停留时间要尽可能短。一个批次的混合周期通常只有四到六分钟。在这段时间里,混合机会完成饲料的投料——将所有配方成分加入,混合、排料以及排料装置的关闭。对于一个 12 立方米的混合机来说,这么短的混合周期要求混合设备具备特定的技术特点。

配方开发、组分准备、组分投料、混合机的均质化过程以及后续设备的处理能力之间的相互作用,需要操作人员拥有丰富的专业知识。最终,能量平衡也是一个关键因素。所有用于内部物料物流和产品处理的设备都需要电力供应,这些设备会经历磨损,增加混合饲料的成本。

 

 

 

4o mini

技术上的理想混合质量。此处达到的混合质量在实践中证实已达极限。

amixon® 锥形混合机,适用于 30 立方米批次。

选择合适的混合机

混合物的均质性通常用变异系数(CV,Coefficient of Variation)来描述:

CV  =  (σ / μ)  ×  100 %.

  • σ = 某组分浓度的标准差
  • μ = 某组分分级浓度的平均值

在实际应用中,理想的混合质量可以定义为:使用最佳适用的精密混合机。该混合机能达到尽可能低的变异系数 CV。

通过这种精密混合机达到的均质性在实践中已无法进一步提高。对于许多粉末混合物,可以实现目标值 CV < 5 %。

混合质量越低,粉末组成就越异质。被分析的混合样品应只占最终用户使用部分的一小部分。

 

精密混合机 —— 无论采用水平还是垂直旋转的混合工具 —— 都可以毫无问题地满足饲料混合物的混合质量标准。但在以下方面存在较大差异:

  • 混合时间
  • 装填灵活性
  • 剩余物清空程度
  • 清洗性/可接近性
  • 排空速度
  • 驱动功率需求

为选择合适的混合系统,必须将混合机的空间需求与现场的空间条件相协调。amixon® 可以根据需要对其混合机进行个性化定制。从低安装的平板版到结构紧凑型,适应可用安装面积较小的情况。此外,amixon® 还可以按 100 升的阶梯制造出任何所需的尺寸。除此之外,之前提到的“混合机要求”标准也是关键。饲料工业中常见的批量容量为两到六吨(约 4 到 12 立方米),而矿物质混合物则为一到三吨(约 1 到 3 立方米)。

混合过程中实现粉末湿润的关键因素

精确定量液体并均匀分配

混合饲料中还包括各种液体添加剂,如脂肪、水、氨基酸、糖蜜或维生素——正好满足家畜的需要。此外,还应固结尘埃成分并改善口味。

通常,粉末状饲料只会添加少量的液体。如果需要加入液体,一个重要的选择标准是混合机尽可能均匀地润湿所有颗粒。

在这种情况下,值得注意的是,当液体成分的添加量较低时,颗粒堆积的孔隙度会略微增大,物料的松散度和流动性得到改善,混合物的体积稍微增大,粉尘含量减少,流动性也略有提高。然而,要快速且均匀地润湿具有宽粒径分布的颗粒堆积并不简单。

 

这款 amixon® 混合机具有两种液体添加方法:左侧是双流体喷嘴,右侧是单流体喷嘴。

在混合机下方的后处理可以缩短过程

当选择非常短的周期时间时,所有的液体成分必须迅速泵送到混合机中。在短暂的混合时间后,amixon® 双螺旋混合机中会得到均匀的产品。但仍可能存在一些颗粒团聚物(直径为 2 至 5 毫米)。这些湿性团聚物虽然在整个混合室中均匀分布,但尚未完全分散到混合饲料中。为了彻底分散它们,需要使用高速旋转的切割转子进行处理,这可能需要延长混合过程,尽管此时已达到了混合质量。此时,一种后处理方法已被证明更加节能。

为了完全破碎团聚物,建议在混合机下方安装所谓的“精整机”(Finisher)。混合物以高流速连续通过精整机,且特定的能量输入最小化。这样,即使是最小的体积颗粒,也能确保液体成分按照正确的配比分布。

 

 

 

4o mini

amixon® 代表采用垂直支撑混合轴的精密混合机

在一个圆柱形混合容器内,一个螺旋状的搅拌工具旋转,工具仅从上方中央驱动并固定。混合物料从上方加入,混合机的排空则在下部进行,排料时一个与混合室底部平面共面的阀门打开。这是一个无死角操作的密封阀,采用电气气动装置在一个接头内打开和关闭。所有接触产品的部件都经过精心焊接和打磨,搅拌工具也是如此。带有铲形设计的臂部支撑着混合螺旋,螺旋在此采用“凹型”设计。

根据需要,搅拌工具可以完全加热,这时搅拌轴、臂部和混合螺旋都采用双层结构,热介质用于调节整个搅拌工具的温度。热介质可以使用蒸汽、水或热油。搅拌工具生成一种无死角的完全流动,确保全方位的流动。在某些情况下,需要对团聚物进行解聚,或特别有效地分布液体成分于粉末中。这时,破碎工具或高剪切刀片发挥作用,它们在粉末中释放出高密度的能量。

无论物料是颗粒状、粉尘状、纤维状、干燥的、湿润的、膏状、液态的、流动性好的还是差的,混合工具都能有效处理。该混合工具设计合理,在大约四到五次旋转后就能将整个内容物完全翻动一次。这一流动原理也称为“锅炉流动”。通常,在几次旋转后,混合室内所有组件均匀分布,可以称之为理想的混合质量,实际操作中无法进一步改善。

该公式描述了amixon® 单轴混合机中的流动。

含微量元素和维生素的矿物质混合物

一种特殊形式的饲料补充剂是所谓的矿物质处理剂。它们以少量添加到家畜的混合饲料中。这些配方是专门根据牛、猪、马和家禽的需求制定的。它们由石灰和活性成分混合物组成,可以选择性地含有铁、维生素 C、钙、锌、碘、铜、硒、铬、氟、钾、钠、镁或磷。由于它们在混合饲料中充当微量活性成分,因此必须特别均匀且易于分布。为了减少粉尘,有时会将其包衣或团聚。同样,这些产品的目标也是获得无结块、无粉尘且混合效果达最高的产品。

无论使用哪种 amixon® 混合机——是单轴混合机还是双轴混合机——都始终能达到理想的混合效果。这两种混合机结构仅在所需的 混合时间 和随之产生的 能量输入 方面有所不同。

如果需要将能量输入降到最低,(除了 KoneSlid® 混合机外)没有比双轴混合机更好的选择。该混合机:

  • 在极短的时间内实现理想的混合效果
  • 在最小能量输入下温和地混合物料
  • 具有低矮且特别紧凑的结构
  • 能适应不同的装料程度
  • 具备特别好的可操作性,并且设计上符合卫生要求
  • 适用于所有类型的干燥、潮湿和悬浮物料
  • 能实现特别优秀的剩料排放
  • 可选择配备多个出料口
  • 与所有 amixon® 混合机一样,其混合轴仅在上部存放并驱动。

混合机的要求标准(示例列表),需要根据每个需求情况进行单独定义和权衡:

该列表仅为示例,应根据个别情况加以补充。

  1. 出现/不出现显著不同的充填程度
  2. 需要防护颗粒的混合/不需要
  3. 即使在较低充填度下也需要液体分布/不需要
  4. 需要特别温和的流体分配/....
  5. 需要强力消解团聚并特别快速的液体物质分配/....
  6. 需要非常快速的残余清空/....
  7. 期望缓慢或分阶段完全清空/....
  8. 期望达到最佳的完全清空/....
  9. 期望能够选择性或同时向多台填充机排空/....
  10. 期望尽可能低的能耗/....
  11. 需要特殊的磨损防护/....
  12. 混合机还用于工艺和产品开发,因此特别灵活使用/....
  13. 主要是单一产品生产/....
  14. 希望能够在无需中间清洗的情况下迅速完成不同的混合任务/....
  15. 大型卫生检查门:符合人体工程学的便捷通道以便快速干式清洁/....
  16. 应频繁进行快速湿洗和干燥/....
  17. 应将液体浸渍到颗粒中/....
  18. 混合室需具备耐压或真空性能/....
  19. 成品混合物具有不同的堆积密度:从.... kg/dm³ 到.... kg/dm³
  20. 混合物料应在混合机内进行温控处理/....
  21. 应在混合机内进行充气(以惰性气体延长最短保质期)/....
  22. .....
  23. ....

在amixon®测试中心进行的混合实验。

amixon® 始终提供超过30种不同的混合机用于测试

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