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Impressum
Optimierung der Flüssigkeitszugabe im Hauptmischer und der technologischen Eigenschaften von Feststoff-Flüssigkeits-Futtermischungen
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 16016 N
Laufzeit: 01.04.2009
- 31.03.2011
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Die Zugabe von flüssigen Makrokomponenten – Melasse und/oder Pflanzenöl – in den diskontinuierlich arbeitenden Hauptmischer soll durch eine begrenzte, erwünschte Agglomeration von Feinanteilen der Entmischungsneigung mehlförmiger Futtermittel entgegenwirken. Die zugesetzte Flüssigkeit verändert das Bewegungsverhalten der Partikel im Mischer. Der Kenntnisstand zum Mischverhalten sowie zur erreichba-ren Mischgüte von festdispersen Futtermittelmikro- und -makrokomponenten, die im Mischer mit geringen Mengen viskoser Flüssigkeiten befeuchtet werden, ist derzeit jedoch nicht ausreichend, um wissenschaft-lich abgesicherte Empfehlungen zur Prozessgestaltung des Mischprozesses ableiten zu können.
Ziel der Arbeit ist es, auf Grundlage experimenteller Untersuchungen den Kenntnisstand von Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Mischen und Befeuchten von organischen und anorganischen Futtermitteln mit geringen Mengen viskoser Flüssigkeiten zu erweitern. Die angestrebten Erkenntnisse sollen das Verständnis der ablaufenden Prozesse verbessern und eine effizientere Gestaltung derselben sowie der erzeugten Mischprodukte hinsichtlich der erreichbaren Mischungshomogenität und der Reduzie-rung von Entmischungseffekten erlauben.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zur Flüssigkeitsverteilung lassen keinen direkten Zusammenhang zwischen der im Flüssigkeitszugabesystem erzeugten Flüssigkeitsoberfläche und der jeweiligen Partikeloberfläche erkennen. Genaue Zusammenhänge können im Untersuchungsumfang des Projektes nicht geklärt werden. Auf Grundlage bisheriger Untersuchungen ist eine Vorverteilung der Flüssigkeit gegenüber einer drucklosen Zugabe (Zulaufrohr) mit einer deutlichen Reduzierung von Anbackungen und Grobagglomeraten verknüpft, was in der betrieblichen Praxis grundsätzlich Berücksichtigung fin-den sollte.
Systematische Unterschiede in der Flüssigkeitsverteilung bzw. zur Befeuchtung der Futterpartikel durch Melasse oder Sojaöl aufgrund stofflicher Flüssigkeitseigenschaften können nicht festgestellt werden. Diesbezüglich kann für eine optimierte Vermengung von Feststoffen und Flüssigkeiten im eingesetzten Mischer keine Empfehlung zum bevorzugten Einsatz einer Flüssigkeit bzw. zu Fest-stoff-Flüssigkeiten-Kombinationen abgeleitet werden.
Versuchseinstellungen zur erreichbaren Mischgüte ohne Trockenmischzyklus zeigen in Kombinati-on mit einem anschließenden Nachmischzyklus Mischgüten im jeweiligen Bereich der guten Mi-schungshomogenität. Ein Trockenmischzyklus ist mit der vorliegenden Anlagenkonfiguration sowie den eingesetzten Mischfutterrezepturen daher nicht erforderlich.
Für die organischen Mischfutter, d. h. Schweinemast- und Legehennenfutter, kann anhand der Veränderung der Partikelgrößenverteilung eine Anlagerung von feinen Partikeln an die mittleren und gröberen Partikel der jeweiligen Partikelkollektive festgestellt werden. Die erreichte Mi-schungshomogenität wird für die betrachteten Versuchsfutter gegenüber der Trockenmischung nicht negativ oder sogar positiv beeinflusst. Im weiteren Sinne kann dieser Agglomerationseffekt mit der Modellvorstellung für eine geordnete bzw. strukturierte Mischung beschrieben werden. Der festgestellte positive Einfluss auf die erreichbare Mischgüte tritt auf, wenn Flüssigkeitsanteile > 1 % zugesetzt werden.
Hingegen zeigen Untersuchungsergebnisse zur Reduzierung von Entmischungseffekten durch Zu-gabe von Flüssigkeiten sowie in Abhängigkeit der Lagerdauer, dass nur einige Proben nach einer Test-Beanspruchung eine befriedigende Mischungshomogenität aufweisen. Diese Proben sind ma-ximal 72 Stunden vor der Test-Beanspruchung gelagert. Darüber hinaus ist in der Mehrzahl der Proben ein deutlicher Indikatorverlust festzustellen. Die geringste Wiederfindung tritt durchgängig nach einer Lagerperiode von 3 Monaten auf, was mit der Reduzierung von Flüssigkeitsbrücken zwi-schen den Futterpartikeln über die Lagerdauer durch Verdunstung und Permeation begründet wird.
Insgesamt kann für keine der Proben eine ausreichende Reduzierung von Entmischungseffekten, d. h. sowohl eine befriedigende Mischgüte als auch eine Indikatorkonzentration im Toleranzbe-reich von 90 – 110 %, ermittelt werden. Diese Ergebnisse weisen weiteren Forschungsbedarf zur Reduzierung von Entmischungseffekten mehlförmiger Futtermittel aus.
Orientierende Versuche weisen aus, dass eine höhere Viskosität und evtl. auch eine höhere Adhäsivität von Melasse (mit einem Restzuckergehalt von 47 %) einen entscheidenden Einfluss auf die Reduzierung der Entmischung von Futtermitteln haben können. Voraussetzung für die Nutzung von höher viskosen Flüssigkeiten im Mischfutterwerk ist, dass diese mit geeigneter Mischtechnik gleichmäßig in die Futtermittel eingebracht werden können und dass eine den Anforderungen ent-sprechende Verteilung der Zusatzstoffe stattfinden kann. Die erforderlichen verfahrenstechnologi-schen Anforderungen können im Rahmen des bearbeiteten Forschungsprojektes nur in dem unter-suchten Umfang durchgeführt werden. Weiterführende Untersuchungen zur effizienten Herstel-lung entmischungsarmer mehlförmiger Futtermittel erscheinen daher zwingend erforderlich.
Die im Rahmen des Forschungsprojektes durchgeführten Untersuchungen führen zur angestrebten Erwei-terung des Kenntnisstandes zum Mischen und Befeuchten von Futtermitteln bezüglich stofflicher Eigen-schaften der Mischungskomponenten, der Wechselwirkungen zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten sowie verfahrenstechnischer Parameter. Die im Projektantrag formulierten Fragen können beantwortet werden. Das Forschungsziel ist damit erreicht. Empfehlungen für die betriebliche Praxis können abgeleitet werden.
Aufbauend auf dem erarbeiteten Kenntnisstand sind weiterführende Forschungsaktivitäten erforderlich, um für mehlförmige Futtermittel eine ausreichende Reduzierung von Entmischungseffekten zu erreichen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Landtechnik Tierproduktion
- Tierernährung
Ausführende Einrichtung
Internationale Forschungsgemeinschaft Futtermitteltechnik e.V. (IFF)
