Afin d'assurer le fonctionnement continu des moulins à granulés, la capacité de la ligne de mélange discontinu sera définie en fonction de la capacité de conception de la ligne de granulation.
Capacité de la ligne de mélange
La capacité de production de la provenderie est définie sur la base de processus continus en tonnes par heure. Pour l'équipement de la ligne de mélange, cela doit être transféré en lots par heure car le mélange est un processus par lots.
Chaque sortie donnée peut être satisfaite en faisant varier la taille et la fréquence des lots. La taille des lots est définie en unités de poids car les lots en vrac sont assemblés sur des balances.
Néanmoins, matériel de transport, espace de rangement, le dosage et le mélange de ces lots en vrac sont principalement définis par le volume du lot :
• L'équipement de dosage doit être conçu pour doser le volume d'ingrédients en vrac dans le temps de dosage assigné
• Les trémies de pesage doivent être conçues pour accueillir le volume des lots en fonction de leurs capacités de pesage
• Les trémies avant et après le mélangeur et le mélangeur lui-même doivent être conçus pour accueillir le volume total du lot
• Les mélangeurs doivent être conçus pour permettre un taux de remplissage approprié à plein volume de lot, afin d'obtenir une homogénéité de mélange optimale dans le temps de mélange assigné
• L'équipement de transport après le mélangeur doit être conçu pour transporter le volume total du lot dans le temps de cycle
Alors que la taille des mélangeurs dans les provenderies varie de moins d'une tonne (2, 000 litres) à 10 tonnes (20, 000 litres), le temps de mélange peut varier d'environ 60 secondes à quatre à cinq minutes (ou même plus) en fonction de la conception du mélangeur et des attentes en matière de qualité.
Un mélangeur à palettes peut atteindre un niveau d'homogénéité comparable en moins de 60 secondes, alors qu'il faut plus de 200 secondes pour obtenir un bon coefficient de variation dans un mélangeur à double ruban.
Considérant les exigences de temps pour le remplissage et le déchargement du mélangeur, des durées de cycle totales de deux à six minutes peuvent en résulter. Par conséquent, environ 10 à 30 lots peuvent être produits par heure.
Séquence temporelle du traitement par lots
La séquence temporelle du processus de mélange par lots peut être grossièrement structurée en quatre blocs :
1 - Temps de dosage
2 - Temps de remplissage et de vidange du mélangeur
3 - Temps de mélange
4 - Temps de vidange du bac après mélangeur
Un examen attentif de la séquence temporelle améliore la compréhension du processus par lots :
• Le temps de dosage est plus court que le temps de mélange; donc, le lot suivant sera prêt à être versé dans le mélangeur dès que le mélangeur est déchargé
• Le système d'ajout de liquide est conçu pour permettre un mélange suffisant des composants secs avant le début de la pulvérisation des liquides et prévoit un temps de mélange final après l'arrêt de la pulvérisation
• La ligne de transport après le mélangeur est conçue pour décharger le lot de la trémie tampon après le mélangeur dans le temps de mélange du lot suivant.
Paramètres de processus et taille du lot
La modification de la taille du lot affecte la taille de l'équipement concerné :
• La taille du mélangeur augmente proportionnellement à la taille du lot, tout comme la production par heure augmentera, en supposant un nombre constant de lots par heure
• Le temps de dosage augmente proportionnellement à la taille du lot et l'équipement de dosage reste inchangé
• Si le temps de mélange est raccourci, afin d'augmenter la production (plutôt que d'augmenter la taille des lots), cela se traduira par un temps de dosage raccourci. Pour doser les mêmes quantités en moins de temps, les équipements de dosage doivent être agrandis, et la précision du dosage diminuera par rapport à la taille du lot. Doubler le diamètre d'un doseur à vis augmenterait le rendement et l'erreur de dosage d'environ un facteur quatre
• La précision de pesée est directement liée à la taille du lot. Par exemple., pour une échelle à 3, résolution de 000 chiffres et avec une plage de pesée de trois tonnes, la plus petite lecture sera de 1 kg. Avec une plage de pesée de six tonnes, la lecture correspondante sera de 2 kg
• Le temps de mélange est beaucoup plus influencé par la conception du mélangeur (outre les paramètres liés au produit) que par la taille du lot. Avec la même conception de base du mélangeur, le raccourcissement du temps de mélange peut avoir un effet négatif sur l'homogénéité du mélange.
• Le temps de pulvérisation – tout comme le temps de dosage – augmente proportionnellement avec la taille du lot avec le même équipement de pulvérisation. L'ajout de liquide a ses restrictions car les liquides ne peuvent être pulvérisés que sur la surface de la purée à l'intérieur du mélangeur, tandis que la taille du lot augmente avec le volume du mélangeur. Avec la taille du lot, le temps de pulvérisation augmentera par rapport au temps de mélange avec des effets négatifs sur la qualité du mélange. De tels effets sont plus forts avec une conception de mélangeur moderne et un temps de mélange plus court
• Temps de remplissage et de déchargement est relativement court et n'est pas grandement affecté par le temps de cycle de traitement par lots. Généralement, avec un nombre croissant de lots par heure, les pertes de temps par changement de lots augmenteront par rapport au temps total de production.
Un autre aspect lié à la qualité est le « transfert du produit ». Selon la conception et la maintenance des équipements, à chaque changement de lot, le produit de celui qui est déchargé restera et sera reporté dans le lot suivant.
Tout en maintenant la sortie par heure constante, il y a une tendance à un report accru lorsque la taille des lots diminue et que le nombre de lots par heure augmente.
Une autre considération est que, avec un nombre croissant de lots par heure, l'usure va augmenter sur les pièces qui sont utilisées lors du changement de lots. Il s'agit notamment de portes coulissantes, pistons pneumatiques, et les entraînements et les entraînements électriques.
Taille du lot et temps de cycle
La conséquence la plus critique de l'augmentation du nombre de lots par heure est le temps de mélange raccourci, par rapport au temps de cycle du lot.
Si le temps de remplissage et de vidange du mélangeur est de 30 secondes au total, alors augmenter le nombre de cycles discontinus aurait un impact négatif sur le temps de mélange net. Avec 10 lots par heure, 300 secondes, ou cinq minutes par heure, serait nécessaire pour remplir et décharger le mélangeur. 55 minutes serait un temps de mélange net pour produire une bonne homogénéité du mélange.
Avec 30 lots par heure, 15 minutes par heure seraient nécessaires pour changer de lot, ce qui signifie que seulement 45 minutes resteraient pour produire un mélange de bonne qualité.
L'augmentation de la fréquence des lots au-dessus de 15 lots par heure entraîne des temps d'arrêt excessifs pour changer les lots au détriment du dosage productif, temps de pulvérisation et de mélange.
Segmentation du temps de mélange
Afin d'obtenir une bonne homogénéité du mélange avec une segmentation équilibrée du cycle batch, il est important de considérer l'ordre et le moment où les ingrédients sont ajoutés. Le temps de mélange commence une fois que tous les ingrédients secs ont été ajoutés.
Lors du remplissage du mélangeur, les macro-ingrédients doivent être ajoutés en premier. Cela garantit une bonne répartition dans la purée. Dans certains mélangeurs, il existe des zones mortes qui ne se mélangent pas près du fond. Ceux-ci se rempliraient de micros si ceux-ci étaient ajoutés en premier. Pertes de micros par lot, en raison du fait que les vannes du mélangeur ne sont pas étanches à 100 % lorsqu'elles sont fermées, seront également réduits s'ils sont ajoutés aux macro-ingrédients.
Pour les micro-ingrédients, comme les acides aminés et les vitamines, une bonne répartition, ainsi que le dosage exact et l'évitement du transfert, est essentiel pour une haute qualité des aliments, pour assurer de bonnes performances de croissance et l'état de santé des animaux.
L'ajout de liquides trop tôt dans le cycle de mélange affectera l'homogénéité de tous les ingrédients. Une fois les liquides pulvérisés dans le mélangeur, la taille des particules augmente, en raison de l'adhérence entre les gouttelettes liquides et les particules sèches.
Lors de l'ajout de fluides, les liquides hydrosolubles doivent être pulvérisés avant les liquides liposolubles. Les liquides liposolubles recouvriront la surface des granulés de purée secs et, Donc, empêcher l'absorption d'autres liquides. Cela signifie que les liquides resteront à la surface et formeront des grumeaux et une agglomération sur la surface du mélangeur et les outils de mélange (palettes et rubans).
Taux de remplissage du mélangeur
Les fabricants de mélangeurs recommandent généralement un taux de remplissage de 70 à 85 %. Spécifiquement, avec mélangeurs à double ruban, il est important de noter que le ruban intérieur doit toujours être recouvert de purée. Si le taux de remplissage tombe en dessous de ce niveau, la dynamique de mélange du ruban intérieur est affectée négativement, et le produit s'accumulera sur un côté du mélangeur par le ruban extérieur.
Si les mélangeurs sont trop remplis, la distance entre les buses de pulvérisation et la purée est diminuée et les liquides couvriront une surface plus petite. La formation de grumeaux se produira parce que le volume de liquides dépassera la capacité d'absorption spécifique de la purée.
Avec un faible taux de remplissage, les liquides pulvérisés sur les outils du mélangeur et les parois latérales provoqueront une agglomération qui finira par se propager dans les lots suivants.
Par conséquent, il est recommandé d'utiliser un taux de remplissage minimum de plus de 60 pour cent, même si les fabricants peuvent prétendre que ces mélangeurs fonctionnent bien en dessous de 50 pour cent. La purée n'absorbera que les liquides et gardera les outils du mélangeur propres, si les outils du mélangeur sont bien couverts sous la rampe de pulvérisation.
Test de précision de travail de la production d'aliments pour animaux
Les aliments composés garantissent que les animaux reçoivent des niveaux adéquats d'énergie et de nutriments. Dans la production animale moderne, Les aliments composés sont également utilisés pour appliquer des traitements médicaux prophylactiques afin de maintenir la santé animale.
Les consommateurs accordent beaucoup d'attention à la sécurité alimentaire et, dans le cadre de la chaîne alimentaire, la production d'aliments pour animaux doit respecter certaines normes et respecter les règles de base et les meilleures pratiques. De nombreux pays ont publié des réglementations spécifiques avec des directives supplémentaires pour l'industrie de l'alimentation animale, pour garantir cette conformité. Traçabilité, hygiène et précision de travail sont les maîtres mots abordés par ces directives.
Différents concepts ont évolué pour répondre aux besoins des clients et pour faire face aux exigences réglementaires afin non seulement de produire une qualité adéquate mais également de la vérifier régulièrement. L'objectif de ces concepts est d'évaluer l'homogénéité du mélange du mélangeur discontinu en mesurant le « coefficient de variation » d'un traceur ajouté dans la purée. Par exemple, notre test de précision de travail AMINOBatch® utilise des acides aminés supplémentaires comme traceurs pour évaluer le coefficient de variation dans le processus de mélange par lots.
Conclusion
Le dosage et le mélange sont des processus essentiels dans l'usine d'aliments pour animaux avec un impact élevé sur le rendement et la qualité des aliments. Les aspects contradictoires de la conception des équipements et des processus doivent être conciliés pour trouver un équilibre acceptable entre la rentabilité et une production de bonne qualité.
Avec des temps de cycle de lots inférieurs à quatre minutes, le rapport entre le temps nécessaire au changement de lot et le temps net de mélange se déséquilibre au détriment de la précision du dosage, allier homogénéité et stabilité du process, entraînant des risques plus élevés pour la qualité des aliments.
La tendance de l'industrie à accélérer le processus de dosage nécessite une attention particulière en ce qui concerne la segmentation du cycle de dosage et de mélange. À savoir, les systèmes d'ajout de liquide peuvent devenir un goulot d'étranglement :un temps de traitement plus court entraîne un temps de mélange et de pulvérisation plus court. Le facteur limitant pour la pulvérisation de liquide est la capacité de la purée à absorber les liquides ajoutés à des débits de dose élevés.
Avec addition de liquide, il est très important de contrôler et de maintenir un bon taux de remplissage du mélangeur. Autrement, il en résultera une formation de grumeaux et une agglomération sur les parois et les outils du mélangeur.
Dans la production d'aliments pour animaux, il est important de vérifier la précision de travail du processus de dosage et de mélange pour assurer une production de qualité. Si bien exécuté, de tels tests permettent d'identifier des potentiels d'optimisation dans le fonctionnement des procédés et des équipements ainsi que dans la maintenance.
