如何优化混合工艺和设备,使配料分布均匀。
唯一的目标的混合成分是整个混频器均匀分布,然后均匀的共混物交付给目标消费者。这种共混物可能是简单的两个成分(全燕麦兑入马1%糖蜜)或复杂如30加成分(谷物,植物蛋白,动物蛋白,维生素,矿物质,饲料添加剂,酶和对多种液体断奶仔猪)。这个目标是通过成分的特性,设备性能和管理的影响。
影响混合均匀性的成分特性包括:
影响混合器均匀性的设备属性包括:
对混合器均匀性的管理影响包括:
混合机性能评估
混合的目的是使成份的均匀混合物,并通过百分比表示变形例(CV)的系数描述:%CV =标准偏差/平均值×100。
通常,混合器均匀性测试将通过从预先指定的区域中的混合器收集10个样品进行,并且一个“标记”是每个样品内进行测试。
一旦样品进行分析,混频器CV可以计算出来。样本的正确标签也将允许混频器操作的内部评估。例如,如果我们确定氯化物(CL)中的溶液进行测试,以分析混合器CV并收集10个样品,将样品#1-9分别为0.52-0.59%Cl和样品#10为0.41%的Cl,所得到的CV为9.7%。在这种情况下,即使有在所述混频器CV <10%,位置#10应检查设备的问题,如磨损/破损的部件或在主轴上堆积,色带,桨等。接着,确认已主要成分进入混合器第一,轻微和microingredients分别进入混合器的第二和第三,。最后,微成分不应在端部或角部在所述混合器的中心进入。
什么是使用搅拌机均匀性的最佳标记?许多不同的测定中使用,但是用于选择的标记的基本标准是它来自单个源。标记物的分析可变性也应考虑(例如,饲料添加剂的分析可变性35%)。Clark等人。(2007)(表1)评价标记选择的影响,并在混合物均匀混合时间。数据表明合成的氨基酸是一致的标记物,而粗蛋白质不应该被用作混频器的均匀性的标志物。的图示,以验证为什么粗蛋白为标记将是作为劣等的选择如下:假设一个2吨混合器充满1吨SBM(48%CP)和1吨猪肉粉(50%CP)的。如果混频器没有打开,但采取的混频器分析10个样品(我们假设没有抽样误差和详细的营养配置文件),2.15%的简历是最高的CV可能。
多年来,获得许可的药用饲料生产设施一直被要求遵守FDA的现行良好生产规范(CGMP)规定。联邦法规第21篇第225.58部分(实验室控制)详细说明了人们必须对药用饲料添加剂的混合均匀性进行分析的频率。第225.30部分(设备)规定设备应按预期执行,第225.65部分(设备清洗程序)要求混合后进行适当的清洗。虽然所有部分都是必需的,但对于令人满意的水平,则须根据个别情况作出解释。在饲料工业中,搅拌机均匀度的标准目标是CV <10%。有一个饲料设施的移动,以实现CV <5%。
散装密度
当存在混合系统的审计时,配方是包含成分性质的因素。最后一次在混合器中用一批饲料目视检查混合器的时间是什么时候?混合器的溢出可以是制造饲料中最常见的监督之一。典型的积分器(猪或家禽)配方是玉米豆粕。
随着波动性在商品市场中移动,总有压力将其他副产物掺入饮食中以进行最低成本优化。虽然干蒸馏器的可溶物(DDGS)的谷物是乙醇行业的共同产物,但DDG已成为许多操作中的重要成分。小麦MIDDS也在动物营养中发挥着重要作用,但两者均具有灯泡密度。
托马斯等人。(2014)评估了混合的均匀松密度的影响,并发现了一个高纤维饮食(30%DDGS和18米%小麦麸)具有低堆积密度(28.8磅/立方英尺)花的混合时间四倍长度来实现的混合器CV <在高堆积密度相比于玉米 - 大豆饮食mealbased 10%(36.2磅/立方英尺)。
应该认识到,当从设备制造商购买指定的搅拌机或设计搅拌机时,搅拌机的设计是基于材料的堆积密度的容积容量。表2显示了使用常见的混合器模型(由体积定义)的容重对混合器容量的影响。如果搅拌机的初始设计是用于35磅/立方英尺的材料,那么当材料改变时,例如,减少搅拌机的容量到30磅/立方英尺。
提高效率
管理层不断推动在更短的时间内制造更多的饲料。饲料厂可能没有机会建立新工厂以提高速度。它们甚至可能没有空间或结构完整性,以安装更大的混频器以增加容量。随着时间的推移,发生了许多微妙的变化。制定变更,员工运营商更改,软件更新等,这提出了审查的机会
整个批量循环。
表3描述了理论批量周期和减少批量循环时间15秒(在三个不同的区域5秒)的影响。这一理论操作所示为使用搅拌机填充关于每周能提高效率,混频器放电,湿混时间的潜力,获得近600万吨/周。
许多操作人员会告知干混合时间和湿混合时间(如果有的话)是否处于满意的水平;然而,它最近进行过测试吗?在混合前和混合后,设备还可以对其他几个部件进行评估。
可以理解的是,这是一个类比,并且设施可能在一步中找不到五秒钟,但也许在三到五个位置的秒。在存储容量方面可能有限制。在造粒方面可能存在下游的限制。审计混合过程是否仍然是可以接受的,以找到150吨的容量,5吨混合器,并不是花一毛钱?
当前的问题
饲料行业中的混音器正在发生什么?斯图尔特马丁,土木历史销售经理,海耶斯&stolz Ind。MFG。公司表示,发生了几个趋势。
“总是被要求更大的更大的服务器。我们看到更多的批量系统为14吨。”马丁继续,“安全始终是一个最关心的问题,并且有一个强有力的举动,易于进入设备。通过这种方式,我们正在为检查和清洁或修理添加更多门。这减少了进入需要狭窄空间的混音器允许。”
皮特·卡尔德隆与斯科特设备有限公司总经理,也有类似的评论,指出,“当然,有新的版本,它是关于通过这通常是通过短混合时间的混合机最大化吞吐量。短混合时间[不到两分钟的周期时间]最常完成的双轴搅拌机,这是大多数我们今天建设。
“我们在行业中看到的另一个大问题是,所有规模的工厂都关注并努力在设备中设计功能,以最小化/消除限制空间进入。为了实现这一目标,混合机的侧门越来越不只是一种选择,而是一种标准功能。”
Martin和Calderón都表示,对食品安全现代化法案的进入设施的食品安全现代化法案的兴趣迅速上升。这是宠物行业的情况几年,但正在进入动物营养行业。
结论
均匀的混合物是每个饲料制造商的目的。随着饲料吞吐量,监管合规性,动物绩效和食品安全的饲料设施增加,制造商需要意识到它们的混合操作。混合器性能可以是一个复杂的问题,每个混频器分析由于饮食配方,粒度的原料粒度,搅拌机上的粒度,搅拌机清洁,单独采样,混合时间和所有其他影响因素。但是,如果未完成测量和收集数据的初始步骤,则无法改进任何内容。❚
Patrick Clark是一家支持食品,饲料和粮食行业的顾问,提高加工效率和监管遵守情况。除了与FDA,OSHA和EPA的经验之外,克拉克在与饲料制造商合作的私营部门拥有15年的经验。克拉克是一位经过认证的FSMA预防控制权合格的个人主导教练和堪萨斯州立大学粮食科学系的兼职教授,他完成了他的B.S.,M.S.和Ph.D。
2021年8月26日
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