| A mai fejlett takarmányipar elsődleges célja az, hogy hogyan lehet megfelelni a termékminőség növekvő követelményeinek. A felhasználók új garantálható keveréktakarmány minőséget követelnek, ill. kényszerítenek ki, amely nemcsak a jó keverési pontosságra (homogenitás) és a jó pelletminőségre (PD index) korlátozódik. | |
| További követelmény a mikrobiológiai szennyezettség csökkentése, a szalmonellával szennyezett takarmány forgalomba hozatalának megszüntetése. Ezzel a követelménnyel a takarmányiparban a gyártáskörülmények higiéniája nagyon felértékelődött, ami érthető, hiszen a takarmányiparnak mint láncszemnek az élelmiszer gyártási folyamatban fontos szerepe van. Ez a tény arra késztette a takarmánygyártókat, hogy kiemelten biztosítsák a higiénikus takarmánygyártást. Ebből a célból kerültek előtérbe a tápok hőkezelési technológiái, a keveréktakarmány-gyártó üzemekben. A hőkezelést befolyásoló tényezők elsősorban a kezelendő keveréktakarmány összetétele, nedvességtartalma, szemcsemérete, valamint a hőkezelés hőmérséklete és a hőntartási idő hossza. A hőkezelési technológiák hazai alkalmazása a ’80-as években kezdődött. Ha eltekintünk a kísérleti jelleggel kipróbált mikronizálástól és pörköléstől, akkor az üzemi gyakorlatban is alkalmazott pelyhesítés és extrudálás jelentette a hőkezelési eljárások hazai elterjedésének a kezdetét. Ezeket a technológiákat elsősorban a teljes olajtartalmú szója és a keveréktakarmányok alapkomponenséül szolgáló szemestermények (kukorica, búza, árpa) hőkezelésére alkalmazták. Szója esetében az antinutritiv anyagok (tripszin inhibitor, ureáz aktivitás) radikális csökkentését szolgálták, de szemesterményeknél minőségi változást is eredményezett, a jobb tápanyag-értékesülést és a mikrobiológiai fertőzöttség erőteljes mérséklését illetően. Ezeket a technológiákat 0,5-2,5 t/h üzemi teljesítmény és 300-900 MJ/t fajlagos energiafelhasználás jellemezte. A ’90-es évek közepétől, a nagyobb teljesítményű takarmánykeverő üzemek rekonstrukciójánál már szervesen beépültek a legkorszerűbb hőkezelési technológiák, az expandálás és higienizálás. Ez utóbbi kizárólag a keveréktakarmány mikrobiológiai állapotának javítását célozza, míg az expandálás ezen túlmenően a jobb tápanyagértékesülést és a pellet fizikai minőség javulását is eredményezi. Az expanderek és higienizálók igen széles teljesítménytartománya rugalmasan illeszthető a különböző nagyságrendű keveréktakarmány gyártó technológiába. Jelen cikkben e két hőkezelési eljárás technológiájával, főbb berendezéseivel és üzemi vizsgálati eredményeivel foglalkozunk. A higienizáló illetve az expanderre alapozott hőkezelési technológiák folyamatábráját az 1. ábrán mutatjuk be, a jelölt mérőhelyeken vett mintáknál a keverékek fizikai paramétereit mértük, illetve mintát vettünk a laboratóriumi elemzésekhez.
Higienizálás A higienizáló berendezést a keverőüzemben a pelletáló gép adagoló és kondicionáló csigája után kell beépíteni. A higienizáló leadónyílása és a pelletálógép beömlőnyílása között egy törőberendezéssel kiegészített csiga helyezkedik el, hogy egyenletes és megfelelő szemcsézettségű legyen a pelletáló gépbe történő adagolás. A higienizáló berendezés egy hosszúidejű, FIFO (First in First out) először érkező termék először is távozik áramlási viszonyú kondicionáló berendezés, amely a dercés takarmánykeverék mikroorganizmus mentesítő hőkezelésére szolgál. A termék benntartózkodási ideje a változtatható csigasebességtől (frekvenciaváltós szabályozás) függően 1-6 perc között lehet és független az átviteli teljesítménytől. Maga a berendezés egy rozsdamentes acél keverőházból áll, melyben változó menetemelkedésű csigatengely forog, ami a felmelegített keveréktakarmányt beállított sebességgel szállítja a higienizálótest beömlőnyílásától annak leadónyílásáig. A higienizálóba bekerülő, a kondicionáló csigában előzően gőz hozzáadással a kívánt (80-85 oC) hőmérsékletre felmelegített anyagot az azon való áthaladás ideje alatt a megfelelő hőmérsékleten kell tartani, amit a CPM típusú berendezéseknél (2. ábra) a higienizáló dupla falú köpenyében áramoltatott gőz biztosít. A gőznyomás 0,5-10 bar között változtatva a higienizáló test hőmérsékletét 110-180 oC között lehet szabályozni. A higienizáló berendezés a hőveszteségek csökkentése érdekében hőszigetelő köpennyel látták el. A higienizáló bemeneténél és kimeneténél 1-1 db PT 100 típusú hőmérő kerül beépítésre a táp hőmérsékletének mérésére. A higienizáló bemeneténél egy, a kimeneténél két darab forgó anyagérzékelő (telítettség érzékelő) egyrészt védi a berendezést a túltöltéstől, másrészt védik a csigát az anyagtorlódás esetén. A higienizáló után (alá) kerül beépítésre a présadagoló (törő) berendezés, mely tulajdonképpen egy rozsdamentes acélból készült adagolócsiga speciális terelőlapáttal. Ez biztosítja az egyenletes anyagáramot a pelletáló berendezésbe. A présadagoló is hőszigetelő köpennyel ellátott. A pelletálási technológiát vezérlő CPM PPC1 rendszer biztosítja a higienizáló automatikus működtetését is. A berendezés – a gyártó által megadott – névleges teljesítménye: 0,5 t/m3 térfogattömegű keverék esetében a 3. ábra szerint alakul különböző benntartózkodási idők mellett.
A BÜHLER berendezéseknél (4. ábra) a hőközlő köpenyes eljárás lényege egy meghosszabbított idejű intenzív gőzkezelés egy elektromosan fűtött dupla kondicionálóban. A köpenyfűtés szükséges villamosenergia-igénye az átáramló táp mennyiségétől függően 1,5-3,5 kW (5-25 t/h).
A kondicionáló csiga köpenyének magas hőmérsékletre történő felfűtése azt eredményezi, hogy a hozzáadott gőz célirányosan a keverék részecskéken kondenzálódik, ami hozzájárul a pelletálási eljárás jobbításához is amellett, hogy megöli a baktériumokat. Expandálás Az expander (5. ábra) egy szakaszos üzemű extrudernek tekinthető, ahol a csigásprés által kifejtett nyomás egy hidraulikus rendszerrel működtetett kúpalakú zárófejjel 0-40 bar között szabályozható. A takarmány 110-130 oC-os hőmérsékletét a kondicionálóba vezetett 75-85 oC-os gőz és az extruzióból keletkező súrlódási hő együttesen biztosítja.
A hőveszteségek mérséklésére a köpenyt gőzzel hevítik. A hőkezelés ideje 4-5 sec. (6. ábra). Az extruzió során fellépő nyíróerő hatására a takarmány-összetevők sejtfala és keményítőrácsa szétroncsolódik, ezért javul annak emészthetősége, ami jobb takarmányhasznosulást eredményez. Az expandált takarmányt a pelletálás előtt aprítják. A berendezés konstrukciója lehetővé teszi a nyomás kiiktatását és akkor a takarmány hőkezelés nélkül közvetlenül pelletálható.
Az expandálás előnyei: - csökkenti a baktériumok és a gombák számát a takarmányban, - fokozza a keményítő feltárását, - lehetővé teszi a folyékony részarány növelését a pelletálás előtt a keverékben, - kíméletes kezelést biztosít a fehérjéknél és a vitaminoknál, - növeli a pelletálás teljesítményét, - növeli a pelletálhatóságot a nehezen pelletálható anyagoknál, - növeli a pelletek fizikai minőségét, - kedvező fajlagos energiafelhasználás. Az expandált keveréktakarmány lehet végtermék, vagy további feldolgozásra, pelletálásra kerülhet. A higienizálás hatása a tápok mikrobiológiai és vitamintartalmú jellemzőire A mikrobiológiai vizsgálatok eredményei alapján a kezdeti állapothoz képest a higienizált tápok fertőzöttsége jelentősen csökkent, illetve az eredeti alacsony értéknél nem változott. A 456/2001 (VI.25) FVM rendelet szerint a takarmányok Salmonellát nem tartalmazhatnak, a hőkezelt takarmánykeverékek megengedett penész-száma 1,0 x 103 CFU/g, az enterobaktérium száma 3,0 x 102 CFU/g. A BÜHLER berendezéssel végzett kísérleteink eredményeit a 2. táblázatban összegeztük A vitaminok vizsgálata (OMMI Központi Laboratórium) alapján megállapítható, hogy a tartós hőkezelés hatására a kezdeti vitamintartalmak nem csökkentek, a közölt eredmények közti eltérés a méréshibán belüli. Az utóbbi években alkalmazott többféle hőkezelési eljárás között a higienizáló technológia (hőközlő köpeny) egy viszonylag olcsó eljárás, amely mint a vizsgálati eredmények is mutatták, a csíraszám jelentős csökkentésével, de a hőérzékeny és a táplálkozásban fontos vitaminok megtartásával tűnik ki. A higienizáló berendezéssel a keverőüzemek legtöbbje kiegészíthető, az a technológiába általában beilleszthető.
Az expandálás hatása a pelletek fizikai és minőségi jellemzőire Az üzemi körülmények között elvégzett vizsgálataink során elsősorban az expander nyomásának a pelletek fizikai jellemzőire gyakorolt hatását vizsgáltuk. Az expander nyomásának változtatásával a kezdeti d50 = 0,8 mm átlagos szemcseméretű táp szemcsemérete fokozatosan növekedett, és a p = 30 bar nyomású expandálás után elérte az 1,4-1,7 mm-t. Az alsó érték az 50 %-os, míg a felső a 8 %-os kukoricát tartalmazó tápoknál adódott. Az expander nyomás hatására megnövekedett átlagos szemcseméretű tápokkal végzett pelletálás során a gyártás közbeni törmelékhányad mennyisége az expander nyomás hatására csökkenő tendenciát mutatott. Konkrétan ez azt jelenti, hogy az expandálás nélküli pelletgyártásnál (p = o) keletkező törmelékhányad értékéhez képest 40,5-38,5 %-kal csökkent az 50, illetve 8 % kukorica részarányú tápok gyártásánál a törmelékhányad mennyisége. Az expander nyomás növelése kedvező a pelletek szilárdsági jellemzőinek alakulása szempontjából is. A pelletek morzsolódási PD indexe, az expander nyomás növelésével lineárisan nő, ami azt jelenti, hogy az expandálást követő pelletálás után kopásállóbb pelleteket lehet készíteni (7. ábra).
Az üzemben a gyártás közben is elvégezhető gyors vizsgálati lehetőségű törőerő mérés eredményei szerint az expander nyomás növelésével a pellet törőereje (keménysége) is lineárisan nő (8. ábra).
Keresve a kapcsolatot a laboratóriumban meghatározható PD index és a gyártás közben is megmérhető törőerő között megállapítható, hogy adott összetétel és expander nyomás-tartomány mellett a két szilárdsági jellemző között szoros kapcsolat van. Az előbbi ábrákból látható, hogy az 50 % kukorica részarányú, Æ 5 mm-es pelletek esetében 0-30 bar expander nyomás között a törőerő 32-57 N változásához 64-84 PD index változás tartozik, míg a 8 % kukoricát tartalmazó, hasonló méretű pelletek esetében a törőerő 88-116 N változásához 81-98 PD index változás tartozik. Az adott tartományokon belül 1 N törőerő-növekedés 0,8 illetve 0,29 PD index emelkedést eredményez, ami itt is igazolja azon korábbi megállapításunkat, hogy az eredetileg kedvezőtlenebb szilárdságú pelletek expandálással fajlagosan jobban javíthatók. Az expandálás magas termény hőmérséklete kedvező hatású a mikrobiológiai jellemzők csökkentése szempontjából, ugyanakkor a vitaminok csak kis mértékben csökkennek. PIPA-FRANK 1989-es adatai alapján ezek a vizsgálati eredmények különböző tápoknál a 4. és 5. táblázatban összegezhetők.
A KAHL típusú expanderes hőkezeléssel előállított brojler tápokkal végzett hízlalási kísérletek eredményeit a PATE Kaposvári adatai alapján közöljük (6. táblázat), amelyből megállapítható mind a napi súlygyarapodás, mind az élősúly, valamint a fajlagos takarmányfelhasználás javulása. Összefoglalva a hőkezeléses műveletek alkalmazásával az üzemi ráfordításokkal szemben elérhető a gyártott táp mikrobiológiai állapotának javítása, a takarmányozási eredmények javulása, a tápban lévő vitaminok jelentéktelen csökkenése mellett. A hidrotermikus műveletekkel elérhető előnyök természetesen függnek a gyártáshoz felhasznált nyers- és alapanyagok, jellemzőitől, a táp összetételétől. Technológiai oldalról közelítve a hatás a hőmérséklet, a víztartalom, a nyomás és a behatási idő függvénye. Egy 20 t/h-s teljesítményű takarmánykeverő üzem tényszámokra épülő, évi 2500, illetve 5000 üzemórát teljesítő modellszámítások adatai alapján megállapítható, hogy a higienizálás a műveleti költségeket alig növeli, míg expandálás esetén a költségnövekmény az éves kihasználástól függően 17-20 %-os emelkedést mutat. A gépi technológia fajlagos létesítési költsége higienizáló beépítésével 10-11 %-kal, expander beépítésével 19-20 %-kal növekszik. Ezek a kiegészítő technológiai berendezések a meglévő keverőüzemeknél kisebb átalakítások mellett, illetve a rekonstrukciók elvégzése esetén egyszerűen beépíthetők. Az állattartás és az állati termék előállítás jövedelmezősége szorosan összefügg a takarmánygazdálkodással, a takarmányok minőségével, a potenciálisan megtermelt tápanyagok jobb értékesülésével és hasznosulásával, mert az abraktakarmányok beltartalmi és mikrobiológiai minőségét illető elvárások tovább fokozódnak, és csak a jobb minőséget biztosító vállalatok illetve gazdaságok folytathatják tevékenységüket az egyre élesedő versenyben. Az említett hőkezelő technológiákat alkalmazó üzemek nagy valószínűséggel ezek között lesznek.
|
