Pelletálási technológia

A mezőgazdasági keverőüzemekben a kész dercés takarmánykeverék bizonyos részéből, ill. adott állatfaj bizonyos korcsoportjainak tápkeverékeiből teljes mennyiségben pelletált végterméket állítanak elő. Egyes esetekben a gyártott pelletet morzsázógéppel aprítják, így a dercés és a pelletált végtermék méretei közti, különböző méretű morzsák állíthatók elő.

Pelleteknek nevezzük a mechanikai eszközökkel kényszererővel összepréselt lisztes vagy dercés anyagokat vagy anyagkeverékeket, amelyek keresztmetszeti mérete legfeljebb 15,0 mm.

A préselt tápoknak több előnye is van a dercés tápokkal szemben:

- a közel 80 ^oC-os (gőz- és nyomás hatása) anyaghőmérséklete megöli a hagyományos baktériumok és penészgombák egy részét,

- kis mértékben növeli a keverékek beltartalmi értékét,

- fajlagos helyszükségletük kisebb (térfogattömegük nagyobb),

- ömlesztett szállításuk és tárolásuk könnyebben megoldható,

- nincs szegregáció, osztályozódás,

- szállításnál csökkenthető a veszteség,

- hosszabb ideig tárolható,

- etetésük gazdaságosabb, hasznosulásuk kedvezőbb.

Ugyanakkor a pelletálási technológia a takarmánykeverék-gyártás legenergiaigényesebb része, s talán ez is oka, hogy a meglévő keverőüzemekben a pelletáló berendezések kihasználása nem minden esetben kielégítő.

A keverőüzemek korszerűsítésénél azonban célszerű a pelletálás előnyeinek ismeretében a pelletálási technológiákkal kiegészíteni az üzemeket, ill. a meglévő technológiákat fejleszteni. Ehhez ma már több hazai és külföldi, már itthon is bizonyított, korszerű gépek, berendezések állnak rendelkezésre.

Pelletálási technológia

A takarmánykeverékek pelletálási technológiája az alábbi részfolyamatokból tevődik össze:

- a dercés táp előkészítése a pelletáláshoz,

- a dercés táp kondicionálása,

- a kondicionált táp pelletálása,

- a pelletek hűtése,

- a pelletek morzsázása, ha szükséges,

- a pelletek, ill. a morzsák osztályozása,

- a por, a törmelék visszavezetése a pelletáló vonalra,

- a végtermék tárolása, kiszerelése.

A dercés táp előkészítése pelletálásra

Az előkészítés első művelete a dercés táp közbenső tárolása. Ezt indokolja az a tény, hogy a dercés és préselővonal átbocsájtó képessége nem egyforma, valamint az is szükségessé teszi, hogy egymás után több fajta dercés táp préselését kell elvégezni.

Fontos a présgépbe jutás előtt a vaskiválasztás, mind az állati tápanyag, mind a présgép működő alkatrészeinek védelme érdekében.

A dercés táp kondicionálása

A pelletáló berendezés előtárolójából az adagoló csigán át kerül a dercés táp a pelletálógép kondicionáló csigájába. A kondicionálás a pelletálás egyik legfontosabb művelete. A dercés táp kondicionálása javítja a pellet szilárdságát, csökkenti a pellet törmelékhányadát, növeli a táp emészthetőségét, valamint növeli a pelletálás teljesítőképességét is.

A dercés tápok kondicionálásához ma már csak a gőz a megengedett. Ennek során a keverék nedvességtartalma eléri a préselés szempontjából ideális 13-15% közötti értéket és a pelletálandó anyag egyenletesen 60-75 ^oC hőmérsékletre felmelegszik.

A kondicionált táp pelletálása

A kellően előkészített és megfelelően kondicionált tápból préseléssel állítják elő a meghatározott méretű pelleteket. A préselés folyamatában – a nyomás hatására – kényszerkapcsolatot hoznak létre a dercés táp komponenseinek szemcséi között, a pellet hőmérséklete tovább emelkedik és elérheti a 80-90 ^oC-t. A préselés tulajdonképpen a matricakamrában zajlik (1. ábra).

A matricatérbe kerülő anyag a szétterítése után, amit az anyagterelő elemek végeznek, a préselőtérbe jut, ahol előtömörödik, majd a forgó matrica furatain áthaladva kilép a matricából. A kipréselést a présgörgők (2-3 db) végzik. A matrica külső palástja mentén elhelyezett kések a préselt szálakat méretre vágják, és a levágott pelletek kihullnak a matricakamrából.

A pelletált táp minőségét sok tényező befolyásolja: a táp összetétele, az átlagos szemcsemérete, a használt matricák lyukátmérője, furathossza, a furat kialakítása és nem utolsósorban a matricák kerületi sebessége, és ami ezzel összefügg, a matrica átmérője.

A pelletált táp hűtése

A gőzzel való kondicionálás és préselés mechanikai folyamatai hőképződéssel járnak. A tápban lévő hőre érzékeny anyagok (fehérjék, vitaminok) csak rövid ideig viselik el károsodás nélkül ezt a felmelegedést, ezért a pelletálás után azonnal meg kell kezdeni a pelletek hűtését.

A hűtést különböző típusú berendezésekkel lehet elvégezni, elszívó ventilátor és ülepítő ciklon segítségével (2. ábra).

A pellet hűtése a szilárdságnövelő hatásán kívül a biztonságos tárolás szempontjából is elengedhetetlen. A hűtés foka akkor megfelelő, ha a hűtőről lekerülő késztermék hőmérséklete a környezeti levegő hőmérsékleténél legfeljebb 5-6 ^oC-kal magasabb.

A hűtést befolyásolja a bekerülő pellet hőmérséklete és nedvességtartalma, a pellet átmérője, a hűtőben való benntartózkodás, a hűtő levegő mennyisége. Ajánlott értékek a hűtőlevegő légsebességére 0,5-1,2 m/s, a légmennyiségre vonatkozóan 1,0-1,8 m³/h/kg.

A pelletek szükség szerinti morzsázása

A lehűtött pellet szükség esetén közvetlenül a morzsázó berendezésbe kerül. Az állat fajtájának, ill. korának igényeihez igazodva finom, közepes és durva morzsa készíthető a hengerpár morzsázórés méretének beállításával.

A morzsázógép működése a két egymással szemben forgó rovátkolt henger kerületi sebesség különbségén alapul. A két hengerfelület közt lévő relatív elmozdulás hatására a pelleteket nyíró igénybevétel éri, így jön létre a pelletek aprózódása.

A 3. és 4. ábrán láthatók az azonos tápok (Brojler indító, nevelő és befejező) dercés tápkénti szemcseeloszlása és a pelletálás utáni morzsázott tápkénti szemcseeloszlása. Látható, hogy a Brojlerindító táp kezdeti 0,92 mm-es átlagos szemcsemérete, a finom morzsázás hatására 1,90 mm-re növekedett, a Brojler nevelő tápé 0,75 mm-ről a közepes morzsázás után 2,95 mm-re nőtt, míg a Brojlerbefejezőé 1,05 mm-ről a durva morzsázás hatására 3,30 mm-re emelkedett. A morzsázás egyenletessége mindhárom esetben jónak mondható, 2,0-2,74 értékű volt.

A pelletek, ill. a morzsák osztályozása

A gyártott pelletek, ill. morzsák a végső készterméktárolókba juttatásuk, ill. kiszerelésük előtt osztályozásra kerülnek, a törmelék ill. a kisméretű morzsák kiválasztása végett. Erre szolgálnak az osztályozógépek vagy lengősziták. A lengő mozgást végző, bizonyos szögben lejtő szitákra kerülő anyagra ható erők eredője a lejtő irányába hat, aminek következtében az osztályozandó anyag fokozatosan előrehalad a szitafelületen, miközben az apró szemek, részecskék a szita nyílásán átesnek. Három frakciót lehet szétválasztani, a nagyobb szennyeződéseket, a kész anyagot és az apró hulladékot. Ez utóbbit vissza kell vezetni közvetlenül a pelletvonalra.

Az osztályozandó anyagnak megfelelően kell megválasztani a megfelelő lyukazatú rostákat.

Pelletálógépek

A takarmánykeverékek pelletálására síkmatricás, ma már döntő mértékben gyűrűmatricás présgépeket használnak. A matrica helyzetét és az anyagbeadagolás módját tekintve azonban a berendezések két alaptípushoz sorolhatók:

- vízszintes matricás pelletálógépek (sík- vagy gyűrűs matrica),

- függőleges matricás pelletálógépek (gyűrűs matrica).

Vízszintes síkmatricás pelletáló gépeket gyárt az AMANDUS KAHL GmbH és hazai képviseletén keresztül már több berendezés került hazai keverőüzemekbe is. Legelterjedtebb pelletálógépek azonban a függőleges matricás berendezések, amelyeket több hazai cég gyárt, ill. forgalmaz (pl. GRÁNIT-MILL Kft., MASINA Kft., ABRAZIV Mérnöki Iroda Kft. (CPM típusok), ADAPTER Bt. (PALADIN típusok).

A GRÁNIT-MILL Kft. hazai berendezései (5. ábra) 0,8 t/h és 12,0 t/h névleges teljesítmény között 8 méretlépcsőben kerültek kialakításra. (A közölt teljesítményértékek Æ3 mm furatú matricánál, brojler táp gyártásánál és 8 bar 6% gőzjellemzők esetében értendők).

Ezeknél a gépeknél az adagolócsiga töltőnyílása felül a pelletáló előtartályhoz, alul a kondicionáló egység töltőnyílásához csatlakozik. Az adagolócsiga fokozatmentes fordulatszám szabályozását frekvenciaváltó biztosítja, melynek kapcsolója a helyi vezérlőszekrény előlapján található.

A folyamatos szabályozás lehetővé teszi az adagolás pontos beállítását. A kondicionáló egységben, csigában történik a szemcsés és porszerű anyagok és a gőz, ill. folyékony segédanyagok keveredése és a pelletáló munkaterébe történő egyenlete szállítása. A kondicionálócsiga házán 4 db fúvóka található a gőz bejuttatására. A gőzmennyiség szabályozása kézi szeleppel történik. A kondicionálócsigát villanymotor hajtja fordulatszám-csökkentő ékszíjhajtáson keresztül. A csigaház oldalán csavarral rögzített tisztítóajtók találhatók.

A pelletálás a gép alapegységét képező préselő munkatérben történik. A kondicionáló egységből az anyag gravitációs úton jut a vízszintes tengelyű gyűrűmatricás két vagy háromgörgős préstérbe. A forgó matrica belső felülete és a görgők palástjai közötti szűkülő résbe jutó anyag a matrica furataiba préselődik. A matricán kívül elhelyezkedő kések, amelyek távolsága állítható, a furatok végén kilépő pelleteket megfelelő hosszúságú darabokra vágják.

A matrica tengelyét a főmotor hajtóművön keresztül hajtja meg. A forgó matricát biztonságos zárószerkezettel ellátott, dob alakú, nyitható ház fogja körül. Ennek az elejéhez illeszthető a bilinccsel rögzített, levehető töltőcső.

A Paladin típusú pelletáló berendezés (6. ábra) egy vízszintes tengelyű hajtott matricás, kétgörgős gép, melynek hajtását a berendezés két oldalán szimmetrikusan elhelyezett 1-1 főmotor végzi ékszíjmeghajtással.

A prés hátoldalán a főtengelyre egy dörzstárcsa van szerelve, amelyet fékpofák tartanak meg és biztosítanak az elfordulás ellen. Túlterhelés esetén a dörzstárcsa átfordul, miközben egy mikrokapcsoló működtetésével a főmotorok áramát kikapcsolja. A pelletáló berendezés hidraulika-rendszere biztosítja az ékszíjak megfelelő feszítettségét és a fékpofák súrlódási nyomását.

A présgörgők excentrikus görgőperselyekkel rendelkeznek és a görgőállító lemezekre rögzített állítócsavarok elforgatásával a görgőperselyeket lehet állítani, aminek következtében a görgő és a matrica közötti távolság változtatható. A pelletek aprítását végző kés a berendezés ajtajában rögzített és kívülről állítható. A matrica és a kés távolsága a késskálán leolvasható. A főkapcsolónak és az ampermérőnek (főmotorok) jól láthatónak és elérhetőnek kell lenni, hogy a prést kézi üzemmódban is kezelni lehessen.

Hűtőberendezések

A hűtőberendezések működési elvük szerint lehetnek: vízszintes vagy függőleges anyagáramúak.

A függőleges anyagáramú hűtőberendezéseknél a hűtőlevegő iránya lehet keresztáramlásos vagy ellenáramlásos.

A vízszintes anyagáramlású berendezéseknél, a hűtőlevegő keresztáramlásos. Ilyen elven működnek a horizontális (szalagos) hűtők (7. ábra). Ezeknél a hűtőknél lehet 1-2, vagy akár több szinten is mozgatni a hűtendő pelletet, és természetesen az anyagmozgatás hossza is változtatható a hűtési teljesítmény függvényében. Előnyük a viszonylag alacsony beépítési magasság, különösen az egy vagy két szintűeknek, gyors termékváltás valósítható meg velük. Hátrányukként említendő a sok mozgó alkatrész, a gyakoribb karbantartás, munkaigényesebb tisztításuk, nagyobb hűtőlevegő szükségletük.

A függőleges anyagáramú keresztáramlásos berendezések az oszlopos hűtők. Kisebb teljesítményű gépeknél egycsatornás oszlopot, nagyobb teljesítményű gépeknél kétcsatornás oszlopot használnak (8. ábra). A présgépekről érkező anyagmennyiségnek torlódás vagy túltöltődés nélkül kell átfolynia a hűtőoszlopon. Ebből adódóan a hűtőoszlopok teljesítőképességét elsősorban a hűtőlevegő mennyiségének változtatásával célszerű szabályozni. Különösen fontos az oszlopok egyenletes ürítése, mely történhet tálcás-, résszabályozós-, forgócellás- vagy vibrációs adagolóval.

Az ellenáramú hűtő (9. ábra) esetében a levegőáram az anyagáramlás kilépő oldalán jut a hűtőbe, tehát a két áramlás iránya ellentétes. A hűtendő anyag függőlegesen, gravitációs úton halad lefelé a hűtő teljes keresztmetszetében. Az anyag belépő oldalon hajtóműves villanymotor működtetésű, forgó rendszerű légelzáró biztosítja, hogy falslevegő ne jusson be a rendszerbe. Az egyenletes rétegvastagságot a hűtőben terményelosztó kúp biztosítja. A felső szintjelző a túltöltéstől véd, míg az alsó szintjelző feladata a meghatározott pelletvastagság elérése esetén az ürítőszerkezet működtetése, ezáltal a hűtőberendezés működésének vezérlése. A lehűtött pellet ürítése a fenékszerkezet nyitásával szakaszosan történik. A beépített hőmérsékletmérő jelzi a kilépő pellet hőmérsékletét és ennek ismerete módot ad a hűtőlevegő mennyiségének szabályozására.

Amennyiben szükséges, a hűtött pelletek közvetlenül a morzsázó berendezésbe üríthetők, majd az osztályozóba kerülnek (10. ábra), ahonnan a törmelék közvetlenül a pelletvonalra visszavezethető, az ép pelletek pedig a további követelményeknek megfelelően leüríthetők, bezsákolhatók vagy utótárolókban az elszállításig tárolhatók.