Разрушение гранул и образование пыли при производстве кормов для животных и аквакультуры: влияние транспортного оборудования на качество продукта

При производстве кормов для домашних животных и кормов для аквакультуры (рыбных кормов) качество готовой продукции зависит от множества технологических этапов. Подготовка сырья, измельчение, смешивание, экструзия, сушка, охлаждение и нанесение покрытия непосредственно влияют на физические и питательные свойства конечного продукта.

Однако произвести качественный продукт — только часть задачи. Если продукт выходит из экструдера качественным, он должен сохранить это качество до момента упаковки или отгрузки.

Поэтому транспортировка является важной частью технологического процесса. Экструдированные продукты и гранулы могут несколько раз перемещаться между различными единицами оборудования до достижения конечной точки. Каждая точка перегрузки потенциально подвергает продукт ударам, трению и механическим нагрузкам. Неправильно подобранная или не соответствующая характеристикам продукта транспортная система может стать причиной разрушения гранул, образования мелкой фракции и потерь готовой продукции.

Почему Pet Food и Aquafeed чувствительны к разрушению?

Экструдированные корма для домашних животных и аквакультуры отличаются по своим физическим характеристикам от зерна и традиционного гранулированного сырья. На механическую прочность продукта могут влиять:

• форма,
• размер,
• плотность,
• пористая структура,
• влажность,
• поверхностное покрытие.

Особенно чувствительными могут быть экструдированные продукты с пористой структурой. При ударе о поверхность на высокой скорости или чрезмерном механическом воздействии во время транспортировки они могут разрушаться. При этом разрушение гранул является не только визуальным дефектом. Образующиеся мелкие частицы могут создавать дополнительные проблемы на последующих этапах производства.

Что такое мелкая фракция (fines) и почему она важна?

В производстве pet food и aquafeed мелкие частицы, образующиеся в результате разрушения гранул, часто обозначаются термином fines. Большое количество такой фракции может означать прямые потери готового продукта.

Избыточное образование fines может:

• ухудшать внешний вид конечного продукта,
• снижать однородность продукта в упаковке,
• увеличивать необходимость просеивания,
• создавать необходимость повторной переработки,
• повышать пылевую нагрузку на предприятии,
• снижать количество товарного продукта.

Поэтому реальная стоимость разрушения гранул не ограничивается стоимостью повреждённого продукта. Просеивание, возврат продукта в процесс, очистка, аспирация и производственные потери также формируют дополнительные затраты.

Где происходит разрушение продукта?

Разрушение продукта зачастую связано не с одной конкретной машиной. Необходимо учитывать совокупное механическое воздействие на продукт по всей технологической линии. Особое внимание следует уделять таким участкам, как:

• входы элеваторов,
• выходы элеваторов,
• точки перегрузки между конвейерами,
• самотёки,
• участки свободного падения,
• точки изменения направления движения,
• входы в силосы и бункеры.

Каждый переход продукта с одного оборудования на другое создаёт дополнительную точку перегрузки. Поэтому при проектировании бережной транспортировки важен не только тип оборудования, но и общее количество точек перегрузки.

Как скорость транспортировки влияет на разрушение продукта?

Скорость движения транспортного оборудования является одним из факторов, определяющих механическое воздействие на продукт. В традиционных ковшовых элеваторах с центробежной разгрузкой ковши должны двигаться с определённой скоростью для эффективной выгрузки. При прохождении головной части элеватора продукт выходит из ковша под действием центробежной силы и направляется в разгрузочный патрубок.

Такой принцип позволяет достигать высокой производительности и широко применяется при транспортировке зерна, на мукомольных и комбикормовых предприятиях. Однако при работе с хрупкими экструдированными продуктами этот принцип следует оценивать иначе.

Если продукт выходит из ковша с высокой скоростью и ударяется о:

• корпус элеватора,
• разгрузочный патрубок,
• трубопровод или
• последующее оборудование,

механическая нагрузка на него может увеличиваться.

Важен не только элеватор: высота свободного падения также имеет значение

При проектировании систем бережной транспортировки часто совершается ошибка — всё внимание уделяется только самому транспортному оборудованию. Однако высота свободного падения продукта также может существенно влиять на его разрушение.

Например, продукт может выйти из элеватора без повреждений, но затем разрушиться при падении с высоты нескольких метров в силос или бункер. Поэтому при проектировании системы бережной транспортировки необходимо совместно учитывать:

• скорость транспортировки,
• количество точек перегрузки,
• высоту свободного падения,
• геометрию самотёков,
• способ выгрузки.

Цель состоит не только в перемещении продукта, а в том, чтобы транспортировать его с минимально возможным механическим воздействием.

Бережная транспортировка с помощью маятниковых ковшовых элеваторов (Z-образных элеваторов)

Маятниковые ковшовые элеваторы (Z-образные элеваторы) работают по иному принципу, чем традиционные ковшовые элеваторы с центробежной разгрузкой. Ковши свободно подвешены на транспортных цепях и перемещают продукт контролируемым образом по всей траектории движения.

Основное отличие проявляется в точке выгрузки. Для разгрузки ковшей маятникового элеватора не требуется высокая скорость и создание центробежной силы. Вместо этого ковш контролируемо опрокидывается в выбранной точке разгрузки.

Благодаря этому система может работать при более низкой скорости движения. Сочетание низкой скорости и контролируемой разгрузки помогает снизить механическое воздействие на хрупкие продукты.

Почему контролируемая разгрузка имеет значение?

При транспортировке чувствительных продуктов задача заключается не в том, чтобы выгрузить продукт из ковша с максимально возможной скоростью, а в том, чтобы аккуратно передать его на следующий этап процесса.

Контролируемая разгрузка помогает:

• исключить выбрасывание продукта на высокой скорости,
• сократить количество точек ударного воздействия,
• сохранить целостность гранул,
• снизить образование мелкой фракции.

Это особенно важно в производстве pet food и aquafeed, где физическое состояние и внешний вид готового продукта являются важными показателями качества.

Как несколько точек выгрузки помогают сократить количество перегрузок?

Ещё одной важной особенностью маятниковых ковшовых элеваторов является возможность организации нескольких точек выгрузки. В традиционной производственной линии для распределения продукта между различными силосами или упаковочными линиями могут потребоваться дополнительные конвейеры, распределители и точки перегрузки.

В маятниковом Z-образном элеваторе можно организовать несколько контролируемых точек выгрузки в рамках одной транспортной системы. Один элеватор может подавать продукт:

• в разные силосы,
• на несколько упаковочных линий,
• к различному технологическому оборудованию.

Сокращение количества дополнительного транспортного оборудования и точек перегрузки позволяет упростить компоновку предприятия и одновременно уменьшить общее механическое воздействие на чувствительный продукт.

На что следует обратить внимание при выборе транспортной системы для Pet Food и Aquafeed?

Выбор транспортного оборудования не должен основываться исключительно на производительности в тоннах в час. Для хрупких экструдированных продуктов необходимо учитывать несколько факторов:

• Насколько хрупок продукт? Следует учитывать его плотность, форму и механическую прочность.
• Какая производительность необходима? Требования к бережной транспортировке необходимо сопоставить с требуемой производительностью линии.
• Сколько раз продукт перегружается? Каждая дополнительная перегрузка создаёт потенциальную точку удара.
• Какова высота свободного падения? По возможности следует исключать неоправданно большие высоты падения.
• Необходимо ли несколько точек выгрузки? Возможность нескольких точек выгрузки может значительно упростить компоновку производственной линии.
• Имеет ли продукт масляное покрытие? Для продуктов после нанесения покрытия необходимо дополнительно учитывать сохранность поверхности.

Почему важно тестирование продукта?

Различные виды pet food и aquafeed могут значительно отличаться по своим физическим характеристикам. Диаметр гранул, плотность, форма, содержание масла и механическая прочность могут существенно различаться. Поэтому одни только теоретические расчёты не всегда позволяют точно определить поведение конкретного продукта при транспортировке.

По возможности испытания с использованием реального продукта помогают определить:

• степень разрушения продукта,
• образование мелкой фракции,
• оптимальную скорость транспортировки,
• подходящую конфигурацию ковшей,
• оптимальный способ подачи продукта.

Такой подход позволяет выбирать оборудование не только на основании каталожных характеристик, но и с учётом реального поведения транспортируемого продукта. Подробнее об этом — в статье Почему важно тестирование продукта на ковшовом элеваторе.

Заключение: сохранить качество до самой упаковки

Производители pet food и aquafeed инвестируют значительные средства в экструзию, сушку, нанесение покрытия и другие технологические процессы для достижения требуемого качества продукции. Однако если это качество не удаётся сохранить во время транспортировки, часть сделанных инвестиций может быть потеряна.

Поэтому транспортное оборудование не следует рассматривать исключительно как вспомогательные машины для перемещения продукта из одной точки в другую. При транспортировке чувствительных экструдированных продуктов такие факторы, как низкая скорость транспортировки, контролируемая разгрузка, минимальная высота свободного падения и сокращение количества точек перегрузки, играют важную роль в сохранении целостности продукта.

Маятниковые ковшовые элеваторы (Z-образные элеваторы) благодаря низкой скорости движения, контролируемой разгрузке и возможности организации нескольких точек выгрузки в рамках одной системы могут быть эффективным решением для бережной транспортировки продукции на предприятиях pet food и аквакультуры.

Потому что задача заключается не только в производстве качественного продукта, но и в том, чтобы сохранить это качество до самой упаковки. Отдельный взгляд на продукты с покрытием — в статье Транспортировка гранул с масляным покрытием.

---

Ознакомьтесь с нашими маятниковыми ковшовыми элеваторами →

Если вы хотите вместе подобрать оптимальную систему бережной транспортировки для вашего продукта, свяжитесь с нами — наша инженерная команда подготовит решение под ваш проект.