Optimieren der Futtermühlenleistung

von Detlef Bunzel, Evonik, Deutschland

"Was ist die optimale Mischergröße für die Futtermühle?" und "Wie viele Chargen pro Stunde sollen produziert werden?"

Eine effiziente Futtermittelproduktionslinie wurde entwickelt, um die Arten und Mengen von Futtermitteln zu verarbeiten, die produziert werden müssen. Dabei spielt die Optimierung der Balance zwischen Losgröße und Losfrequenz eine zentrale Rolle.

Bei der Auslegung der Futtermittelproduktionslinie müssen zwei kritische Fragen beantwortet werden:"Was ist die optimale Mischergröße für die Futtermühle?" und "Wie viele Chargen pro Stunde sollen produziert werden?" Wichtig ist in jedem Fall, eine Balance zwischen Chargengröße und Chargenzykluszeit zu finden.

Zum Beispiel, wenn 30 Tonnen Futter pro Stunde produziert werden sollen, die Produktionslinie und die Ausrüstung könnten so ausgelegt sein, dass sie 30 Chargen von jeweils einer Tonne pro Stunde produzieren können, 15 Chargen zu je zwei Tonnen pro Stunde, oder 10 Chargen von je drei Tonnen pro Stunde.

Optimale Mischergröße

Typische Mischergrößen in Futtermühlen reichen von weniger als einer Tonne bis sechs bis acht Tonnen pro Charge. Die meisten Futterzutaten, etwa 95 Prozent, werden in der Regel als Schüttgut in den Mischer gegeben. Prozessschritte vor und nach der Wiege- und Mischlinie sind nahezu kontinuierlich und deshalb, der Mischer muss mit den Pelletpressen mithalten können. Die Kapazität der Mischlinie errechnet sich aus der Chargengröße multipliziert mit der Anzahl der Chargen pro Stunde. Zum Beispiel, Leistung (Tonne / Stunde) =Chargengröße (Tonne) x Anzahl Chargen/Stunden. Jede gegebene Leistung kann durch Variieren der Chargengröße und -häufigkeit erfüllt werden.

Mischzeit

Je nach Mischerdesign und Qualitätserwartungen, Mischzeit kann von etwa 60 Sekunden bis vier-fünf Minuten variieren, oder noch länger. Während es bei einem Doppelbandmischer mehr als 200 Sekunden dauert, um einen guten Variationskoeffizienten zu erreichen, ein Paddelmischer kann in weniger als 60 Sekunden ein vergleichbares Maß an Homogenität erreichen. Unter Berücksichtigung des Zeitbedarfs für das Befüllen und Entleeren des Mischers, Gesamtzykluszeiten von zwei bis sechs Minuten können sich ergeben, das entspricht 10-30 Chargen pro Stunde.

Ablauf des Chargenmischprozesses

Der zeitliche Ablauf des Batch-Mischprozesses ist in Abbildung 1 (unten) dargestellt und lässt sich in vier Blöcke gliedern:

1. Dosierzeit

2. Mischerfüll- und Entleerungszeit

3. Mischzeit

4. Entladezeit des Behälters nach dem Mischer

Die Batch-Zykluszeit ist die kürzeste Zeitspanne im Diagramm, Danach kann der Mischer wieder befüllt werden. Abbildung 1 stellt ein Best-Case-Szenario dar. Die Batch-Zykluszeit beträgt in diesem Beispiel drei Minuten und 15 Sekunden, während die Zeit zum Befüllen und Entleeren des Mischers jeweils 15 Sekunden beträgt. Die Gesamtmischzeit beträgt zwei Minuten und 45 Sekunden. Die Hälfte der Mischzeit ist für das Mischen trockener Zutaten reserviert, bevor Flüssigkeiten in den Mischer gesprüht werden. während die Sprühzeit eine Minute mit 30 Sekunden Endmischzeit beträgt, um die Flüssigkeiten in die trockene Maische einzuarbeiten. Angenommen, alle Chargen benötigen die gleiche Zeit, mehr als 18 Chargen würden pro Stunde produziert.

Aufmerksamkeit für Geräte und Prozesse

Steigende Losgrößen haben offensichtlich einen Einfluss auf die Größe der beteiligten Geräte. Zum Beispiel, die Mischergröße steigt proportional zur Chargengröße, ebenso wie die Leistung pro Stunde steigt, unter der Annahme einer konstanten Anzahl von Chargen pro Stunde. Auch die Chargengröße hat einen Einfluss auf die Dosierzeit, Wiegegenauigkeit, sowie Misch- und Sprühzeit. Bei der Verwendung flüssiger Produkte ist besonders auf die Sprühzeit zu achten. Mit steigenden Losgrößen, Die Spritzzeit kann sich relativ zur Mischzeit verlängern, was sich negativ auf die Mischqualität auswirkt. Dieser Effekt wird durch ein modernes Mischerdesign und kürzere Mischzeiten verstärkt.

Ein letzter Aspekt bezieht sich auf den Verschleiß der Ausrüstung; mit steigender Chargenanzahl pro Stunde, Bei allen Teilen, die beim Chargenwechsel aktiviert werden, erhöht sich der Verschleiß wie:Schieber, pneumatische Kolben und Antriebe, und Elektroantriebe.

Balance zwischen Losgröße und Zykluszeit

Hier sind drei Möglichkeiten, um eine Mischlinienleistung von 30 Tonnen/Stunde zu erreichen:

Mit 30 Chargen pro Stunde und 90 Sekunden Gesamtmischzeit, der Prozentsatz der Füll- und Entleerungszeit von 30 Sekunden würde 25 Prozent des gesamten Chargenzyklus betragen und die Mischzeit würde 75 Prozent betragen. Dieses Timing würde bedeuten, dass Flüssigkeiten innerhalb von weniger als 30 Sekunden mit einer Trockenmischzeit von 60 Sekunden versprüht werden.

Mit 15 Chargen pro Stunde und den gleichen 30 Sekunden zum Befüllen und Entleeren des Mischers, Mischzeit wird auf drei Minuten und 30 Sekunden erhöht, ein Plus von 233 Prozent, obwohl die Chargenanzahl nur um 50 Prozent reduziert wird. Folglich, auch die Leistung der Dosiergeräte kann reduziert werden, mit positiven Auswirkungen auf Dosiergenauigkeit und Mischungshomogenität.

Bei 10 Chargen pro Stunde, Die Mischzeit würde sich auf fünf Minuten und 30 Sekunden erhöhen, was 366 Prozent der 90 Sekunden bei 30 Chargen pro Stunde entspricht. Wieder, es gibt einen relativen Gewinn an produktiver Dosierung, Spritz- und Mischzeit mit positiven Auswirkungen auf die Prozessqualität.

Alle Optionen sind technisch möglich, und die endgültige Auswahl muss Faktoren wie Dosiergenauigkeit und Homogenität des Futters berücksichtigen und bewerten, Eignung von Spritzsystemen und letzten Endes, die Investitionskosten für die Ausrüstung.