Terménydarálók, takarmánykeverõk

Az un. teljes értékû keverék-takarmányok, röviden a tápok különbözõ takarmány-komponensekbõl összeállított, ásványi és egyéb hatóanyagokkal kiegészített, etetésre közvetlenül felhasználható keverékek, amelyek hatóanyaga kifejezetten a cél állatok (faj, fajta, korcsoport) takarmányozási igényeihez igazodik.

Keveréktakarmány elõállításánál az ásványi anyagok, mikroelemek, illetve ezek sói általában korpával keverve ásványi anyag premixként, a vitaminkészítmények (esetenként gyógyszerek) szintén korpával keverve vitaminpremixként kerülnek bedolgozásra. A premixekbõl állati és növényi eredetû fehérjékben gazdag takarmányokból készítenek un. koncentrátumokat, melyek 70-90% gazdasági abrakkal kiegészítve képeznek teljes értékû keveréktakarmányt. A premixek elõállítását az erre szakosodott ipari üzemek végzik, míg a koncentrátumok készítése a nagyobb keverõüzemekben külön gépsoron is elvégezhetõ. A kisebb keverõüzemeknek, kisgazdaságoknak a premixeket vagy a kész koncentrátumot célszerû a kereskedelembõl vagy közvetlen a gyártótól beszerezni.

A keveréktakarmányok elõállítását megelõzõ mûvelet a szemestermények aprítása, darálása, amely befolyásolja a komponensek egyenletes keverhetõségét, a termék megjelenési formáját, fogyaszthatóságát. Az aprítás fokát az optimális szemcsézettséget a hasznosulási eredmény és a keveréktakarmány elõállítási költsége összehangolásával kell meghatározni. A szemcseösszetételt elsõsorban az befolyásolja, hogy milyen állatcsoport etetésére fogják felhasználni. Takarmánykészítéskor törekedni kell a homogén keverék kialakítására, lisztes és poros frakció minél kisebb részarányára.

Darálás során a szemestakarmányokat (búza, árpa, kukorica, zab stb.) meghatározott méretre aprítják. Az aprítás a mag darabokra bontása, amely mechanikai terhelés során jön létre. Az anyagban nyomó, hajlító vagy nyíró illetve összetett feszültség lép fel, mely meghaladja a törõszilárdságot, azaz a határfeszültség értékét. A darálás, aprítás folyamatának elmélete összetett folyamat, mert inhomogén anyagok aprításáról van szó, ahol a mag egyes alkotórészei eltérõ fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az egyes szemek alakja is eltérõ, valamint nedvességtartalmuk függvényében eltérõ viszkoelasztikus tulajdonságokkal rendelkeznek.

A darálás módja különbözõ lehet attól függõen, hogy az aprítást milyen úton érjük el:

-         Ütéssel, ütköztetéssel (pl. kalapácsos daráló)

-         Nyomással, lapítással, zúzással (pl: egymással szemben, azonos kerületi sebességgel forgó hengerpárok között)

-         Nyírással, nyírófeszültség keltésével (pl: tárcsás darálóknál)

-         Dörzsöléssel, koptatással, amikor a mag felületén csak kisebb mélységben ébred nyírófeszültség (pl: tárcsás daráló, eltérõ kerületi sebességû bordás hengerpárral rendelkezõ hengerszékek)

-          A darálógépekben a különbözõ darálási módok kombinált hatása jelentkezik.

A darálókkal szemben támasztott követelmények a következõk:

-         többféle, különbözõ nedvességtartalmú termény darálását legyen képes elvégezni

-         a dara szemcsemérete változtatható legyen

-         fajlagos energia ráfordítás kedvezõ legyen

-         egyszerû, könnyen karbantartható szerkezetû legyen

-         termék lehûtve kerüljön ki a gépbõl

Az aprítás minõségének egyik fontos jellemzõje a termék átlagos szemcsemérete, amelyet szitaanalízissel határoznak meg. A frakciók szétválasztása után megkapott átlagos szemcseméret, a daramodul, valamint a szemcseeloszlás képet ad a termék jellegérõl, és támpontul szolgálhat a darálógép beállításához.

Az aprítandó anyagtól, a végtermékkel szemben támasztott követelményektõl függõen aprításra a gyakorlatban többféle daráló használható. Ezek lehetnek hengeres darálók (hengerszékek, szemtörõk), tárcsás és a leginkább elterjedt kalapácsos darálók.

A hengeres darálókban két egymással szembe forgó hengerpár végzi az aprítást. A hengerek kerületi sebessége lehet azonos, ekkor nyomófeszültséget ébresztenek, és lehet különbözõ, ekkor nyírófeszültséget ébresztenek. A hengerek felszíne lehet sima (de nem tükörsima) vagy rovátkolt. Az utóbbi idõben elterjedten használják a külföldi országokban a szemroppantó vagy törõ berendezéseket (1. ábra), melyek egyszerû hengeres darálóknak tekinthetõk. A hengeres darálók energetikai szempontból igen kedvezõ tulajdonságokkal rendelkeznek, de univerzális jelleggel nem használhatók.

Tárcsás darálóknál az aprítás két tárcsa között történik. Az aprítandó anyag tengelyirányú mozgással jut be az álló és mozgótárcsa közötti õrlõrésbe. Az õrlõrés nagysága, így az aprítás mérete az álló tárcsa elmozdításával szabályozható. Az ilyen típusú darálók Európában nem terjedtek el, gyártására azonban van példa. A 2. ábrán egy nagyteljesítményû SKIOLD gyártmányú tárcsás daráló látható.

Valamennyi aprítást végzõ gépváltozat közül a kalapácsos darálók terjedtek el leginkább a mezõgazdasági üzemekben. Ennek oka, hogy az ilyen típusú darálók univerzálisan használhatók, viszonylag egyszerû szerkezeti kivitelûek, így üzemeltetésük és karbantartásuk is kisebb szakértelmet igényel.

A kalapácsos darálók szerkezeti felépítésének egyik jellemzõje az anyagáram bevezetése, ami alapján tangenciális, radiális és axiális beömlésû darálókat különböztetünk meg.

A termény az adagolón és mágnesen keresztül jut a daráló gépbe, ahonnan aprózódás után általában légáram segítségével távozik. Kisebb darálóknál rés állításával, a nagyobb teljesítményû gépeknél vibrációs adagoló segítségével szabályozható a termény tömegárama. Egyes gépeknél maga a daráló vákuuma szívja fel a darálandó szemesterményeket váltószelepen, kõcsapdán és vasleválasztón keresztül. A darálótérben a szemek a nagy sebességgel forgó kalapácsokhoz, majd törõfelülethez, végül a rostafelülethez ütközve aprózódnak fel. Az aprózódás mértékét a rosták lyukátmérõje határozza meg elsõsorban, ezért az átlagos szemcseméret változtatása rostacserével végezhetõ. Leggyakrabban a 3-6 mm-es lyukátmérõjû rostákat használják.

Az egy vagy több részbõl készült rosták különbözõ ívben veszik körül a lengõkalapácsos forgórészt. Az axiális beömlésû változatoknál 360°-os körülforgási szög alkalmazható, így a darálógép teljesítménye nagyobb lehet. A 3. ábrán egy ilyen változat látható.

A kalapácsok alakja különféle lehet, elsõsorban téglalap keresztmetszetû, egysarkú vagy lépcsõs sarkokkal kialakított kalapácstípusok használatosak. A kalapácsok kerületi sebessége 60 és 130 m/s között változik.

A darálók fajlagos energiafelhasználásának meghatározásánál fontos szempont, hogy annál a legnagyobb rostalyuk méretnél kapjuk a legkedvezõbb értéket, amely még a kívánt dara elõállítására alkalmas. A kalapácsos daráló egyik elõnyös tulajdonsága, hogy a nyert szemcsék törési felületei sarkosak, kevésbé koptatottak. Az ilyen szemcsék könnyebben emészthetõk és megkönnyítik további feldolgozásukat (pl. keverés, granulálás) is.

Kis- és nagyüzemi darálók készülnek un. õrlõtárcsás kivitelben. Az 1¸4 db ötvözött acélból készült tárcsa peremén kifelé hajló tarajokat alakítanak ki, melyek, mint merev ütközõfelületek végzik a szemek aprítását.

A felaprított szemestermény darákból és az egyéb kiegészítõ komponensekbõl keveréssel készíthetõ az elõírt homogenitású keveréktakarmány. Maga a keverési folyamat lehet szakaszos vagy folyamatos. A keveréktakarmány készítése történhet részben vagy teljesen automatizált gyártó üzemekben ill. a felhasználás helyéhez közel kisüzemi takarmánykeverõ berendezésekkel. Jelen tanulmányban ez utóbbiakkal foglalkozunk részletesebben.

A kisüzemi takarmánykeverõ berendezések általában szakaszos üzemûek, de külföldön ismert a daráló-keverõ elvén mûködõ folyamatos üzemû kisteljesítményû változat is. Magyarországon az utóbbi 15 évben számos hazai és külföldi kis teljesítménykategóriájú (0,3-3,0 t/h) berendezés jelent meg a piacon. Szerkezeti kialakítás szempontjából három csoportba sorolható:

-         függõleges csigás

-         ferde- vagy diagonális csigás

-         vízszintes tengelyû szalagcsigás.

A kisüzemi keverõberendezések készülnek osztott kivitelben, amikor is a daráló és keverõgép külön egységet képez. Ilyenkor az elhelyezéstõl függõen gravitációs úton vagy mechanikus anyagmozgató közbeiktatásával kerülhet a dara a keverõbe. Gyakori a két gép összeépítése, az így kialakított daráló-keverõ berendezésnél a dara gravitációs úton közvetlenül a keverõtérbe kerül.

A kisüzemi keverõberendezéseknél az elõállítani kívánt táp összetételének megfelelõ szemestakarmány komponenseket, a darálóba juttatás elõtt célszerû bemérni, lehetõleg tömegmérés elvén, pl. 500 kg méréshatárú körszámlapos mérlegen. Így a darálás során bizonyos fokú elõkeverés is megvalósul. Korszerû berendezéseknél a bemérést tenzometrikus mérõrendszer segíti, ill. a keverési idõ idõkapcsolóval beállítható. Ez utóbbi berendezések kiegészíthetõk un. mini komputerrel is, melynél 6-10-féle receptúra beprogramozható.

A technológiai folyamat elindításakor ebben az esetben a megfelelõ receptúrának megfelelõen a különbözõ mért mennyiségû és fajtájú szemesterményt a daráló saját vákuuma segítségével egymásután a darálóba szívja, megdarálja, majd meghatározott ideig összekeveri és leüríti. Kívánság szerint ezt a mûveletsor többször automatikusan megismétli.

A koncentrátumot vagy premixet kimérést követõen a daráló után, legtöbbször közvetlenül a keverõtérbe kell a többi komponenshez juttatni. Erre a célra külön nyílást képeznek ki a beöntõgarat nélküli keverõgépeknél.

A függõleges csigás keverõgépeknél a csiga az anyagot a hengeres palástú keverõtartály felsõ részébe szállítja, majd az visszahullik a kúpos alsó részbe, ahol a nyitott burkolócsövön keresztül újra a keverõcsigához jut. A keverõcsiga alsó része felhasználható a különbözõ komponenseknek a garatból a keverõtérbe juttatására is, ha ez szükséges. A 4. ábrán egy korszerû automatizálható daráló-keverõ berendezés látható. A függõleges csigás keverõberendezés itt a kalapácsos daráló leválasztó ciklonja egyben, a porképzõdés elkerülésére szûrõvel is ellátták.

A ferde vagy diagonálcsigás keverõk szintén elterjedtek a gyakorlatban, kis- és közepes teljesítmény-tartományban készülnek (5. ábra). Szemtörõ aprítógéppel vagy függõleges tengelyû kalapácsos darálóval történõ egybeépítés terjedt el. Az aprítógépek az alsó nyíláshoz csatlakoztathatók, a felsõ nyílás a premixek vagy koncentrátum betöltésére szolgál.

A vízszintes szalagcsigás keverõgépek keverõterében különbözõ átmérõjû ellentétes szállítási irányú szalagcsigák végzik a takarmánykomponensek összekeverését. A gyakorlatban ellenáramú gyorskeverõ elnevezés is elterjedt, utalva az intenzív keverõmunkára. A kisüzemi gépek mellett az 1-2 t befogadású keverõüzemi változatban is készülnek.

A kész tápot a legtöbb berendezésnél ürítõcsonkon keresztül lehet a keverõbõl kitárolni. Az ürítõcsonkra surrantócsövet, vagy zsákolóberendezést is lehet csatlakoztatni.

A keverék minõsége a keverés során folyamatosan javul, de egy bizonyos homogenitási határérték elérése után szétválás figyelhetõ meg. Ezért a kedvezõ homogenitás eléréséhez a keverési idõ beállítása a leglényegesebb. A betöltéskor fontos betartani, hogy a legnagyobb mennyiségû komponenstõl haladjunk a legkisebb mennyiségû felé, illetve a legnagyobb sûrûségû összetevõ lehetõleg a felsõbb rétegekbe kerüljenek. A keverési idõ a konstrukció függvénye is. Függõleges csigás keverõgépeknél 8-10 perces, a ferdecsigás keverõgépnél 8-12 perces, a horizontális szalagcsigás keverõgépeknél 5-7 perces keverési idõ szükséges általában, de követni kell a gyártó erre vonatkozó elõírását.

Az egybeépített daráló-keverõ berendezések teljesítménye elsõsorban a daráló teljesítményétõl függ. Ezt pedig, a daráló kialakításán kívül, a darálandó termények fajtája (búza, kukorica, árpa, zab stb.), illetve a daráló rosták lyukmérete befolyásolja. Az egész berendezés technológiai teljesítményét ezen kívül meghatározza a receptúra szerinti komponensek kimérése, a darálógaratba juttatás módja és ideje, a keverési idõ, illetve a lezsákolás ideje.

A kisüzemi keverõberendezések részegységeinek ill. az egybeépített berendezések fejlesztési tendenciája a kisebb munkaerõigényt, az elõírt technológia és egészséges munkakörülmény biztosítását célozza.