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"PRODUCTION D'ALIMENTS POUR ANIMAUX" L'invention concerne la production d'aliments pour animaux.
Le contrôle de qualité dans la production d'aliments pour animaux est d'importance vitale. La raison première est que si les procédures de contrôle de qualité ne sont pas respectées, il est possible non seulement que les aliments produits ne présentent pas la qualité requise pour les aliments pour animaux, mais plus important encore, que ces produits soient la cause de maladies. On pense par exemple que la salmonellose dont est victime la volaille peut être due à la consommation d'aliments de seconde qualité. Il est donc extrêmement important que l'efficacité de la production soit très élevée, à la fois en termes de débit du système de production et en termes d'utilisation des matières premières.
Certaines matières premières peuvent être extrêmement coûteuses et il est essentiel qu'elles soient utilisées complètement.
Compte tenu de ces exigences, un système de production consacré à la production d'un type particulier d'aliments pour animaux a tendu à se développer. Un tel système de production comprend des éléments d'équipement tels que décrits dans le brevet européen No-EP-B-0 331 207 (Amandus Kahl). Ce brevet décrit une machine de conditionnement d'aliments concentrés pour animaux utilisée avant le déversement dans une presse à granulés. La machine de conditionnement comprend une chambre de compression tenant compte de l'injection de liquides et de vapeur. A mesure que les matières premières traversent la chambre de compression,
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la température et la pression augmentent suite au conditionnement par friction à l'intérieur de la chambre de compression.
A l'extrémité de la chambre de compression, les matières premières sont poussées à travers un cône en céramique, entraînant ainsi une température extrême à cet endroit. Un tel équipement est d'une grande efficacité, mais son coût est élevé et il est essentiel que son utilisation soit optimalisée. Il est donc courant d'installer un tel élément d'équipement dans un espace de production consacré à la production d'une gamme unique de types d'aliments pour animaux tels que des granulés pour poulets et dindes.
Le but de l'invention est de fournir un système de production capable de produire une très large gamme d'aliments pour animaux de première qualité et selon un procédé efficace.
Conformément à l'invention, il est prévu un système de production d'aliments pour animaux, le système comprenant : - un ensemble de trémies d'entrée pour la réception des matières premières ; - un système de transport pour l'acheminement des matières premières depuis la trémie d'entrée jusqu'à un ensemble de trémies de traitement de matières premières ; - une plate-forme de pesage montée au-dessous des trémies de traitement de matières premières ;
- un appareil de contrôle de pesage connecté à un système de transport pour contrôler le déversement de matières premières dans une trémie de traitement réservée à chaque sorte de matière première, l'appareil de contrôle de pesage étant
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connecté à des valves de sortie des trémies de traitement de matières premières et à des détecteurs de charge de la plateforme de pesage, l'appareil de contrôle de pesage comprenant des moyens d'ouverture séquentielle de chaque valve permettant ainsi le déversement successif de la matière première appropriée sur la plate-forme de pesage, chaque valve étant ouverte jusqu'à ce que les détecteurs de charge détectent un poids incrémentiel présélectionné sur la plateforme, le poids total étant celui d'une simple unité de dosage ;
- un système de transport pour l'acheminement des aliments pour animaux depuis la plate-forme de pesage jusqu'à un dispositif d'amenée qui déverse les aliments pour animaux dans un broyeur ; - une trémie montée au-delà de la sortie du broyeur pour l'addition de petites quantités de matières premières ; - un système de transport pour l'acheminement d'aliments pour animaux depuis le broyeur et la trémie d'addition jusqu'à un tamis comprenant des moyens permettant d'éliminer les grosses particules ; - une trémie d'attente pour la réception du produit issu du premier tamis ; - un mélangeur alimenté depuis la trémie d'attente pour le mélange de matières premières et l'addition de certaines matières premières à base d'huile ;
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- une trémie tampon ayant une capacité de stockage d'une unité de dosage comprise entre 1,5 et 4 tonnes d'aliments et montée pour la réception du produit sortant du mélangeur ; - un appareil de contrôle automatisé connecté à l'appareil de contrôle de pesage et au dispositif d'amenée, au broyeur, au tamis, à la trémie d'attente et au mélangeur et assurant la commande des dispositifs du processus automatique d'un lot et de lots ultérieurs se trouvant dans les dispositifs antérieurs pour assurer le conditionnement d'une quantité unitaire complète ; - un mélangeur de mélasse de farine récoltant le produit issu de la trémie tampon et étant connecté à un système de transport qui achemine le produit vers les derniers dispositifs de production ;
- une ligne de fabrication de granulés en forme de cubes connectée pour assurer la réception d'aliments provenant de la trémie tampon et comprenant : - une cuve mélangeuse réalisant le brassage des aliments et l'injection de vapeur destinée à amener les aliments à une température comprise entre 40 et 500 C ; - un détendeur assurant la réception des aliments à la sortie de la cuve mélangeuse pour la cuisson des aliments par injection de vapeur et par friction pour amener les aliments à une température comprise entre 110 et 120 C pendant une durée de 20 à 30 secondes ;
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- une installation de broyage des granulés connectée à la suite du détendeur pour la production des granulés alimentaires ; - un refroidisseur par ventilateur pour le refroidissement des granulés ;
une valve de commutation connectée à la sortie du refroidisseur pour permettre le déversement des granulés dans une machine à émietter ; - un tamis pour les granulés, la sortie du tamis comprenant une ligne de recyclage pour les miettes et une ligne de sortie directe ; - un poste d'addition d'enzymes dans la ligne de sortie directe, ce poste comprenant une trémie de réservoir montée sur le système de transport du mélangeur pour le déversement d'une quantité fixe d'aliments, ce poste comprenant en outre une tuyère pour la vaporisation d'un taux fixe d'enzymes dans les aliments pendant leur transport ; une installation d'emballage connectée à la fois au mélangeur de farine et de mélasse et à la ligne de fabrication de granulés en forme de cubes ; et - un poste de transbordement de produits en vrac.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le système se compose en outre d'au moins une ligne de fabrication de cubes supplémentaire, comprenant :
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- une trémie de chargement pour la réception d'aliments provenant de la trémie tampon ; - une cuve mélangeuse assurant l'injection de la vapeur nécessaire au réchauffement des aliments ; une installation de broyage des granulés pour la transformation des granulés contenus dans la cuve mélangeuse en noisettes de plus de 5 mm de diamètre ;
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- un refroidisseur par ventilateur ; - un dispositif d'émiettement et une valve de commutation destinée à l'acheminement des aliments vers ce dispositif ; et - un tamis comprenant une ligne de sortie de recyclage et une ligne de sortie directe.
Idéalement, l'appareil de contrôle comprend un dispositif de réception des entrées d'utilisateur interactives sur un tableau de commande pour le traitement des aliments au-delà de la trémie tampon.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, une trémie d'alimentation est montée entre la plate-forme de pesage et le système d'amenée du broyeur, la trémie d'alimentation permettant le mélange préparatoire des matières premières et, de préférence, deux trémies d'alimentation et deux broyeurs sont montés en parallèle.
Idéalement, un détecteur magnétique pour métaux est monté à l'entrée du broyeur.
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Dans un mode de réalisation de l'invention, le premier tamis comprend une installation de brossage dans laquelle des brosses sont montées centralement sur un arbre rotatif situé dans le carter du tamis.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la ligne de fabrication de granulés en forme de cubes comprend une trémie de chargement initiale pour la réception d'aliments provenant de la trémie tampon.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un alimentateur de trémie est monté entre la trémie de chargement et la cuve mélangeuse.
Idéalement, la vapeur est injectée dans la cuve mélangeuse de la ligne de fabrication de granulés en forme de cubes à une pression comprise entre 3,5 et 4,5 bar.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la cuve mélangeuse de la ligne de fabrication de cubes comprend des conduites pour l'entrée de la mélasse dans les aliments.
Idéalement, le système comprend des conduites pour l'injection de vapeur à une pression comprise entre 6,5 et 7,5 bar dans le détendeur de la ligne de fabrication de cubes.
De préférence, des moyens sont fournis pour le maintien d'une pression de 2 à 4 bar dans le cône du détendeur.
On comprendra plus clairement la présente invention grâce à la description qui est donnée ci-après de certains modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple et
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faisant uniquement référence aux figures annexées qui représentent respectivement : Fig.'1 : une vue schématique de la partie initiale d'un système de production de l'invention dont les composants principaux sont les installations de pesage et de broyage ; Fig. 2 : une vue schématique d'une autre partie du système de production assurant la transformation du produit en granulés ; Fig. 3 : une vue schématique des étapes de sortie du système de production ; et Fig. 4 : une vue schématique plus détaillée d'un poste d'addition d'enzymes.
Les dessins représentent un système de production d'une large variété d'aliments pour animaux. Les aliments produits sont par exemple des noisettes (6 mm) pour vaches à lait, boeufs, porcs ou chevaux, des granulés pour poulets et dindes (3 mm) ou alternativement des noisettes pour nourrir des moutons. En outre, peuvent être produites de la farine et des miettes suivant les exigences particulières du client. Le système de production décrit par l'invention est élaboré afin de fournir une large variété d'aliments sous toutes les formes requises, telles que des granulés, des noisettes, de la farine et des miettes.
La fig. 1 représente un système de production comprenant une trémie d'entrée 1 dans laquelle la matière première est déversée. Un élévateur 2 achemine les matières premières vers le haut depuis la trémie 1 jusqu'à un système de transport 3 pour le déversement de la matière première dans une trémie du
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groupe de trémies 5 de matière première. Chacune des trémies 5 est présélectionnée pour le stockage d'un type particulier de matières premières et cette sélection reste inchangée sans devoir resélectionner les paramètres des différents mécanismes de contrôle du système. Une valve de sortie 6 est prévue pour chaque trémie 5 et une plate-forme de pesage 7 est montée directement au-dessous des valves 6.
Un mécanisme de pesage non représenté est connecté aux valves de sortie 6 des trémies de matière première 5 ainsi qu'aux détecteurs de charge de la plate-forme de pesage 7. Le mécanisme de contrôle de poids est construit pour permettre l'ouverture séquentielle de chaque valve 6 de façon à déverser consécutivement sur la plate-forme de pesage 7 chaque matière première appropriée selon un dosage particulier. Chaque valve est ouverte jusqu'à ce que le détecteur de charge et de poids de la plate-forme de pesage détecte un poids incrémentiel présélectionné sur la plate-forme 7. Le poids total de l'unité de dosage s'accroît donc par décharge séquentielle de chaque matière première supplémentaire sur la plate-forme 7 et il n'est pas nécessaire de peser chaque part dans un dispositif séparé. C'est très important au niveau de l'efficacité.
Un autre aspect important concerne le fait que les unités de dosage individuelles sont pesées au commencement de la production d'une unité de dosage individuelle d'aliments pour animaux. Un mécanisme de contrôle automatisé, qui contrôle en premier lieu les parties du système représenté à la fig. 1, commande le traitement d'une unité de dosage individuelle ainsi que les autre unités de dosage disposées immédiatement à la suite de celle-ci. Une opération totale de dosage de disons 30 tonnes est donc produite en 15 unités de dosage séparées, chacune pesant 2 tonnes. Chaque unité de dosage peut être traitée efficacement
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et plus important, la qualité peut être contrôlée plus rapidement grâce à un tel traitement.
Un mécanisme de transport 8 et un élévateur 9 acheminent l'unité de dosage pesée de matières premières vers deux trémies d'alimentation 11 composées de valves d'entrée 10.
Les trémies d'alimentation 11 sont construites pour exécuter le travail préparatif du broyeur par broyage et amélioration du mélange de matières premières. L'utilisation de deux trémies en parallèle permet de maintenir deux unités de dosage simultanément à cette étape du processus de production.
Les dispositifs d'amenée 12 délivrent les matières premières dans deux broyeurs disposés en parallèle 13. Des aimants 13 A sont montés à l'entrée de chaque broyeur 13 pour la détection et l'enlèvement des particules métalliques qui pourraient être mélangées avec les matières premières. Chaque broyeur comprend un tamis en acier et un alimentateur hélicoïdal construit dans le but de faire passer le mélange à travers le treillis du tamis. Les détecteurs 13a permettent d'enlever les corps étrangers qui pourraient endommager les mailles du broyeur 13 et cela permet d'éviter les temps d'arrêt.
Les matières premières devant être ajoutées par petites quantités, comme par exemple les vitamines qui peuvent être ajoutées en quantités aussi petites que 2,5 kg pour deux tonnes de matières premières, sont ajoutées manuellement dans les trémies 14 situées à la sortie des broyeurs 13. On a découvert que lorsque l'on ajoute de petites quantités d'additifs à cette étape de la production, on atteint un meilleur mélange et une meilleure dispersion de ceux-ci dans le mélange de matières premières. C'est un aspect important
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dans la mesure où il permet de garantir des proportions correctes pour chaque unité emballée d'aliments pour animaux qui est vendue.
Un autre aspect important concerne le fait que les aliments broyés sont acheminés vers un premier tamis 16 par un élévateur 15. Le tamis 16 sert à éliminer les grosses particules et est composé de brosses montées centralement sur un arbre rotatif situé dans un carter cylindrique. Ce procédé permet d'affiner le mélange et d'assurer une dispersion efficace des additifs et donc d'éviter tout problème causé par un mauvais fonctionnement d'un des broyeurs 13. Par exemple, si une partie du treillis ou du tamis d'un broyeur 13 est endommagée, des grosses particules pourraient s'infiltrer et celles-ci sont broyées par le premier tamis 16.
Les aliments issus du premier tamis 16 sont déversés dans une trémie d'attente 17, construite pour déverser les aliments dans un mélangeur 18. Le mélangeur 18 comprend un malaxeur et une entrée pour les matières premières à base d'huile, telles que le suif. On a découvert que les matières premières à base d'huile telles que le suif peuvent être mélangées efficacement à cette étape de la production après avoir été broyées. En effet, de telles matières premières pourraient empêcher le bon fonctionnement d'un broyeur par obstruction du treillis ou du tamis du broyeur.
Le système comprend ensuite une trémie tampon 19 recevant les aliments à la sortie du mélangeur 18. La capacité de la trémie tampon correspond à une unité individuelle de dosage de deux tonnes d'aliments pour animaux.
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Le but du dispositif de contrôle automatisé mentionné cidessus est de contrôler la transformation d'une quantité unitaire depuis les trémies de matières premières 5 jusqu'à la trémie tampon 19. Ce processus est presque entièrement automatique et ne comprend comme opérations soit interactives, soit manuelles, que des opérations de moindre importance, telles que l'addition d'additifs via les trémies 14.
Ce fonctionnement automatique et séquentiel du mécanisme de contrôle permet de fournir une efficacité telle que les unités de mélange de matières premières peuvent se succéder uniquement grâce à un simple dispositif. Il peut donc y avoir une unité de mélange dans la trémie tampon 19, une autre dans le mélangeur 18, une autre dans la trémie d'attente 17, une autre dans le tamis 16, etc. Une très grande quantité d'aliments s'élevant jusqu'à 30 tonnes peut être traitée efficacement, étant donné qu'au même moment peuvent être atteints les avantages d'un contrôle individuel de petites quantités de deux tonnes.
Un aspect important de ce système concerne la trémie tampon 19 qui représente en effet la ligne séparatrice entre une partie hautement informatisée du système et le reste du système qui fournit plusieurs voies différentes pour l'acheminement des aliments, cet acheminement étant contrôlé d'une manière automatique et interactive par un tableau de commande. La trémie tampon 19 fournit le point de départ pour cette partie du processus de production.
A l'endroit où le produit final se présente sous forme de farine, des valves de sortie de la trémie tampon 19 sont commandées pour le déversement des aliments à travers un mélangeur de mélasse 20 assurant l'addition de mélasse. La sortie du mélangeur de mélasse 20 est connectée directement à un poste d'emballage décrit ci-dessous.
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Toutefois, à l'endroit où le produit final se présente sous forme de noisettes ou de granulés, les aliments sont dirigés vers une des trois lignes de fabrication de cubes, présentée en détail à la fig. 2. Comme le montre cette figure, la ligne de fabrication comprend un certain nombre de systèmes de transport 31 à 35. Les installations de transport 31 et 32 assurent l'acheminement direct de la farine vers les trémies d'aliments en vrac et vers le poste d'emballage respectif.
Les installations de transport 33,34 et 35 assurent l'acheminement des aliments vers les lignes de fabrication de cubes identifiées cubes 3, cubes 2 et cubes 1. La ligne de fabrication de cubes 1 n'est pas décrite en détail. Cette ligne est destinée à la production de granulés de 3 mm en particulier pour les aliments pour poulets et dindes, mais aussi pour les jeunes animaux venant d'être sevrés, les porcs, les truies, les veaux et les agneaux. Les matières premières nécessaires à une telle alimentation varient en fonction des exigences de chaque client mais comprennent en général des matières premières telles que de la farine de poisson, du froment, de l'orge, du soja et du suif. La ligne de fabrication de cubes 1 comprend une trémie de chargement 36 dans laquelle sont déversés les aliments issus de la trémie tampon 19.
Un alimentateur hélicoïdal 37 transporte les aliments vers une cuve mélangeuse 38. La cuve mélangeuse 38 est reliée à une chaudière, non représentée, assurant la réception de la vapeur sous une pression de 4 bar. Ce conditionnement amène les aliments à une température comprise entre 40 et 50 C. La mélasse doit être ajoutée aux aliments à cette étape de la production.
La cuve mélangeuse 38 transmet les aliments à un détendeur 39.
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Le but du détendeur 39 est d'améliorer la digestibilité des aliments, par exemple en augmentant la production d'acide lactique dans l'appareil gastro-intestinal des jeunes animaux venant d'être sevrés. L'augmentation de l'acide lactique permet de réduire les diarrhées, d'augmenter la consommation d'aliments et d'améliorer l'utilisation de la nourriture.
Pour les aliments pour poulets, l'opération du détendeur 39 consiste à augmenter le pourcentage de métabolisme de 2 à 5 % selon le type de matières premières. Le détendeur 39 comprend un tube mélangeur à parois épaisses abritant un arbre à vis.
Un cône réglable est disposé à la sortie pour former une ouverture en forme d'anneau. La vapeur est injectée à l'intérieur du détendeur sous une pression de 7 bar, qui seule permet d'amener les aliments à une température de 90 C. Cependant, il se produit en outre une grande quantité de frictions dans le détendeur, et ces frictions ajoutées aux hautes pressions sont suffisantes pour amener les aliments à une température d'environ 1160 C et de manière générale entre 120 et 1300 C. Ces températures élevées sont atteintes pendant 20 à 25 secondes, cette durée correspondant au temps nécessaire aux aliments pour traverser le détendeur et aller jusqu'à l'ouverture en forme d'anneau.
La pression appliquée par le cône du détendeur est comprise entre 2 et 6 bar en fonction par exemple du niveau de suif et de graisse contenu généralement dans les aliments. A la sortie, au-delà de l'ouverture en forme d'anneau, la pression des aliments tombe de manière spontanée, les aliments se dilatent et il se produit une sorte d'évaporation spontanée qui conduit à un assèchement. Le poste suivant est une installation de broyage des granulés 40. L'installation de broyage est construite de manière conventionnelle et produit des granulés de 3 mm qui sont déversés dans un refroidisseur 41. Le refroidisseur 41 comprend une trémie de refroidissement et un ventilateur 43
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qui attire l'air vers le haut à travers la masse de granulés pour la refroidir.
Les granulés refroidis peuvent alors être chargés dans une machine à émietter 44 constituée d'une paire de rouleaux adjacents pour l'émiettement des granulés, de telle sorte que les aliments peuvent s'écouler librement. Les miettes et/ou ces granulés peuvent ensuite passer à travers un tamis 45 dont les sorties s'amincissent au niveau d'un conduit de sortie 46 pour permettre la recirculation à travers la ligne de fabrication de cubes. Une ligne directe de sortie du tamis 45 conduit à un poste d'addition d'enzymes 47, lequel est décrit plus en détail à la fig. 4.
Le poste 47 est alimenté par une bande de manutention 80 à partir du tamis 45 et celle-ci achemine les aliments vers une trémie servant de réservoir 80 et comprenant un détecteur de niveau 82. Environ 500 kg d'aliments sont maintenus en permanence dans ce réservoir 81. Une vis hélicoïdale assurant un acheminement au ralenti est montée dans un carter 84. En outre, il est prévu une tuyère 85 assurant la pulvérisation des enzymes liquides acheminés depuis des réservoirs 86. La sortie du carter 84 refoule les aliments vers un système de transport 87 qui achemine ces aliments vers un poste d'emballage. La vis hélicoïdale 83 fournit une action de roulement qui permet de mélanger les aliments et les enzymes pulvérisés pendant le transport des aliments le long du carter 84.
On a découvert que lorsqu'on applique les enzymes de cette manière, le taux de dosage peut-être contrôlé avec beaucoup de précision. Le contrôle du taux de dosage est particulièrement important en raison des petites quantités d'enzymes contenues dans le mélange. Par exemple, la quantité d'enzymes ne peut dépasser 0, 7 litres par tonne d'aliments. Il est important qu'une pressicn constante soit maintenue dans les tuyères 85 et un débitmètre de précision est utilisé
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pour contrôler le débit. Un contrôleur d'enzymes est connecté aux différents dispositifs pour permettre le déclenchement d'un signal d'alarme si les taux de débit s'écartent des taux de tolérance présélectionnés.
La ligne de fabrication de cubes 2 comprend une trémie de chargement 50, un alimentateur de trémie 51, une cuve mélangeuse, une installation de broyage de granulés 53, un refroidisseur 54, une machine à émietter 57 et un tamis 57.
Elle comprend donc tous les éléments de la ligne de fabrication 1 à l'exception d'un détendeur et d'un poste d'addition d'enzymes. L'installation de broyage de granulés 53 est construite différemment de l'installation de broyage 40 et assure la production de gros granulés qui correspondent dans ce mode de réalisation de l'invention à des noisettes de 6 mm, destinées en premier lieu à l'alimentation des porcs.
En outre, la ligne de fabrication de cubes 2 peut toutefois produire des aliments pour les jeunes animaux venant d'être sevrés, pour les veaux, les agneaux et donc l'alimentation pour les vaches à lait et les boeufs. Le refroidisseur 54 comprend une trémie de refroidissement 55 et un ventilateur 56 pour attirer l'air vers le haut en traversant les aliments. Dans cette ligne de fabrication, la seule injection de vapeur se produit dans la cuve mélangeuse 52 et à une pression de 3 à 4 bar afin d'amener les aliments à une température comprise entre 65 et 850 C. Généralement, une faible augmentation supplémentaire de la température des aliments se produit dans l'installation de broyage 53 suite à la friction des plateaux qui peut provoquer une augmentation de température de 7 à 10 C.
La mélasse est généralement ajoutée dans la cuve mélangeuse 52 et suivant la nature des aliments produits, elle peut être ajoutée selon un taux
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compris entre 80 et 150 kg pour deux tonnes d'unité de dosage.
Le système de transport 33 conduit à une troisième ligne de fabrication 3, dans laquelle des éléments similaires à ceux décrits pour la ligne de fabrication 2 sont identifiés par les mêmes numéros de référence. En effet, la ligne de fabrication de cubes 3 est relativement similaire à la ligne de fabrication de cubes 2 et est simplement utilisée pour fournir une capacité de production supplémentaire grâce à une production parallèle. Dans la pratique, différents types d'aliments sont dirigés à travers l'une ou l'autre des lignes de fabrication en fonction de la nature des aliments et des problèmes potentiels qui pourraient être causés par des unités de dosage, particulièrement sensibles, qui suivent des unités pouvant les affecter.
Comme on le voit à la figure 3, les systèmes de transport 32 et 31 conduisent à un poste d'emballage 60 et à un poste de transbordement de produits en vrac 70. Le poste d'emballage 60 comprend une paire de trémies d'emballage 62 et 63 disposées en parallèle et montées pour acheminer les aliments vers une installation de mise en sac 64. Le poste de transbordement de produits en vrac 70 comprend un ensemble de trémies 71, chacune destinée à l'emmagasinage de types présélectionnés d'aliments pour animaux, et est monté pour assurer le transport des aliments directement vers un camion situé en dessous.
Le contrôle du système de production depuis la trémie tampon 19 située en avant est effectué d'une manière semiautomatique. Une intervention humaine est nécessaire pour prendre des décisions dans différents cas, tels que la
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manière selon laquelle les aliments sont acheminés vers les différentes lignes de fabrication et les postes d'emballage. Le système a été élaboré dans le but d'assurer une souplesse d'adaptation maximale et de permettre la production d'une large gamme de différents types d'aliments pour animaux grâce à l'utilisation d'une partie principalement automatique du système représenté à la figure 1 et grâce à l'acheminement des aliments depuis la trémie tampon 19 vers différentes autres parties du système.
En outre, la manière selon laquelle les quantités unitaires sont traitées par petites quantités-2 tonnes de quantité unitaire-assure le bon contrôle de la production, en particulier lorsque de petites quantités de matières premières sont ajoutées telles que des enzymes et des vitamines. On se rendra compte que les différentes parties du système ont été interconnectées selon une manière telle qu'elles puissent assurer une efficacité, une souplesse d'adaptation et un contrôle de qualité souhaitables.
La présente invention ne se limite pas aux réalisations décrites ci-dessus, qui peuvent être modifiées dans leurs détails et leur fabrication.
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The invention relates to the production of animal feed.
Quality control in the production of animal feed is of vital importance. The primary reason is that if the quality control procedures are not followed, it is possible not only that the food produced does not have the quality required for animal feed, but more importantly, that these products are the cause of diseases. It is believed, for example, that salmonellosis in poultry may be due to the consumption of second quality food. It is therefore extremely important that production efficiency is very high, both in terms of throughput of the production system and in terms of the use of raw materials.
Some raw materials can be extremely expensive and it is essential that they are used up completely.
In view of these requirements, a production system devoted to the production of a particular type of animal feed has tended to develop. Such a production system includes elements of equipment as described in European patent No-EP-B-0 331 207 (Amandus Kahl). This patent describes a machine for packaging concentrated animal feed used before being poured into a pellet press. The packaging machine includes a compression chamber allowing for the injection of liquids and steam. As the raw materials pass through the compression chamber,
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the temperature and the pressure increase following the conditioning by friction inside the compression chamber.
At the end of the compression chamber, the raw materials are pushed through a ceramic cone, thus causing an extreme temperature there. Such equipment is very effective, but its cost is high and it is essential that its use is optimized. It is therefore common to install such a piece of equipment in a production space dedicated to the production of a unique range of types of animal feed such as pellets for chickens and turkeys.
The object of the invention is to provide a production system capable of producing a very wide range of first quality animal feed and according to an efficient process.
According to the invention, there is provided a system for producing animal feed, the system comprising: - a set of inlet hoppers for the reception of raw materials; - a transport system for transporting raw materials from the inlet hopper to a set of raw material processing hoppers; - a weighing platform mounted below the raw material processing hoppers;
- a weighing control device connected to a transport system for controlling the discharge of raw materials into a treatment hopper reserved for each kind of raw material, the weighing control device being
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connected to the output valves of the raw material processing hoppers and to load detectors of the weighing platform, the weighing control device comprising means of sequential opening of each valve thus allowing the successive discharge of the material first appropriate on the weighing platform, each valve being open until the load detectors detect a preselected incremental weight on the platform, the total weight being that of a simple metering unit;
- a transport system for the transport of animal feed from the weighing platform to a feed device which pours the animal feed into a grinder; - a hopper mounted beyond the outlet of the mill for the addition of small quantities of raw materials; - A transport system for the transportation of animal feed from the crusher and the addition hopper to a sieve comprising means for removing large particles; - a waiting hopper for receiving the product from the first sieve; - a mixer supplied from the waiting hopper for the mixing of raw materials and the addition of certain oil-based raw materials;
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- a buffer hopper with a storage capacity of a dosing unit of between 1.5 and 4 tonnes of food and mounted for the reception of the product leaving the mixer; - an automated control device connected to the weighing control device and the feed device, to the crusher, to the sieve, to the holding hopper and to the mixer and ensuring the control of the devices of the automatic batch process and subsequent batches located in the prior devices to ensure the packaging of a complete unit quantity; - a flour molasses mixer collecting the product from the buffer hopper and being connected to a transport system which transports the product to the latest production devices;
- a production line of granules in the form of cubes connected to ensure the reception of food from the buffer hopper and comprising: - a mixing tank mixing the food and injecting steam intended to bring the food to a temperature between 40 and 500 C; - a regulator ensuring the reception of food at the outlet of the mixing tank for cooking food by steam injection and by friction to bring food to a temperature between 110 and 120 C for a period of 20 to 30 seconds;
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- a granulation grinding installation connected to the regulator for the production of food granules; - a fan cooler for cooling the pellets;
a switching valve connected to the outlet of the cooler to allow the discharge of the granules in a crumbling machine; - a sieve for the granules, the outlet of the sieve comprising a recycling line for crumbs and a direct outlet line; - an enzyme addition station in the direct outlet line, this station comprising a tank hopper mounted on the mixer transport system for discharging a fixed quantity of food, this station further comprising a nozzle for the vaporization of a fixed rate of enzymes in food during transport; a packaging installation connected both to the flour and molasses mixer and to the cube-shaped granule production line; and - a bulk product transhipment station.
In one embodiment of the invention, the system also consists of at least one additional cube production line, comprising:
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- a loading hopper for receiving food from the buffer hopper; - a mixing tank ensuring the injection of the steam necessary for heating the food; a granulation grinding plant for the transformation of the granules contained in the mixing tank into hazelnuts more than 5 mm in diameter;
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- a fan cooler; - a crumbling device and a switching valve intended for the transport of food to this device; and a sieve comprising a recycling outlet line and a direct outlet line.
Ideally, the controller includes a device for receiving interactive user input on a control panel for processing food beyond the buffer hopper.
In another embodiment of the invention, a feed hopper is mounted between the weighing platform and the feed system of the mill, the feed hopper allowing the preparatory mixing of the raw materials and, preferably , two feed hoppers and two crushers are mounted in parallel.
Ideally, a magnetic metal detector is mounted at the entrance to the mill.
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In one embodiment of the invention, the first screen comprises a brushing installation in which brushes are mounted centrally on a rotary shaft located in the screen housing.
In another embodiment of the invention, the line for manufacturing granules in the form of cubes comprises an initial loading hopper for receiving food from the buffer hopper.
In another embodiment of the invention, a hopper feeder is mounted between the loading hopper and the mixing tank.
Ideally, steam is injected into the mixing tank of the cube-shaped granule production line at a pressure between 3.5 and 4.5 bar.
In another embodiment of the invention, the mixing tank of the cube manufacturing line comprises pipes for the entry of molasses into food.
Ideally, the system includes pipes for injecting steam at a pressure of between 6.5 and 7.5 bar in the regulator of the cube production line.
Preferably, means are provided for maintaining a pressure of 2 to 4 bar in the cone of the regulator.
The present invention will be more clearly understood from the description which is given below of certain embodiments of the invention given by way of example and
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referring only to the appended figures which represent respectively: Fig.'1: a schematic view of the initial part of a production system of the invention, the main components of which are the weighing and grinding installations; Fig. 2: a schematic view of another part of the production system ensuring the transformation of the product into granules; Fig. 3: a schematic view of the stages of exit from the production system; and Fig. 4: a more detailed schematic view of an enzyme addition station.
The drawings represent a production system for a wide variety of animal feed. The products produced are for example hazelnuts (6 mm) for milk cows, oxen, pigs or horses, pellets for chickens and turkeys (3 mm) or alternatively hazelnuts to feed sheep. In addition, flour and crumbs can be produced according to the specific requirements of the customer. The production system described by the invention is designed to provide a wide variety of food in all the required forms, such as pellets, hazelnuts, flour and crumbs.
Fig. 1 shows a production system comprising an inlet hopper 1 into which the raw material is poured. An elevator 2 conveys the raw materials upwards from the hopper 1 to a transport system 3 for the discharge of the raw material into a hopper of the
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hoppers group 5 of raw material. Each of the hoppers 5 is preselected for the storage of a particular type of raw material and this selection remains unchanged without having to reselect the parameters of the various system control mechanisms. An outlet valve 6 is provided for each hopper 5 and a weighing platform 7 is mounted directly below the valves 6.
A weighing mechanism not shown is connected to the outlet valves 6 of the raw material hoppers 5 as well as to the load detectors of the weighing platform 7. The weight control mechanism is constructed to allow the sequential opening of each valve 6 so as to pour consecutively onto the weighing platform 7 each appropriate raw material according to a particular dosage. Each valve is open until the load and weight detector of the weighing platform detects a preselected incremental weight on the platform 7. The total weight of the metering unit therefore increases per discharge of each additional raw material on the platform 7 and it is not necessary to weigh each part in a separate device. This is very important in terms of efficiency.
Another important aspect is that the individual dosing units are weighed at the start of the production of an individual animal feed dosing unit. An automated control mechanism, which first controls the parts of the system shown in fig. 1, controls the processing of an individual dosing unit as well as the other dosing units arranged immediately after it. A total dosing operation of, say, 30 tonnes is produced in 15 separate dosing units, each weighing 2 tonnes. Each dosing unit can be treated effectively
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and more importantly, quality can be checked more quickly with such treatment.
A transport mechanism 8 and an elevator 9 convey the weighed metering unit of raw materials to two feed hoppers 11 composed of inlet valves 10.
The feed hoppers 11 are constructed to carry out the preparatory work of the crusher by grinding and improving the mixture of raw materials. The use of two hoppers in parallel makes it possible to maintain two dosing units simultaneously at this stage of the production process.
The feed devices 12 deliver the raw materials into two mills arranged in parallel 13. Magnets 13 A are mounted at the inlet of each mill 13 for the detection and removal of metal particles which could be mixed with the raw materials . Each mill includes a steel screen and a helical feeder constructed to pass the mixture through the screen mesh. The detectors 13a make it possible to remove foreign bodies which could damage the meshes of the mill 13 and this makes it possible to avoid downtime.
The raw materials to be added in small quantities, such as for example vitamins which can be added in quantities as small as 2.5 kg for two tonnes of raw materials, are added manually into the hoppers 14 located at the outlet of the mills 13. It has been discovered that when small amounts of additives are added at this stage of production, better mixing and better dispersion of these in the raw material mixture is achieved. This is an important aspect
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insofar as it ensures correct proportions for each packaged unit of animal feed that is sold.
Another important aspect concerns the fact that the ground food is conveyed to a first sieve 16 by an elevator 15. The sieve 16 serves to remove large particles and is composed of brushes mounted centrally on a rotary shaft located in a cylindrical casing. This process makes it possible to refine the mixture and to ensure an effective dispersion of the additives and therefore to avoid any problem caused by a malfunction of one of the grinders 13. For example, if part of the trellis or sieve of a grinder 13 is damaged, large particles could infiltrate and these are crushed by the first screen 16.
Food from the first sieve 16 is poured into a holding hopper 17, constructed to pour the food into a mixer 18. The mixer 18 includes a mixer and an inlet for oil-based raw materials, such as tallow . It has been discovered that oil-based raw materials such as tallow can be effectively mixed at this stage of production after being ground. Indeed, such raw materials could prevent the proper functioning of a mill by obstructing the mesh or the screen of the mill.
The system then comprises a buffer hopper 19 receiving the food at the outlet of the mixer 18. The capacity of the buffer hopper corresponds to an individual dosing unit of two tonnes of animal feed.
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The purpose of the above-mentioned automated control device is to control the processing of a unit quantity from the raw material hoppers 5 to the buffer hopper 19. This process is almost entirely automatic and does not include either interactive or manual operations. , than smaller operations, such as adding additives via the hoppers 14.
This automatic and sequential operation of the control mechanism makes it possible to provide an efficiency such that the units for mixing raw materials can succeed one another only thanks to a simple device. There may therefore be a mixing unit in the buffer hopper 19, another in the mixer 18, another in the holding hopper 17, another in the screen 16, etc. A very large quantity of food up to 30 tonnes can be processed efficiently, since at the same time the advantages of individual control of small quantities of two tonnes can be achieved.
An important aspect of this system concerns the buffer hopper 19 which indeed represents the dividing line between a highly computerized part of the system and the rest of the system which provides several different routes for the transport of food, this transport being controlled in a way automatic and interactive by a control panel. The buffer hopper 19 provides the starting point for this part of the production process.
At the place where the final product is in the form of flour, outlet valves of the buffer hopper 19 are controlled for the pouring of food through a molasses mixer 20 ensuring the addition of molasses. The output of the molasses mixer 20 is connected directly to a packing station described below.
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However, at the place where the final product is in the form of hazelnuts or granules, the food is directed to one of the three cube production lines, shown in detail in fig. 2. As shown in this figure, the production line includes a number of transport systems 31 to 35. The transport facilities 31 and 32 ensure the direct routing of the flour to the bulk feed hoppers and to the respective packing station.
The transport facilities 33, 34 and 35 transport the food to the production lines for cubes identified as cubes 3, cubes 2 and cubes 1. The production line for cubes 1 is not described in detail. This line is intended for the production of 3 mm granules, in particular for chicken and turkey feed, but also for young animals that have just been weaned, pigs, sows, calves and lambs. The raw materials necessary for such a diet vary according to the requirements of each client but generally include raw materials such as fishmeal, wheat, barley, soybean and tallow. The cube production line 1 includes a loading hopper 36 into which the food from the buffer hopper 19 is poured.
A helical feeder 37 transports the food to a mixing tank 38. The mixing tank 38 is connected to a boiler, not shown, ensuring the reception of steam under a pressure of 4 bar. This conditioning brings the food to a temperature between 40 and 50 C. The molasses must be added to the food at this stage of production.
The mixing tank 38 transmits the food to a pressure reducer 39.
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The purpose of regulator 39 is to improve the digestibility of food, for example by increasing the production of lactic acid in the gastrointestinal tract of young animals that have just been weaned. Increasing lactic acid helps reduce diarrhea, increase food consumption and improve food use.
For chicken feed, the operation of the regulator 39 consists in increasing the percentage of metabolism from 2 to 5% depending on the type of raw materials. The regulator 39 includes a thick-walled mixing tube housing a screw shaft.
An adjustable cone is arranged at the outlet to form a ring-shaped opening. Steam is injected inside the regulator under a pressure of 7 bar, which alone allows the food to be brought to a temperature of 90 C. However, there is also a large amount of friction in the regulator, and these friction added at high pressures is sufficient to bring food to a temperature of around 1160 C and generally between 120 and 1300 C. These high temperatures are reached for 20 to 25 seconds, this duration corresponding to the time necessary for the food to pass through the regulator and go to the ring-shaped opening.
The pressure applied by the cone of the regulator is between 2 and 6 bar depending for example on the level of tallow and fat generally contained in food. At the outlet, beyond the ring-shaped opening, the pressure of the food drops spontaneously, the food expands and there is a kind of spontaneous evaporation which leads to drying. The next station is a pellet grinding plant 40. The grinding plant is conventionally constructed and produces 3 mm granules which are discharged into a cooler 41. The cooler 41 includes a cooling hopper and a fan 43
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which draws air upwards through the mass of granules to cool it.
The cooled granules can then be loaded into a crumbling machine 44 consisting of a pair of adjacent rollers for crumbling the granules, so that the food can flow freely. The crumbs and / or these granules can then pass through a sieve 45, the outlets of which become thinner at an outlet duct 46 to allow recirculation through the cube production line. A direct line leaving the screen 45 leads to an enzyme addition station 47, which is described in more detail in FIG. 4.
The station 47 is supplied by a conveyor belt 80 from the screen 45 and this conveys the food to a hopper serving as a reservoir 80 and comprising a level detector 82. About 500 kg of food are kept permanently in this tank 81. A helical screw ensuring idling is mounted in a casing 84. In addition, there is a nozzle 85 ensuring the spraying of the liquid enzymes conveyed from reservoirs 86. The outlet of the casing 84 pushes the food towards a system transport 87 which transports these foods to a packing station. The helical screw 83 provides a rolling action which makes it possible to mix the food and the enzymes sprayed during the transport of the food along the casing 84.
It has been found that when enzymes are applied in this way, the dosage rate can be very precisely controlled. Controlling the dosage rate is particularly important due to the small amounts of enzymes in the mixture. For example, the quantity of enzymes cannot exceed 0.7 liters per tonne of food. It is important that a constant pressure is maintained in the nozzles 85 and a precision flow meter is used
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to control the flow. An enzyme controller is connected to the various devices to enable the triggering of an alarm signal if the flow rates deviate from the preset tolerance rates.
The cube production line 2 includes a loading hopper 50, a hopper feeder 51, a mixing tank, a granule grinding installation 53, a cooler 54, a crumbling machine 57 and a sieve 57.
It therefore includes all the elements of manufacturing line 1 except for a pressure reducer and an enzyme addition station. The granulation grinding installation 53 is constructed differently from the grinding installation 40 and ensures the production of large granules which correspond, in this embodiment of the invention, to 6 mm hazelnuts, intended primarily for pig feed.
In addition, the cube 2 production line can, however, produce feed for young animals that have just been weaned, for calves, lambs and therefore feed for milk cows and oxen. The cooler 54 includes a cooling hopper 55 and a fan 56 for drawing air upward through the food. In this production line, the only injection of steam occurs in the mixing tank 52 and at a pressure of 3 to 4 bar in order to bring the food to a temperature between 65 and 850 C. Generally, a small additional increase of the temperature of the food occurs in the grinding installation 53 following the friction of the plates which can cause a temperature increase of 7 to 10 C.
Molasses is generally added to the mixing tank 52 and depending on the nature of the food produced, it can be added at a rate
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between 80 and 150 kg for two tonnes of dosing unit.
The transport system 33 leads to a third manufacturing line 3, in which elements similar to those described for manufacturing line 2 are identified by the same reference numbers. Indeed, the cube manufacturing line 3 is relatively similar to the cube manufacturing line 2 and is simply used to provide additional production capacity through parallel production. In practice, different types of food are routed through one or other of the manufacturing lines depending on the nature of the food and the potential problems that could be caused by the following particularly sensitive dosing units units that may affect them.
As can be seen in FIG. 3, the transport systems 32 and 31 lead to a packing station 60 and to a station for transhipping bulk products 70. The packing station 60 comprises a pair of packing hoppers 62 and 63 arranged in parallel and mounted to convey the food to a bagging installation 64. The bulk product transhipment station 70 comprises a set of hoppers 71, each intended for the storage of preselected types of food for animals, and is mounted to transport food directly to a truck located below.
The control of the production system from the buffer hopper 19 located in front is carried out in a semi-automatic manner. Human intervention is necessary to make decisions in different cases, such as
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the way in which food is transported to the various production lines and packing stations. The system has been developed to provide maximum flexibility and allow the production of a wide range of different types of animal feed through the use of a mainly automatic part of the system shown in Figure 1 and through the delivery of food from the buffer hopper 19 to different other parts of the system.
In addition, the way in which unit quantities are processed in small quantities - 2 tonnes of unit quantity - ensures good production control, especially when small quantities of raw materials are added such as enzymes and vitamins. It will be appreciated that the various parts of the system have been interconnected in such a way that they can provide desirable efficiency, flexibility, and quality control.
The present invention is not limited to the embodiments described above, which can be modified in their details and their manufacture.