CS243955B1

CS243955B1 - A method for preparing a milk feed mixture for livestock and equipment for its implementation

Info

Publication number: CS243955B1
Application number: CS834487A
Authority: CS
Inventors: Michael Zajicek; Vladimir Lakota; Vladimir Bastl; Jiri Skopalik
Original assignee: Michael Zajicek; Vladimir Lakota; Vladimir Bastl; Jiri Skopalik
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1983-06-20
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS448783A1

Abstract

Dietetické nedostatky průmyslově vyráběných mléčných krmných směsí, a nichž je část jejich glycidové složky zastoupena ve formě enzymaticky rozštěpených polysacharidů, a které jsou důsledkem jen obtížně dosažitelné homogenizace všech složek tohoto krmivá, se odstraňuje dvoufázovou výrobou za podmínek odpovídajícím jednotlivým fázím. Polysachridicka suspenze štěpená za pomocí enzymů v jedné nádobě se po částech (dvou až pěti) přečerpá do druhé nádoby, kde se do ní přimíchají ostatní složky mléčné krmné směsí. V každé z obou nádob - prvé pro chemický proces enzymatické hydrolýzy polysacharidů a druhé pro emulgaci a dispergaci složek tohoto mléčného krmivá v dávkách polotovaru přečerpávaných postupně z prvé nádoby - se pracuje za odlišných podmínek, které odpovídají vždy povaze dané fáze přípravy. Definováno je i provedení zařízení, které lze opatřit prvky pro určitý stupeň řízení této průmyslové výroby mléčných krmných směsí.Dietary deficiencies of industrially produced dairy feed mixtures, where part of their carbohydrate component is represented in the form of enzymatically digested polysaccharides, and which are the result of the difficult-to-achieve homogenization of all components of this feed, are eliminated by two-phase production under conditions corresponding to the individual phases. The polysaccharide suspension digested with the help of enzymes in one container is pumped in portions (two to five) into a second container, where the other components of the dairy feed mixture are mixed into it. In each of the two containers - the first for the chemical process of enzymatic hydrolysis of polysaccharides and the second for emulsification and dispersion of the components of this dairy feed in batches of semi-finished product pumped gradually from the first container - work is carried out under different conditions, which always correspond to the nature of the given phase of preparation. A design of the device is also defined, which can be equipped with elements for a certain level of control of this industrial production of dairy feed mixtures.

Description

zvířata a zařízení k jeho provádění . Dietetické nedostatky průmyslově vyráběných mléčných krmných směsí, a nichž je část jejich glycidové složky zastoupena ve formě enzymaticky rozštěpených polysacharidů, a které jsou důsledkem jen obtížně dosažitelné homogenizace všech složek tohoto krmivá, se odstraňuje dvoufázovou výrobou za podmínek odpovídajícím jednotlivým fázím. Polysachridicka suspenze štěpená za pomocí enzymů v jedné nádobě se po částech (dvou až pěti) přečerpá do druhé nádoby, kde se do ní přimíchají ostatní složky mléčné krmné směsí. V každé z obou nádob - prvé pro chemický proces enzymatické hydrolýzy polysacharidů a druhé pro emulgaci a dispergaci složek tohoto mléčného krmivá v dávkách polotovaru přečerpávaných postupně z prvé nádoby - se pracuje za odlišných podmínek, které odpovídají vždy povaze dané fáze přípravy. Definováno je i provedení zařízení, které lze opatřit prvky pro určitý stupeň řízení této průmyslové výroby mléčných krmných směsí.animals and equipment for its implementation. The dietary deficiencies of industrially produced dairy compound feeds, of which part of their carbohydrate component is represented by enzymatically cleaved polysaccharides, and which are due to the hardly attainable homogenization of all components of the feed, are eliminated by two-stage production under conditions corresponding to the individual phases. The polysaccharide suspension digested with enzymes in one pot is pumped in portions (two to five) into a second pot, where the other ingredients of the milk feed mixture are mixed into it. Each of the two vessels - the first for the chemical process of enzymatic hydrolysis of the polysaccharides and the second for emulsifying and dispersing the ingredients of the milk feed in batches pumped sequentially from the first vessel - is operated under different conditions, which always correspond to the nature of the preparation phase. Also defined is an apparatus that can be provided with elements for some degree of control of this industrial dairy feed production.

243 955243 955

Vynález se týká způsobu a zařízení pro přípravu mléčné krmné směsi pro hospodářská zvířata, zejména pro jejich mláňata.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and an apparatus for preparing a dairy feed composition for livestock, especially for their pups.

Je známa příprava mléčné krmné směsi, která využívá ve·svém složení alespoň části glycidové komponenty ve formě enzymaticky rozštěpených polysacharidů, připravených kontinuální technologií bez jakékoliv jejich následné tepelné úpravy, případně podrobených tepelné úpravě, která produkt nezatíží tepelně na více než 95°C. Přitom lze enzymatické štěpení glycidové složky krmivá provádět buň přímo při její přípravě, anebo předem - podle okolností a, možností daných uživateli takových mléčných krmných směsí*It is known to prepare a dairy feed composition which utilizes in its composition at least a portion of the carbohydrate component in the form of enzymatically cleaved polysaccharides prepared by continuous technology without any subsequent heat treatment or heat treatment that does not heat the product to more than 95 ° C. The enzymatic cleavage of the carbohydrate feed component can be carried out directly by the cell during its preparation, or beforehand, depending on the circumstances and possibilities given to the user of such milk feed mixtures *

Při průmyslové výrobě takových krmných směsí je přirozeně výhodné provádět enzymatické štěpení polysacharidů na jejich jednodušší formy přímo v cyklu přípravy mléčné krmné směsi. Podle známého způsobu takové průmyslové výroby mléčných krmných směsí probíhá jejich výroba kontinuálně v nádobě - v průtočném reaktoru - v němž se nejprve provede zcukření moučné suspenze, při kterém proběhne štěpení polysacharidů v ní obsažených za účinku enzymu alfa- případně beta-amylázy. Poté se postupně přidávají další jednotlivé složky mléčné krmné směsi jako sušené mléko upravené přídavky tuků, vitaminů, případně antibiotik a doplňků biofaktorů, minerální přísady atd.In the industrial production of such compound feeds, it is naturally advantageous to carry out the enzymatic cleavage of the polysaccharides into their simpler forms directly in the dairy compound feed cycle. According to the known method of such industrial preparation of dairy feed mixtures, they are produced continuously in a vessel - in a through-flow reactor - in which the flour suspension is first saccharified, in which the polysaccharides contained therein are cleaved by alpha or beta-amylase. Thereafter, the individual components of the milk-based feed mixture are gradually added, such as powdered milk, treated with additions of fats, vitamins, possibly antibiotics and biofactor supplements, mineral additives, etc.

Taková příprava mléčné krmné směsi je zdlouhavá a rozptýlení jejích složek za průmyslově provozních podmínek se dá jen s velkými obtížemi udržet na přijatelném stavu. Je to způsobeno tím, že celá výroba probíhá za stejných fyzikálních podmínek, i když charakter jednotlivých jejích fází by vyžadoval spíše podmínky odlišné. Důsledkem obtížného dosažení vyššího stupně homogenity mléčné krmné směsi je proto ještě občasný výskyt zažívacích (dietetických) obtíží u krmených mláSat a proto účelem vynálezu je odstranit i tento zbytek nedostatků současné technologie výroby těchto krmiv.Such preparation of the milk-based feed mixture is time consuming and the diffusion of its constituents under industrial operating conditions is difficult to maintain at an acceptable level. This is due to the fact that the entire production takes place under the same physical conditions, although the character of the individual phases would rather require different conditions. The difficulty of achieving a higher degree of homogeneity in the milk-based feed mixture therefore results in the occasional occurrence of digestive (dietary) problems in the fed-batch, and it is therefore an object of the invention to remedy this remainder of the shortcomings of current feed production technology.

243 955243 955

Z hlediska toho, že při průmyslové výrobě těchto mléčných krmných směsí jde v prvé fázi v podstatě o proces chemický a v druhé fázi o proces fyzikální, je uvedený účel splněn podle vynálezu tím, že celá příprava mléčných krmných směsí se provádí ve dvou oddělených fázích, z nichž prvá - chemická fáze - tj. enzymatická hydrolýza polysacharidů se provádí za teploty v roz mezí 40 až 70°C mícháním s frekvencí 0,33 až 1,33 kruhových oběhů za sec,, zatím co druhá - fyzikální fáze - tj. emulgace a dispergace tohoto v prvé fázi vyrobeného polotovaru a dalších složek této krmné směsi se opětovně provádí mícháním, ale ve dvou až pěti postupně odebíraných dávkách bez prívod-u tepelné energie a za frekvence kruhových míchacích oběhů 35- až 70-krát vyšší než v prvé fázi. Přitom zařízení k realizaci tohoto způsobu je charakteristické tím, že je sestaveno ze dvou vzájemně potrubím spojených a násypkami opatřených nádrží, z nichž prvá nádrž - reaktor - je opatřena vnějším pláštěm uzavírajícím vyhřívací prostor s přívodem a odvodem temperovacího média a mí-1 chadlem s otáčkami 20 az 80 min , zatím co druhá nádrž - emulgá tor a dispergátor - uvnitř opatřená žebry ponechávajícími střed ní prostor nádrže volný, je kromě výpuste hotové mléčné krmné směsi vybavena michadlem s otáčkami 7u0 az 1400 min , Při snaze o určitou automatizaci řízení celého procesu průmyslové výroby mléčných krmných směsí múze bít vynalez takající se zařízení pro realizaci uvedeného způsobu dále charakteristický tím, že v potrubí spojujícím vstupní hrdlo druhé nádrže - emulgátoru a dispergátoru - a vypouštěcí hrdlo prvé nádrže - reaktoru - zupo jen dávkovači prvek a ve výpusti druhé nádrže - emulgátoru a dispergátoru - vyprazdňovací prvek, ovládané časovacím ústrojímIn view of the fact that the industrial production of these milk-based feedstuffs is essentially a chemical process and a second-stage physical process, this object is achieved according to the invention in that the whole preparation of the milk-based feedstuffs is carried out in two separate phases. of which the first - chemical phase - ie enzymatic hydrolysis of polysaccharides is carried out at a temperature in the range of 40 to 70 ° C by stirring with a frequency of 0.33 to 1.33 circular cycles per sec, while the second - physical phase - ie emulsification and the dispersion of this first-manufactured semi-finished product and the other components of the feed mixture is again carried out by mixing, but in two to five sequentially withdrawn batches without heat supply and at a frequency of circular mixing cycles 35-70 times higher than in the first phase . The apparatus for carrying out this method is characterized in that it consists of two mutually connected and hopper-equipped tanks, of which the first tank - the reactor - is provided with an outer jacket enclosing the heating space with inlet and outlet of the tempering medium and a stirrer with speed 20 to 80 min, while the second tank - emulsifier and dispersant - provided with ribs to keep the center of the tank free, is equipped with an agitator at 7u0 to 1400 min in addition to the finished milk feed mixer. The production of milk-based compound feeds can be characterized by such an apparatus for carrying out the method further characterized in that only the metering element is in the line connecting the inlet port of the second tank - emulsifier and dispersant - and the outlet port of the first tank - reactor. The second tank - emulsifier and dispersant - emptying element controlled by the timing device

Výhody a pokrok tohoto shora uvedeného způsobu a zařízení, znázorněného jako příklad provedení schématicky na výkrese, spo čívají především v tom, že celý proces urychluje rozdělení přípravy mléčných krmných směsí do dvou fází, čímž je zabezpečena dokonalá homogenita výsledné krmné směsi i v průmyslově provozních podmínkách. To je pak přímým příspěvkem u důsledkem vedoucím k odstranění ještě občas se vyskytujících dietetických obtížích u mláňat hospodářských zvířat krmených mléčnými směsmi vyrobených postupy, které za průmyslově provozních podmínek jejich výroby nezaručují potřebný stupeň rozptýlení všech složek — 3 —Advantages and progress of the above method and apparatus, illustrated by way of example schematically in the drawing, consists primarily in the fact that the whole process accelerates the division of preparation of dairy feed mixtures into two phases, thereby ensuring perfect homogeneity of the resulting feed mixture even in industrial operating conditions . This, in turn, contributes directly to the consequence of eliminating the occasional dietary problems in livestock feeds produced by dairy mixtures produced by processes which, under the industrial operating conditions of their production, do not guarantee the necessary degree of dispersion of all ingredients.

243 955 tohoto mléčného krmivá. Oproti tomu je uvedeným novým způsobem a zařízením k jeho realizaci dosaženo roptýlení všech složek tohoto krmivá takřka ideální měrou, což přispívá i k dokonalejšímu využití jeho výživných hodnot.243,955 of this milk feed. On the other hand, the new method and the device for its realization achieve almost all of the components of this feed almost ideally, which contributes to better utilization of its nutritional values.

Jak vyplývá z uvedené podstaty vynálezu, spočívá nový způsob výroby mléčných krmných směsí v tom, že chemický proces - tj. enzymatická hydrolýza polysacharidů, která je závislá na koncentraci složek, čase, teplotě a styčné ploše vzájemně reagujících složek, tj. proces, jehož průběh je závislý na intenzitě míchání, se provádí v jedné nádobě - reaktoru - zatím co fyzikální proces - emulgace a dispergace - ostatních složek mléčné krmné směsi se provádí v druhé nádobě - emulgátora a dispergátoru.As a consequence of the present invention, a new process for producing dairy compound feeds is that the chemical process - i.e. enzymatic hydrolysis of polysaccharides, which is dependent on the concentration of the components, the time, the temperature and the interface of the reacting components, i.e. it is dependent on the mixing intensity, it is carried out in one vessel - the reactor - while the physical process - emulsification and dispersion - of the other ingredients of the milk feed mixture is carried out in the other vessel - the emulsifier and the dispersant.

V prvé nádobě - reaktoru 1 - souvisí intenzita míchání s průběhem viskozity reakční směsí. Její viskozita zpočátku narůstá, prochází maximem a pak zvolna klesá. Aby míchání reakční směsi v oblasti této vysoké viskozity bylo účinné, je v souladu s předmětem vynálezu v této první fázi použito u reaktoru 1 míchadla 2 s 20 až 80-ti otáčkami za minutu, které uděluje reakční směsi míchací kruhový pohyb s frekvencí 0,33 až 1,33 oběhů za sekundu. Druhá fáze přípravy mléčné krmné směsi probíhá jakožto děj převážně fyzikální odděleně v druhé nádobě 3. Jde totiž o emulgaci a dispergaci ostatních složek mléčné krmné směsi v polotovaru, získaném procesem probíhajícím v reaktoru 1. Jde tu o emulgaci tuků a dispergaci sušeného mléka, syrovátky, minerálních přísad a případných doplňků biofaktorů, která - má-li být účinná - musí probíhat za relativně vysokého přívodu energie v čase co nejkratším. Toho nelze dosáhnout při použití prvé nádoby - reaktoru 1 vybaveného poměrně pomaluběžným míchadlem 2. Aby tedy nedocházelo k neefektivnímu využívání jedné nádoby a ke ztrátám energie přerušováním jejího temperování, je pro emulgaci a dispergaci po-1 užito druhé nádoby <), jejíž míchadlo 4 má otáčky 700 až 1400 min , takže může zajistit míchací pohyb směsi s intenzitou 35 až 70-krát vyšší. Pro zvýšení účinnosti míchání je nádoba 3^ - emulgátor a dispergátor - opatřena uvnitř žebry 17, které ponechávají střední prostor této nádoby volný pro činncst jejího míchadla 4.In the first vessel - reactor 1 - the mixing intensity is related to the viscosity profile of the reaction mixture. Its viscosity initially increases, passes through the maximum and then slowly decreases. In order to effect the mixing of the reaction mixture in the region of this high viscosity, in accordance with the present invention, in this first phase, a stirrer 2 at 20 to 80 rpm, which imparts a stirring circular motion of 0.33 to the reaction mixture, is used in reactor 1. up to 1.33 turns per second. The second stage of the preparation of the milk feed mixture takes place as a mostly physical process in the second container 3. It is the emulsification and dispersion of the other components of the milk feed mixture in the semi-finished product obtained by the reactor 1 process. mineral additives and possible biofactor supplements, which, if they are to be effective, must be carried out with a relatively high energy input in the shortest possible time. This cannot be achieved by using a first vessel - a reactor 1 equipped with a relatively slow stirrer 2. Thus, in order to avoid inefficient use of one vessel and energy loss by interrupting its tempering, a second vessel (1) is used for emulsification and dispersion. speed of 700 to 1400 min, so that it can ensure the mixing movement of the mixture with an intensity of 35 to 70 times higher. To increase the mixing efficiency, the emulsifier and dispersant container 3 is provided with ribs 17 which leave the central space of the container free for the agitator 4 to operate.

Zde je třeba uvést, že zcukřená suspenze mouky obsahující polysacharidy rozštěpené částečně na disacharidy a monosacharidyIt should be noted here that the saccharified flour suspension containing polysaccharides partially split into disaccharides and monosaccharides

243 955 se přepouští či přečerpává po částech - dvou až pěti - do zmíněné druhé nádoby _3, k čemuž slouží potrubí 5 spojující vypouštěcí hrdlo 6 prvé nádoby - reaktoru 1 - a vstupní hrdlo 7. druhé nádoby jl - emulgátoru a dispergátoru. Emulgace a dispergace složek mléčného krmivá ve zcukřené suspenzi mouky může v těchto menších dávkách a za uvedené intenzity míchání probíhat se zajištěním dokonalé homogenity, přičemž dávkování suspenze z prvé nádoby, tj* reaktoru 1, může být prováděno dávkovacím prvkem 8 zabudovaným ve spojovacím potrubí 5. a řízeném nezakresleným časovacím ústrojím, které je známo a používáno k řízení časového průběhu různých funkcí mechanismů a strojů používaných v nejrůznějších oborech výroby. Stejně tak může být tímto časovacím ústrojím ovládán vyprazdňovací prvek lj), zapojený ve výpusti 18 druhé nádoby 3, jímž odchází hotová mléčná krmná směs třebas do nezakres leně nádoby k rozvozu této krmné směsi na místa její spotřeby. Násypky _9 a 10 u obou nádob 1 a 3, tj. u reaktoru a u emulgátoru a dispergátoru, slouží přirozeně ke vnášení jednotlivých složek tohoto krmivá, které se zpracovávají v jednotlivých fázích je^á výroby probíhajících v těchto nádobách. Teplotní čidla 11 a 12 v těchto nádobách slouží ke kontrole průběhu teploty. V prvé fázi probíhá reakce za teploty 40 až 70°C a temperovací médium se přivádí přívodem 15 do prostoru 13 uzavřeného stěnou prvé nádoby - reaktoru 1 - a jeho vnějším pláštěm 14, a vychází z něj odvodem 16.243 955 is transferred in portions - two to five - into said second vessel 3, by means of a pipe 5 connecting the discharge port 6 of the first vessel - reactor 1 - and the inlet port 7 of the second vessel 11 - emulsifier and dispersant. The emulsification and dispersion of the milk feed components in the saccharified flour suspension can be carried out in these smaller batches and at the indicated mixing intensity, ensuring perfect homogeneity, wherein the dosing of the suspension from the first vessel, ie the reactor 1, can be effected by the metering element 8. and controlled by a non-plotted timing device that is known and used to control the timing of the various functions of the mechanisms and machines used in a wide variety of manufacturing fields. Likewise, the emptying element 11j connected in the outlet 18 of the second container 3 can be controlled by this timing device, through which the ready-to-feed milk feed mixture goes to the undistorted container to deliver the feed mixture to its consumption points. The hoppers 9 and 10 of both the vessels 1 and 3, i.e. the reactor and the emulsifier and the dispersant, naturally serve to introduce the individual components of the feed which are processed in the individual stages of production in the vessels. The temperature sensors 11 and 12 in these vessels serve to control the temperature course. In the first stage, the reaction is carried out at a temperature of 40 to 70 ° C and the tempering medium is fed through the inlet 15 into the space 13 closed by the wall of the first vessel - reactor 1 - and its outer jacket 14, and exiting through the outlet 16.

Popsané zařízení umožňuje realizaci způsobu podle vynálezu i s možností určitého stupně automatizace řízení jeho průběhu. Způsob i zařízení pro jeho uskutečnění odstranilo tedy nevýhody dosavadního provádění procesu přípravy mléčných krmných směsí v jedné nádobě, zefektivnilo ji při racionálnějším uplatnění potřebné energie. Aby proces výroby mléčných krmných směsí podle tohoto vynálezu mohl být plynulý - i když v druhé fázi se pracuje s polotovarem odebíraným z reaktoru 1^ jako představitele zařízení k provádění prvé fáze procesu po částech, je možno využít procesu kontinuální technologie enzymatického štěpení polysacharidů·The described device enables realization of the method according to the invention even with the possibility of some degree of automation of its control. The method and the device for its implementation have thus eliminated the disadvantages of the prior art process of preparing dairy feed mixtures in a single container, making it more efficient by using the necessary energy more rationally. In order for the dairy feed production process of the present invention to be continuous - although in the second stage the semifinished product taken from the reactor 1 is used as representative of the apparatus for performing the first stage of the process in portions, the continuous polysaccharide enzymatic digestion process

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

243 955

1 · Method of preparation of dairy compound feed for livestock, especially their brood, by emulsification of powdered milk modified by the addition of fats, vitamins, polysaccharides or antibiotics

0 / additional biofactors, in water, characterized in that it is carried out in two separate phases, of which the first, chemical phase of enzymatic hydrolysis of polysaccharides, is carried out at a temperature in the range of 40 to 70 ° C by stirring at a frequency of 0.33 to 1.33 circular mixing cycles per second, < 2 / second, the physical phase of emulsifying and dispersing this first-stage preform together with the other ingredients of the milk feed mixture is again carried out by stirring, but in two to five sequentially withdrawn batches without heat frequencies 35 to 70 times higher than in the first phase ·

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of two pipes (5) connected to one another and hoppers (9, 10) provided with containers (1, 3), of which the first container

- the reaction is provided with an outer jacket (14) enclosing a heating space (13) with an inlet (15) and an outlet (16) of the tempering medium and a stirrer (2) while the second container (3) - emulsifier and disperser - ribs inside (17) ) leaving the middle of the tank free, it is equipped with a stirrer (4) in addition to the outlet (18) of the finished milk feed mixture.

Γ

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a metering device is connected in the connecting pipe (5) between the inlet port (7) of the second container (3) - emulsifier and dispersant - and the outlet port (6) of the first container - reactor. and a discharging element (19) controlled by the timing device in the outlet (18) of the shredded container (3).