DD243206A1

DD243206A1 - Verfahren zur senkung des energieaufwandes beim pressen von mischfuttermitteln

Info

Publication number: DD243206A1
Application number: DD85284190A
Authority: DD
Inventors: Herbert Fischer; Klaus Hellrung; Horst Wildberg; Hermann Stein; Frithjof Dornheim
Original assignee: Muehlenbau Dresden Veb
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1985-12-12
Publication date: 1987-02-25
Also published as: DE3637472A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Senkung des Energieaufwandes beim Prozess der Herstellung pelletierter Mischfuttermittel. Ziel der Erfindung ist es, die beim Pressen von Mischfuttermitteln anfallende Abenergie zur Vorkonditionierung der Futtermischung und zur Erreichung einer hohen Pelletqualitaet zu nutzen. Dazu soll die Aufgabe geloest werden, eine direkte Rueckfuehrung von Feuchte und Waerme aus der Abluft des Pelletkuehlers in die kalte Futtermischung, sowie die gezielte Kuehlung und Trocknung der Pellets, zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in einem Pelletkuehler die Pellets so abgekuehlt werden, dass eine maximale Anwaermung und Befeuchtung der Kuehlluft eintritt. Diese Kuehlluft wird als Waermetauschmittel dosiert in einen Waermetauscher geleitet und durchstroemt die Futtermischung. Die bei diesem Prozess erwaermte und befeuchtete Futtermischung gelangt in einen Konditionierer, wird auf die fuer den Pressvorgang optimale Temperatur und Feuchte gebracht und danach der Futtermittelpresse zugefuehrt. Nach der durch den Pressvorgang bewirkten weiteren Temperaturerhoehung der Futtermischung und damit der Pellets muessen diese im nachgeschalteten Pelletkuehler auf die fuer die Lagerfaehigkeit erforderliche Temperatur und Feuchte gebracht werden, wobei der Prozess, wie vorstehend beschrieben, weiter ablaeuft. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Senkung des Energieaufwandes bei der Herstellung pelletierter Mischfuttermittel. Anwendungsgebiete sind die Wärme- und Feuchtigkeitsrückgewinnung aus pelletierten Mischfuttermitteln zur Vorkonditionierung der unpelletierten Futtermischung und somit zur Energieeinsparung beim Pelletieren in Mischfutterwerken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt bei der Herstellung pelletierter Mischfuttermittel ist, daß der Futtermischung in einem der Futtermittelpresse vorgeschalteten Konditionierer Wasser und Wärmeenergie zugeführt werden. Damit werden günstige Bedingungen für den Preßvorgang geschaffen. Die Zugabe von Wasser und Wärmeenergie geschieht in Form von Satt- beziehungsweise Heißdampf, wobei ca. 35-40 kg/t je nach Futtermischung optimal sind. Dem so aufbereiteten Preßgut wird beim anschließenden Preßvorgang mechanische Energie zugeführt, die im wesentlichen in Wärmeenergie umgewandelt wird und eine weitere Erhöhung der Temperatur des Futters bewirkt. Die Pellets (Preßlinge) verlassen die Futtermittelpresse je nach Futterart und Dampfzugabe mit einer Temperatur von 70-90⁰C.

Der Feuchteanteil der Pellets beträgt dann ca. 14-15,5%. Zum Pressen von Mischfuttermitteln werden etwa 40-50 kWh/t an Energie benötigt, wobei etwa 80% an Dampfenergie und 20% an Elektroenergie eingebracht werden müssen. Diese Energie ist im wesentlichen in den warmen Pellets nach Verlassen der Futtermittelpresse enthalten.

Die in den Pellets enthaltene zugeführte Wärmeenergie und die zusätzlich eingebrachte Feuchte müssen im nachfolgenden Kühlprozeß wieder entzogen werden, damit die Pellets lagerfähig werden. Zur Kühlung der Pellets werden Schacht- oder Kaskadenkühler oder besser noch Horizontal- beziehungsweise Bandkühler oder Kühlkarussells verwendet.

Bei diesem allgemein verbreiteten Verfahren wird die in den Pellets enthaltene zugeführte Wärmeenergie und Feuchte beim Kühlprozeß ins Freie geleitet.

Charakteristisch für diese bisher angewendeten Verfahren ist die Kühlung der Pellets mittels Luftüberschuß, wobei der spezifische Kühlluftbedarf > 1100m³ Luft pro Tonne beträgt.

Zunehmend wird durch die Anwendung insbesondere von Wärmetauschern eine Energierückgewinnung vorgenommen und diese gewonnene Energie für Heizzwecke oder technologische Prozesse bei der Mischfutterherstellung genutzt.

Das Bestreben, die zurückgewonnene Energie direkt für den Pelletierprozeß zu nutzen, ist bisher noch nicht oder nur unvollkommen gelungen. Es ist ein Verfahren gemäß Patentschrift DE 2445937 bekannt, wo die Energierückgewinnung dadurch ermöglicht werden soll, daß das kalte Futter direkt mit den heißen Pellets vermischt wird, nach einer Verweilzeit mittels einer Siebanlage wieder getrennt und gesondert weiterbehandelt wird. Der ungepreßten, aber bereits vorkonditionierten Futtermischung wird nun die noch fehlende Wärmemenge und Feuchtigkeit in Form von Dampf in einer Konditionierein richtung zugesetzt. Bei diesem Verfahren ist eine Energierückgewinnung möglich. Nachteilig ist jedoch der hohe apparative Aufwand und der ungenügende Feuchteausgleich zwischen den heißen Pellets und der kalten schrotförmigen Futtermischung. Damit kann bei der nachfolgenden Dampfzugabe der Feuchtegehalt der Futtermischung nicht auf das erforderliche Maß gebracht werden.

Beim Kühlen ist ein zusätzlicher Einsatz von Energie erforderlich, um die Pellets auf den für die Lagerung erforderlichen Zustand abzutrocknen.

Ein weiteres Verfahren einschließlich Anordnung zurthermischen Prozeßführung bei der Futtermittelherstellung ist in der Patentschrift DD 212645 dargestellt. Bei dieser Lösung soll ein optimaler energetischer Wirkungsgrad dadurch erzielt werden, daß durch einen der Futtermittelpresse nachgeordneten Wärmetauscher, den die heißen Pellets durchlaufen, ein Wärmetauschmittel, vorzugsweise Luft, mit Raumtemperatur eingeleitet, teilweise erwärmt, anschließend durch eine Mischkammer über ein Gebläse durch die Futtermittelpresse und danach durch eine Mischstufe und Konditionierungsstufe geleitet wird, wo es sich wieder abkühlt und die Futtermischung erwärmt. Bei dem dargestellten Verfahren wird jedoch das erforderliche energetische Niveau, vor allem beim Preßvorgang, nicht erreicht und insbesondere die Feuchte sowohl der Futtermischung als auch der Pellets nicht berücksichtigt, so daß die angestrebten Effekte nicht erreicht werden können. Bekannt ist auch gemäß Patentschrift DD 225633 ein Verfahren zur Nutzung der Abenergie bei der Getreidevermahlung, bei dem das zu verarbeitende Getreide direkt von der durch den Vermahlungsprozeß erwärmten und befeuchteten Förderluft, zwecks Abgabe der Wärmeenergie und Feuchtigkeit an die Körnerfrüchte, in einem Wärmetauscher umspült wird. Dieses energiesparende Verfahren ist jedoch speziell für die Getreidevorbehandlung in Getreidemühlen ausgelegt, wo aus der Sicht einer gleichmäßigen Befeuchtung der Kornoberfläche sowie der anschließenden Vermahlung Korntemperaturen vorzugsweise nur um 20°C-25°C angestrebt werden. Als entsprechende feuchtwarme Abluft wird hier erfindungsgemäß die Förderluft aus dem Vermahlungsprozeß genutzt. Auch mit diesem Verfahren sind die zur Herstellung pelletierter Mischfuttermittel notwendigen Bedingungen und damit die beabsichtigten Effekte nicht realisierbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Senkung des Energieaufwandes beim Pressen von Mischfuttermitteln durch Nutzung der Abenergie zurVorkonditionierung der Futtermischung und zur Erreichung einer hohen Pelletqualität durch gezielte Kühlung und Trocknung der Pellets.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die direkte Rückführung von Feuchte und Wärme aus der Abluft des Pelletkühlers in die kalte unpelletierte Futtermischung sowie die gezielte Kühlung und Trocknung der Pellets. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die warme, feuchte Abluft des Pelletkühlers mit der losen Futtermischung in einem Wärmetauscher in Berührung gebracht wird. Erfindungsgemäß wird als Voraussetzung für eine optimale Verfahrensgestaltung die Erzielung von Abluft aus dem Kühler mit einer Temperatur erreicht, die sich der Pellettemperatur nach der Presse nähert. Das ist prinzipiell nur mit einer geringen Kühlluftmenge möglich, wobei das Volumen des Kühlers sehr groß sein muß und die Pelletschicht in einem Pelletkühler bekannter Bauart im Gegenstrom, angenäherten Gegenstrom oder Kreuzstrom von der Kühlluft durchströmt wird. Dieser ideale Zustand wird durch Abkühlung der Pellets in einer Pelletschicht gewährleistet, die eine maximale Anwärmung der Kühlluft sowie Sättigung mitWasser ermöglicht. Diese erwärmte und befeuchtete Kühlluft wird als Wärmetauschmittel mittels eines Lüfters auf kurzem Wege über wärmeisolierte Luftkanäle in einen als Wärmetauscher ausgeführten Behälter geleitet und durchströmt die in diesem in relativ geringer Schichthöhe befindliche Futtermischung. Dabei ist die Verweilzeit im Wärmetauscher so bemessen, daß die in der Abluft des Pelletkühlers enthaltene Wärme und Feuchte auf die lose Futtermischung übertragen wird. Ist der Abluftzustand für diese Vorkonditionierung nicht ausreichend, wird vor der Einleitung in den Wärmetauscher noch Dampf zugegeben.

Von Wärmetauschern gelangt die erwärmte und befeuchtete Futtermischung in einen Konditionierer bekannter Ausführung, wo noch Dampf entsprechender Menge und Qualität und/oder Wasser zugegeben werden muß, um die für den Preßvorgang erforderliche optimale Temperatur und Feuchte der Futtermischung zu erzielen. Beim Preßvorgang in der Futtermittelpresse wird über den elektrischen Antrieb noch zusätzliche Energie eingebracht, die eine weitere Temperaturerhöhung der Futtermischung und damit auch der Pellets zur Folge hat.

Im nachgeschalteten Pelletkühler müssen die Temperatur und die Feuchte der Pellets auf das für deren Lagerfähigkeit erforderliche Maß abgesenkt werden, wobei der Vorgang, wie oben beschrieben, weiter abläuft.

Erfindungsgemäß kann durch den Einbau von Luftstromweichen bei Bedarf auch Abluft ins Freie geleitet werden, oder in Verbindung mit einem Lüfter, der die Abluft nach erfolgter Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung auf die Futtermischung aus dem Wärmetauscher absaugt, wahlweise ein kompletter oder teilweiser Umluftbetrieb erreicht werden. In diesem Fall kann der Umluft über eine Entfeuchtungswärmepumpe ein Teil der noch enthaltenen Wärmeenergie als Heißluft für andere thermische Prozesse entzogen werden. Entsprechend dem für die Einleitung in den Pelletkühler erforderlichen Zustand, kann der Umluft vorher Frischluft und bedarfsweise auch Wasser zugegeben werden.

Grundsätzlich hängt die Pelletqualität hauptsächlich von der Art und Weise der Konditionierung der Futtermischung sowie der Kühlung und Trocknung der Pellets ab. Dabei ist man bestrebt, die Pellettemperatur weitestgehend abzusenken, aber den Feuchtegehalt nur auf das in den jeweiligen Qualitätsanforderungen vorgeschriebene Maß zu reduzieren. Dazu ist es erforderlich, den Konditionier- sowie den Kühl- und Trocknungsprozeß gezielt zu steuern.

Erfindungsgemäß werden hierzu von der Futtermischung die Austrittstemperatur am Wärmetauscher und Konditionierer sowie von den Pellets die Temperaturen am Ein- und Auslauf des Pelletkühlers und die Feuchte am Pelletkühlerauslauf gemessen und diese Signale gemäß vorgegebenen Programm zur Steuerung der Dampf- und Wasserzugabe in den Konditionierer, der Dampfzugabe vor dem Wärmetauscher, der Wasserzugabe und Frischluftzuführung in die Umluft vor dem Pelletkühler und zur Herstellung der Luftstromweichen verwendet.

Damit dann eine optimale Konditionierung der Futtermischung sowie Kühlung und Trocknung der Pellets bei maximaler Energierückführung und damit erheblicher Senkung des Gesamtenergieaufwandes erreicht werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an nachstehendem Ausführungsbeispiel und dem in Fig. 1 dargestellten Prinzipschema näher erläutert werden. Das unpelletierte Mischfuttermittel gelangt am Zulauf 1 in den Wärmetauscher 2, wobei die Ausgangsfeuchte fi der üblichen Lagerfeuchte von Futtermitteln, vorzugsweise 12-13%entspricht. Die Ausgangstemperatur der Futtermischung liegtin der Regel bei 2O⁰C oder etwas darüber, bei der normalen Raumtemperatur. Vom Wärmetauscher 2 gelangt das Futtermittel in den Konditionierer 3, der als Trommelmischer ausgebildet ist. Hier bekommt die Futtermischung die Dampfzugabe 11, wobei sich die Temperatur auf 50-7O⁰C und die Futtermittelfeuchte f₃ auf etwa 16% erhöhen. Beim Pelletierprozeß in der Futtermittelpresse wird die dazu benötigte Elektroenergie vorwiegend in Wärme umgesetzt und die Pellettemperatur beträgt dann etwa 70-90⁰C. Im nachfolgenden Pelletkühler 5 wird Raumluft als Wärmetauschmittel durch die Pelletschicht, vorwiegend im Gegenstrom, geführt, wobei erfindungsgemäß eine spezifische Luftmenge von S 700 m³ Luft pro Tonne Pellets, bezogen auf die Trockensubstanz, benötigt wird, so daß sich das Wärmetauschmittel auf 45-65⁰C erwärmt. Die Pellets, die an der Pelletabgabe 6 aus dem Pelletkühler 5 kommen, haben dann die notwendige Temperatur von 25-3O⁰C, je nach Raumluft-und Eingangstemperatur. Die Pelletfeuchte f₄ entspricht etwa der Ausgansfeuchte der Futtermischung f,. Der Kühlluftstrom wird durch den Lüfter 7 erzeugt und über die Luftstromweiche 8 in den Wärmetauscher 2 geführt. Erfindungsgemäß wird in dem Wärmetauscher 2 durch die hohe Temperatur des Wärmetauschmittels und vorwiegend als Funktion der aus dem Trocknungsprozeß im Pelletkühler 5 enthaltenen mitgeführten Wassermenge der Wärmetransport auf die Futtermischung durchgeführt. Der Austausch findet durch den direkten Kontakt des Wärmetauschmittels in der damit durchströmten Futtermischung mit einer Schichthöhe von S 300 mm statt. Die Futtermischung wird dabei auf35-50°C erwärmt und die Feuchte f₂ um etwa 1,5-2,0% gegenüber der Ausgangsfeuchte fi der Futtermischung erhöht. Damit für den Pelletierprozeß die optimale Feuchte f₃ und eine Temperatur von 70-90⁰C erzielt wird, muß die Dampfzugabe 11 in den Konditionierer 3 und damit die Energiezufuhr von außen, gegenüber dem Anfahrvorgang und anderen bekannten Verfahren, stark verringert werden. Beim Anfahrvorgang ist es möglich, das Wärmetauschmittel, das durch den Lüfter 7 bewegt wird, über die Luftstromweiche 8 als Abluft ins Freie zu leiten. Es kann auch nur ein Teilstrom des Wärmetauschmittels in den Wärmetauscher 2 geführt werden, der Rest des Wärmetauschmittels geht dann über die Luftstromweiche 8 ins Freie.

Damit der Energiegehalt und die Feuchte des Wärmetauschmittels erhöht werden, kann vor Eintritt in den Wärmetauscher 2 noch eine Dampfzugabe 14 erfolgen, dabei muß die Dampfzugabe 11 in den Konditionierer 3 etwa um die gleiche Menge verringert werden. Um eine genügende Feuchte in der Futtermischung zu erreichen, wird noch Wasser 12 in den Konditionierer 3 zugegeben.

Um eine gezielte Endfeuchte f₄ der Pellets zu erreichen, kann das Wärmetauschmittel als Umluft 20 nach Verlassen des Wärmetauschers 2 dem Pelletkühler 5 zugeführt werden. Dabei wird nach Absaugen des Wärmetauschmittels durch den Lüfter 27 und Passieren der Luftstromweiche 10, wo entweder das Wärmetauschmittel als Abluft 18 ins Freie geleitet, oder ganz, oder teilweise in den Pelletkühler 5 zurückgeführt wird, dieses wird vorher noch über eine Entfeuchtungswärmepumpe 15 geleitet, wo ein Teil der im Wärmetauschmittel enthaltenen Wärmeenergie abgeführt wird. Diese Energie, im speziellen Fall als Heißluft 16, kann noch anderen technologischen Verwendungszwecken zugeführt werden. Das abgekühlte Wärmetauschmittel, dessen spezifische Feuchte nahezu 100% beträgt, gelangt nun in den Pelettkühlerö. Damit werden die Endfeuchte f₄ und die Austrittstemperatur der Pellets gezielt beeinflußt. Zur optimalen Auslastung und Führung des gesamten Prozesses der thermischen Behandlung des Mischfuttermittels beim Pelletieren und der Wärmezurückführung dient eine mikroelektronische Steuerung

Dazu werden die Temperaturen an folgenden Stellen gemessen:

— am Ausgang des Wärmetauschers 2 mit Temperaturfühler 22 i

— am Ausgang des Konditionierers 3 mit Temperaturfühler 23

— am Ausgang der Futtermittelpresse 4 mit Temperaturfühler 24 :

— am Ausgang des Pelletkühlers 5 mit Temperaturfühler 25.

Zur Ermittlung der Endfeuchte der Pellets dient die Feuchtemeßsonde 26. Mit den vorstehend ermittelten Werten und dem jeweils vorgegebenen Programm wird mittels der mikroelektronischen Steuerung der Prozeß durch die jeweilige Verstellung der Dampfzugabe 11 und 14, der Wasserzugabe 12 und 13 und der Stellung der Luftstromweichen 8,9 und 10, durchgeführt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Senkung des Energieaufwandes beim Pressen von Mischfuttermitteln zur direkten Nutzung der Abenergie aus dem notwendigen Kühl-und Trocknungsprozeß der Pellets zur Vorkonditionierung der unpelletierten Futtermischung, gekennzeichnet dadurch, daß der Wärmetransport durch ein Wärmetauschmittel, vorzugsweise Luft, erfolgt, welches durch einen Pelletkühler (5) geführt wird und nach Verlassen des Pelletkühlers eine Temperatur von 45 bis 65⁰C aufweist, die einer spezifischen Kühlluftmenge von = 700 m³ Luft pro Tonne Pellets, bezogen auf die Trockensubstanz, entspricht, die Energierückführung vorwiegend als Funktion der im Wärmetauschmittel mitgeführten Wassermenge erzielt wird und der Austausch durch den direkten Kontakt des vom Wärmetauschmittel durchströmten Futtermittels geschieht, welches sich in einem Wärmetauscher (2) befindet und im durchströmten Bereich eine Schichthöhe vonis 300 mm hat, wobei die Verweilzeit im Wärmetauscher (2) ^ 10min und die Temperatur des Futtermittels bei Austritt aus dem Wärmetauscher 35 bis 5O⁰C beträgt, bei einer Feuchtezunahme von etwa 1,5 bis 2% gegenüber der Ausgangsfeuchte des Futtermittels.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß vom Wärmetauschmittel vor Eintritt in den Wärmetauscher (2) durch eine Luftstromweiche (8) ein Teil als Abluft (19) abgeführt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zu dem zugeführten Wärmetauschmittel im Wärmetauscher (2) unmittelbar vor Eintritt in diesen eine Dampfzugabe (14) erfolgt.
4. Verfahren nach Punkt 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Wärmetauschmittel nach Verlassen des Wärmetauschers (2) über eine Luftstromweiche (10) ganz oder teilweise dem Pelletkühler (5) zugeführt wird und vorher über eine Entfeuchtungswärmepumpe (15) geleitet und ein Teil der sich noch im Wärmetauschmittel befindlichen Wärmeenergie als Heißluft (16) zur anderweitigen Nutzung abgegeben wird.
5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß, um die Pelletfeuchte gezielt zu beeinflussen, an der Pelletabgabe (6) zum Wärmetauschmittel vor Eintritt in den Pelletkühler (5) eine Wasserzugabe (13) erfolgt.
6. Verfahren nach Punkt 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß beim Austritt des Futters aus dem Wärmetauscher (2) ein Temperaturfühler (22), nach Verlassen des Konditionierers (3) ein Temperaturfühler (23), am Eingang und Ausgang des Pelletkühlers (5) jeweils ein Temperaturfühler (24) und (25), sowie am Auslauf des Pelletkühlers (5) eine Feuchtemeßsonde (26) angebracht sind, diese Signale mittels einer elektronischen Steuerung verarbeitet werden und damit jeweils vorprogrammiert die Dampf-und/oder Wasserzugabe (11) und (12) in den Konditionierer (3), die Dampfzugabe (14) vordem Wärmetauscher (2) in das Wärmetauschmittel, sowie zur Herstellung einer gezielten Endfeuchte der Pellets an der Pelletabgabe (6) die Wasserzugabe (13) in das Wärmetauschmittel erfolgen, sowie die Luftstromweichen (8), (9) und (10) entsprechend dem vorgegebenen Programm verstellt werden.