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Futtermittel und Verfahren zu ihrer Herstellung
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Die Erfindung bezieht sich auf Futtermittel, die sich zur Aufnahme
durch kleine Tiere eignen, deren Diät Körnchen mit einer Maximalabmessung im Bereich
von 300 bis 2000 ßm enthalten muß, sowie auf deren Herstellung. Im allgemeinen handelt
es sich dabei um Wassertiere, z.B. junge Fische, Crustaceen und Mollusken, außerdem
können aber kleine Vögel, wie frisch erbrütetes Geflügel, nach Futtermitteln verlangen,
die Körnchen mit in diesen Bereich fallenden Größen aufweisen.
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Derzeit sind keine völlig befriedigenden Nahrungsmittel für junge
Fische und andere kleine Wassertiere auf dem Markt.
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Viel Arbeit ist für den Nahrungsbedarf verschiedener Fischarten aufgewandt
worden, und im allgemeinen ist die Gesamtzusammensetzung handelsüblicher Futtermittel
für solche Lebewesen gut. Hinsichtlich der Gleichförmigkeit der Zusammensetzung
und der physikalischen Eigenschaften jedoch ist noch viel Raum für Verbesserungen.
Herkömmlicherweise werden Futtermittel für Fische durch Pelletisieren, Brechen und
Sieben eines Gemischs
von Bestandteilen hergestellt. Solche Futtermittel
besitzen keine guten Fließeigenschaften, weil die gebrochenen Pellets, gewöhnlich
als Brösel oder Bröckchen oder Granula bezeichnet, schartige oder zackige Kanten,
häufig ölige Oberflächen haben und einen breiten Größenbereich überdecken.
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Ferner weisen, sofern die einzelnen Bestandteile des Futtermittels
vor dem Pelletisieren nicht sehr fein vermahlen werden, die Granula sehr leicht
keine gleichmäßige Zusammensetzung auf, weil die Pellets dazu neigen, in die Primärteilchen
auseinander zu brechen, aus denen sie hergestellt wurden. Beim Vorgang des Brechens
mag wenig oder gar keine Kontrolle über den Größenbereich der erzeugten Granula
gegeben sein, und daher muß das Material großenteils in den Kreislauf rückgeführt
oder nach dem Sieben verworfen werden. Zahlreiche herkömmliche Fischfutter werden
absichtlich so zusammengesetzt, daß sie einen erheblichen Anteil öl enthalten, das
der Fisch als Energiequelle verwerten kann. Die Gegenwart dieses öls, ob der Zusammensetzung
als freies öl oder in Fischmehl zugesetzt, auf dem viele Futtermittel basieren,
trägt nichts zur Verbesserung der Fließeigenschaften des Fertigprodukts bei.
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Aufgrund der mäßigen Fließeigenschaften eignen sich herkömmliche Fischfuttermittel
nicht ohne weiteres für die Verwendung in arbeitssparenden automatischen Abgabeeinrichtungen
an Futterstellen. Ein deutliches Fehlen gleichförmiger Zusammensetzung kann zu Problemen
schlechter Gesundheit und unangebrachten Wachstums bei vielen Vertretern einer in
Gefangenschaft mit künstlichen Futtermitteln aufgezogenen Fischpopulation Anlaß
geben.
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Ähnliche Probleme schlechten Fließens und ungleichmäßiger Zusammensetzung
können bei Geflügelfuttermitteln entstehen, selbst wenn solche Futtermittel nicht
typischerweise ölmengen in der Größenordnung wie bei Fischfuttermitteln enthalten.
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In d*r GB-PS 1 226 799 ist ein Verfahren zur Herstellung von Fut.;trmitteln
in Form kugeliger Granula mit Durchmessern im Bereich von 1000 bis 6000 ijm beschrieben,
wobei ein teilchenförmiges,
vermahlenes Futtermaterial auf eine
tragende Oberfläche eines rotierenden Trägerelements gebracht wird, das gegenüber
der Waagerechten unter einem Winkel im Bereich von 30 bis 500 geneigt ist, und wobei
eine Flüssigkeit (Wasser, vielleicht mit einem Gehalt an Mikro zusätzen oder Vitaminen)
auf das auf der Oberfläche des Trägerelements befindliche teilchenförmige Material
so aufgesprüht wird, daß dieses granuliert wird. Der für dieses Verfahren in Anspruch
genommene Hauptvorteil besteht darin, daß es zu größerer Gleichförmigkeit der Zusammensetzung
führt, und insbesondere darin, daß Mikro zusätze und Vitamine gleichmäßig in dem
Futtergranulat verteilt werden.
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Es trifft zweifellos zu, daß das in der GB-PS 1 226 799 beschriebene
Verfahren zu einer höheren Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung als das bereits oben
beschriebene herkömmliche Verfahren führt. Diese Druckschrift erwähnt jeodoch in
keiner Weise die mit herkömmlichen Futtermitteln verknüpften Fließprobleme, und
sie nimmt auch nicht für sich in Anspruch, daß das nach dem beschriebenen Verfahren
hergestellte Granulat Fließeigenschaften aufweist, die denen herkömmlicher Fisch-oder
Geflügelfuttermittel überlegen sind. Weiter liefert das beschriebene Verfahren offensichtlich
keine Granula mit einem Durchmesser unter 1000 ijm.
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Die bei dem in der GB-PS 1 226 799 beschriebenen Verfahren angewandte
Granuliertechnik ist ein Beispiel für die Arbeitsweise, die im allgemeinen als Pfannengranulieren
oder Scheibenpelletisieren bezeichnet wird. Das Wesen einer solchen Arbeitsweise
besteht darin, daß ein bewegtes Bett feinzerteilten Substrats mit einer Flüssigkeit
besprüht wird und die fortgesetzte Taumelbewegung der befeuchteten Substratteilchen
diese zum Agglomerieren zu Granula veranlaßt. Ein Pfannengranulator ist ein aufrechter
zylindrischer Behälter oder Kessel, der an einem Ende offen und um die.Zylinderachse
drehbar ist, die beim Betrieb im allgemeinen unter einem Winkel
von
20 bis 400 zur Waagerechten gehalten wird, so daß das offene Ende des Behälters
am höchsten liegt Die Pfanne wird mit feinzerteiltem teilchenförmigem Substrat beschickt,
das ein sich umwälzendes Pulverbett bildet, wenn die Pfanne sich dreht. Bei einem
typischen Pfannengranulator kann die Drehgeschwindigkeit der Pfanne variiert werden,
und zwar stufenweise von etwa 10 bis etwa 50 UpM. Die Pfanne kann mit inneren Prallgliedern
ausgestattet sein, die die Taumelbewegung des Substrats beeinflussen. Ahnliche Granula
können in einem Trommelagglomerator hergestellt werden, in dem das Agglomerieren
eines feinzerteilten, befeuchteten Substrats erfolgt, während dieses ein Taumelbett
bildet, das einen rotierenden, langgestreckten, geneigten Zylinder hinabsteigt.
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Trotz des unbezweifelten Vorteils auf dem Fachgebiet, den die in der
GB-PS 1 226 799 beschriebene Arbeitsweise darstellt, nämlich zur Lösung des Problems
gleichförmiger Zusammensetzung, wie es in herkömmlichen Futtermitteln auftritt,
beizutragen, wurde nun gefunden, daß das einfache Konzept der Herstellung eines
Futtermittels in einem angefeuchteten Substrattaumelbett unter Verwendung von Wasser
alleine als agglomerierender Flüssigkeit zur Produktion gerundeter Granula selbst
noch nicht das Hauptproblem mäßigen Fließens, wie es herkömmliche Futtermittel zeigen,
löst. Dies gilt insbesondere für Futtermittel mit Korngrößen am unteren Ende des
Bereichs, auf den sich die Erfindung bezieht, da solche Fließprobleme im umgekehrten
Verhältnis zur Größe der einzelnen Granula enorm zunehmen.
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Ein weiterer Nachteil, der mit der Verwendung von Wasser alleine als
agglomerierender Flüssigkeit verbunden ist, besteht darin, daß dies zu breiten Größenverteilungen
in den so erhaltenen granulierten Produkten führen kann, folglich auch zu mäßigen
Ausbeuten an Granula in den Größenbereichen, mit denen sich die Erfindung befaßt,
was das Verfahren wenig wirtschaftlich macht.
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Mit Hilfe der Erfindung ist es nun möglich, ein granuliertes Futtermittel
herzustellen, das sich zur Aufnahme durch kleine Tiere eignet, das ein Fließverhalten
zeigt, das dem herkömmlicher Futtermittel ähnlicher Korngröße, die durch Aufbrechen
von Pellets hergestellt wurden, überlegen ist.
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Insbesondere liefert die Erfindung ein Futtermittel, das sich zur
Aufnahme durch kleine Tiere eignet, abgerundete Granula praktisch gleichförmiger
Zusammensetzung aufweist, wobei wenigstens 90 Gew.-% der Granula eine Maximalabmessung
von wenigstens 300 ßm aufweisen, aber nicht mehr als 10 Gew.-% der Granula eine
Maximalabmessung über 2000 ßm haben, das demzufolge ein Fließverhalten nicht schlechter
als 2, nach den hier beschriebenen Fließtests bestimmt, zeigt.
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Die Erfindung bietet ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Futtermittels,
das sich zum Füttern kleiner Tiere eignet, deren Kost Granula mit einer Maximalabmessung
im Bereich von 300 bis 2000 iim aufweisen muß, wobei ein Taumelbett feinzerteilter,
im wesentlichen fester Futtermittelbestandteile mit einer mittleren Teilchengröße
(Rosin-Rammler) nicht über 500 ßm durch Auf sprühen einer wässrigen Lösung eines
nicht-toxischen polymeren Materials agglomeriert und das anfallende granulierte
Produkt -(wenn nötig) auf einen Feuchtigkeitsgehalt von unter 15 Gew.-% getrocknet
wird.
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Durch Anwendung eines solchen Verfahrens ist es möglich, ein Futtermittel,
wie im vorhergehenden Abschnitt definiert, herzustellen.
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Mit dem Ausdruck "gerundete Granula " ist gemeint, daß die Granula
sich überwiegend einer kugeligen Form nähern, in anderen Worten, wenngleich kaum
viele der Granula wirklich sphärisch oder kugelig sind, so haben doch nur wenige,
wenn überhaupt, irgendwelche wesentlich winkeligen Oberflächen, und so besitzt wenigstens
die Masse der Granula einen gut
gerundeten Querschnitt in jeder
Dimension.
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Im Hinblick auf die praktisch gleichförmige Zusammensetzung, die in
den einzelnen Granula in einem erfindungsgemäßen Futtermittel gefordert wird, wenn
ein Futtermittel kleine, aus verschiedenen Bestandteilen hergestellte Granula aufweist,
ist es natürlich unrealistisch, zu erwarten, daß jedes einzelne Körnchen jeden Bestandteil
enthält, und insbesondere jeden Bestandteil in den Anteilen, in denen solche Bestandteile
im Futtermittel insgesamt auftreten. Dennoch kann die Erfindung zur Herstellung
eines Futtermittels verwendet werden, in dem wenigstens 50 Gew.-% der Granula einzeln
jeden Hauptbestandteil der Zusammensetzung enthalten. So stellen wenigstens 50 Gew.-%
der Granula einzeln eine "Maulfüllung" Futter dar, das nicht völlig unausgeglichen
ist.
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Vorzugsweise erfüllen wenigstens 70 % und idealerweise wenigstens
90 Gew.-t der Granula jeweils einzeln dieses Erfordernis. Im Hinblick auf das Problem,
auf das man bei herkömmlichen Futtermitteln stößt, daß sich nämlich die Fließeigenschaften
mit abnehmender mittlerer Teilchengröße verschlechtern, ist es von Bedeutung, daß
die Erfindung noch Futtermittel mit guten Fließeigenschaften zu liefern vermag,
wenn wenigstens 80 Gew.-% der Granula eine Maximalabmessung nicht über 1400 ijm
haben, und selbst wenn wenigstens 80 Gew.-% der Granula eine Maximalabmessung nicht
über 1000 ßm haben.
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Eine wesentliche Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Futtermittel
mit gerundeten Granula praktisch gleichförmiger Zusammensetzung, das keine Granula
mit einer Maximalabmessung von 1000 ßm oder höher und nicht mehr als 10, vorzugsweise
nicht mehr als 5 Gew. -% Granula mit einer Maximalabmessung von weniger als 300
Fm aufweist und das eine Fließleistung von nicht schlechter als 2 zeigt.
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Durch die Schaffung von Futtermitteln mit verbesserten Fließeigenschaften
ist die Erfindung von besonderem Vorteil im Zusammenhang mit Futtermitteln, die
gewöhnlich für Fische vorgesehen sind und wenigstens 5 und insbesondere wenigstens
10
Gew.-% öl enthalten. Ein Teil oder alles öl kann aufgrund der Verwendung ölhaltigen
Fischmehls als Bestandteil des Futtermittels zugegen sein. Eine wichtige Ausführungsform
der Erfindung ist ein Futtermittel mit wenigstens 30 und vorzugsweise wenigstens
50 Gew.-& Fischmehl. Enthält das Fischmehl selbst 5 oder mehr Gew.-% öl, führt
die Erfindung noch zu einem körnigen Produkt mit ausgezeichneten Fließeigenschaften.
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Zur Herstellung eines Granulums praktisch gleichförmiger Zusammensetzung
und geringen Durchmessers muß die Teilchengröße, auf die die einzelnen festen Bestandteile
des Substrats unterteilt werden sollten, sehr viel kleiner sein. Idealerweise sollten
die Einzelkomponenten des Substrats in einer durchschnittlichen Teilchengröße nicht
über 35 % der mittleren, im Futtermittel erforderlichen Korngröße verwendet werden.
Wenn die einzelnen Komponenten des Substrats nicht auf eine angemessene Teilchengröße
fertiggemahlen eingekauft werden können, sollten sie vor der Verwendung gemahlen
werden.
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Eine im Handel erhältliche Feinmahlanlage, wie z.B. eine Schwinghammermühle,
ist für diesen Vorgang recht geeignet.
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Vorzugsweise ist die mittlere Teilchengröße (Rosin-Rammler) der Bestandteile
im Taumelbett nicht größer als 300 leim. Auch ist die mittlere Teilchengröße der
Bestandteile vorzugsweise nicht geringer als 100 iim. Als allgemeine Regel ist es
auch wünschenswert, daß die Teilchengrößenstreuung (Rosin-Rammler) irgendeines Bestandteils,
der wenigstens 30 Gew.-% des Taumelbetts ausmacht, nicht unter 0,9, vorzugsweise
nicht unter 1,0 und idealerweise nicht unter 1,2 ist. Diese sorgfältige Steuerung
bzw. Kontrolle der Teilchengröße der Hauptbestandteile im Taumelbett spielt eine
wesentliche Rolle bei der Sicherstellung guter Fließeigenschaften im Granulat.
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Die Rosin-Rammler-Teilchenanalyse ist eine Standardtechnik, und eine
gute Einführung ist in Journal of the Institute of Fuel, Oktober 1933, Seiten 29-36,
zu finden.
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Nicht alle teilchenförmigen Materialien entsprechen den
Theorien,
auf denen die Rosin-Rammler-Analyse basiert, es wurde aber gefunden, daß im Zusammenhang
mit der Erfindung die herkömmlichen, in Futtermitteln für Fische und Geflügel verwendeten
Bestandteile sich im allgemeinen in einer Weise verhalten, die sehr gut mit der
Rosin-Rammler-Theorie übereinstimmt, und so liefert in diesem Zusammenhang die Anwendung
der Rosin-Rammler-Prinzipien eine praktische Leitlinie.
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Das nicht-toxische polymere Material, das auf das Taumelbett über
die aufgesprühte wässrige Lösung aufgebracht wird, ist ein Schlüsselmerkmal der
Erfindung, da gefunden wurde, daß es eine Hauptrolle bei der Erzielung guter Ausbeuten
kleiner Granula innerhalb des erforderlichen Größenbereichs spielt.
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Verzehrbare Harze tierischen oder pflanzlichen Ursprungs können verwendet
werden, aber die nicht-toxischen polymeren Materialien können auch beispielsweise
Proteine sein, die gewöhnlich nicht als Harze anzusehen wären: Kasein ist ein gutes
Beispiel hierfür. Bevorzugte Harze sind Gelatinen und verzehrbare wasserlösliche
Polysaccharide, wie Alginate, insbesondere Natriumalginate, aber andere Harze, wie
Guarharz, Johannisbrotharz und Gummiarabicum können verwendet werden. Alternativen
sind Stärken und abgebaute Stärken, wie Dextrine, und substituierte Cellulosen,
wie Carboxyalkylcellulosen, z.B. Natriumcarboxymethylcellulosen, und Alkylcellulosen,
z.B. Methyläthylcellulosen und Methylhydroxyäthylcellulosen. Wasserlösliche synthetische
Polymere, wie Polyacrylamide, Polyacrylate, Polyvinylalkohol und Polyvinylpropylen,
können auch verwendet werden. Natürlich können alle diese handelsüblichen polymeren
Materialien in einem Molekulargewichtsbereich erhalten werden, und ihre wässrigen
Lösungen können unterschiedliche Viskositäten aufweisen. Somit ist es nicht möglich,
definitive Konzentrationsbereiche anzugeben, in denen diese Materialien in der zum
Agglomerieren eines erfindungsgemäßen Futtermittels verwendeten wässrigen Lösung
vorhanden sein sollten. An einem Extrem sollte die
Viskosität der
wässrigen Lösung natürlich nicht so hoch sein, daß es unmöglich ist, sie unter praktischen
Betriebsbedingungen zu sprühen. Andererseits wird die Mindestkonzentration durch
die Forderung diktiert, daß das Polymer in ausreichender Menge vorhanden sein sollte,
um einen merklichen Einfluß auf die Teilchengrößenverteilung des Granulats entstehen
zu lassen. Dem Fachmann wird klar sein, daß die Aufnahme eines erfindungsgemäßen
Verfahrens notwendigerweise eine Anzahl von Probeläufen erfordert, und dazu gehört
eine Überprüfung der optimalen Konzentrationen, bei denen das bestimmte, gewählte
Polymer eingesetzt werden sollte. Als Leitlinie jedoch wurde gefunden, daß für Gelatinen
und Kasein die Konzentration in den wässrigen Lösungen im allgemeinen wenigstens
3 und üblicherweise nicht mehr als 30 Gew.-t betragen muß, und ein typischer Arbeitsbereich
für diese Polymere ist 5 bis 20 Gew.-%. Für Natriumalginat beträgt die Konzentration
im allgemeinen wenigstens 0,1 und üblicherweise nicht mehr als 2 Gew.-%, mit einem
Optimalbereich von typischerweise 0,5 bis 1,5 %. Für Natriumcarboxymethylcellulose
liegt die Konzentration im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%. Vergleichsweise
kann für die synthetischen Polymeren, wie Polyacrylamide, ein Optimalbereich 30
bis 200 ppm, typischerweise 50 bis 100 ppm sein. Auch Gemische von mehreren als
einem polymeren Material können eingesetzt werden.
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Das Volumen der auf das Taumelbett aufgebrachten wässrigen Lösung
liegt im allgemeinen im Bereich von 15 bis 40 %, ausgedrückt als Gewicht des Trockenbettes.
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Im allgemeinen kann die wässrige Lösung auf das Taumelbett bei Raumtemperatur
aufgebracht werden. Für konzentrierte Lösungen bestimmter Polymere jedoch, wie Gelatine,
die bei Raumtemperatur erstarren würden, sollte die Lösung auf einer Temperatur
über dem Gelpunkt der Lösung gehalten werden. Für Gelatinelösungen ist eine Arbeitstemperatur
von etwa 600C ideal.
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Die wässrige Lösung, die auf das Substrat aufgebracht wird, kann außer
dem nicht-toxischen polymeren Material einen oder mehrere Minderbestandteile des
Futtermittels, wie Vitamine oder Medikamente enthalten.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde
gefunden, daß, wenn die Rezeptur des Futtermittels öl umfaßt, das als freies öl
eingearbeitet werden muß, es vorteilhaft ist, wenigstens einen Teil des freien öls
mit wenigstens einem Teil der wässrigen Lösung des nicht-toxischen polymeren Materials
zu einer Emulsion zu kombinieren, die auf das umgewälzte Bett während des Granuliervorgangs
aufgesprüht werden kann.
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In den meisten Fällen wird das freie öl eine Minderkomponente nur
der Emulsion sein, die daher eine öl-in-Wasser-Emulsion ist. Auf jeden Fall umfaßt
die wässrige Phase der Emulsion, ob kontinuierlich oder diskontinuierlich, die wässrige
Lösung des nicht-toxischen polymeren Materials, und daher fällt die Verwendung einer
Emulsion unter das breite Konzept der hier beschriebenen und beanspruchten Erfindung.
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Die Vorteile der Verwendung einer Emulsion sind zweifach.
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Erstens wird dadurch, daß wenigstens ein Teil des freien öls in dem
zu granulierenden Substrat eliminiert werden kann, die Handhabung des Substrats
erheblich erleichtert. Dies ist besonders nützlich, wenn eine kontinuierliche Zufuhr
des Substrats zur Granulierpfanne notwendig ist. Dieser Effekt könnte dadurch erreicht
werden, daß das öl absichtlich auf das Substrat in der Pfanne vor dem Aufbringen
der wässrigen Lösung gesprüht wird, dies würde aber zwischengeschaltete Sprühvorgänge
oder die Verwendung doppelter Sprühanlagen mit offensichtlich unerwünschten Effekten
auf die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens nach sich ziehen.
Zweitens kann der agglomerierende Einfluß des in der Emulsion verteilten öls den
Gesamtprozeß durch Senkung
des Volumens der wässrigen Lösung fördern,
die nötig ist, um ein bestimmtes Maß an Agglomeration zu erzielen, was zu geringeren
Anforderungen an die Trocknung führt.
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Die Menge an über die Emulsion zugesetztem freiem öl kann bis zu etwa
20 % betragen, ausgedrückt als Gewicht des Trockenbettes. Im allgemeinen liegt die
Menge an so zugesetztem freiem öl zwischen 1 und 15 %, ausgedrückt als Gewicht des
Trockenbettes.
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Die Emulsion kann einfach durch Mischen des öls und der wässrigen
Phase in einem Hochgeschwindigkeitsrührer hergestellt werden. Im allgemeinen wird
die wässrige Lösung des nichttoxischen polymeren Materials bevorzugt zuerst angesetzt,
die dann-als wässrige Phase bei der Herstellung der Emulsion dient. Im allgemeinen
kann eine hinreichend stabile Emulsion gebildet werden, ohne spezielle Emulgatoren
zu benötigen, weil erstens in vielen Fällen nur eine kurze Zeit zwischen der Herstellung
der Emulsion und ihrer Verwendung beim Granuliervorgang gemäß der Erfindung verstreicht
und zweitens, weil viele der erfindungsgemäß in Betracht kommenden nichttoxischen
polymeren Materialien selbst gewisse emulgierende Eigenschaften haben und so zur
Stabilisierung der Emulsion beitragen.
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Die wässrige Lösung wird auf das Substrat in Form eines Sprays oder
sehr feiner Tröpfchen aufgebracht. Die wässrige Lösung sollte unter hohem Druck
einerSprühdüse zugeführt werden, die auf das Taumelbett der Substratteilchen gerichtet
ist. Die verschiedenen Sprühdüsen der verschiedenen Hersteller werden bei unterschiedlichen
Arbeitsdrücken betrieben werden müssen, und insoweit kann hierzu kein spezieller
Rat erteilt werden. Im allgemeinen jedoch liegt der Arbeitsdruck im Bereich von
1,38 - 6,89 bar (20 - 100 psi).
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Typischerweise liegt nach dem Aufbringen der wässrigen Lösung
auf
das Substrat und nach einem angemessenen Granulationsgrad der Wassergehalt des granulierten
Futtermittels in der Größenordnung vom 20 bis 35 Gew.-%. Vorzugsweise sollte das
granulierte Futtermittel auf einen Wassergehalt von nicht größer als etwa 12 %,
idealerweise nicht größer als etwa 10 Gew.-% getrocknet werden, um das Wachstum
von Schimmelpilzen und anderen Mikroorganismen während der Lagerung zu hemmen. Das
Trocknen sollte unter milden Bedingungen geschehen, so daß Proteine und andere heikle
Bestandteile in dem Futtermittel nicht unangemessen nachteilig beeinflußt werden.
Mit dieser Maßgabe sind die zum Trocknen angewandten Techniken unkritisch.
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Das Substrat im Taumelbett kann irgendeine beliebige Kombination der
wesentlichen festen Materialien sein, die normalerweise in Fischfutter oder Geflügelfutter
eingearbeitet werden. Diese werden nachfolgend im einzelnen beschrieben. Ausserdem
kann irgendeine blkomponente in dem Substrat, wenn gewünscht, vorhanden sein, vorausgesetzt,
daß der Gesamtflüssigkeitsgehalt im Substrat vor dem Granulieren nicht so hoch ist,
daß das Substrat kein frei umwälzendes Bett bildet, wenn es in den rotierenden Granulator
gebracht wird.
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Im allgemeinen zeichnen sich Futtermittel für Fische durch einen hohen
Proteingehalt und durch einen wesentlichen Anteil öl als Energiequelle aus. Ein
typisches Fischfutter kann, auf Gewichtsbasis, wenigstens etwa 30 %, vorzugsweise
wenigstens etwa 40 % und im allgemeinen nicht mehr als etwa 80 % Protein, bis zu
etwa 40 % Kohlenhydrat, bis zu etwa 20 % öl und eine Anzahl Mineralstoffe und Vitamine,
zusammen bis zu etwa 15 % des Fischfutters, aufweisen. Beim Granulieren und insbesondere
während der nachfolgenden Trocknung sollte die Temperatur so niedrig wie möglich
gehalten werden, um eine unangemessene Denaturierung des Proteingehalts des Fischfutters
zu vermeiden. Temperaturen, die nicht über etwa 600C und vorzugsweise nicht über
etwa 500C hinausgehen, sollten angestrebt werden.
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Geeignete Proteinquellen sind z.B. Fischmehle, von denen die gebräuchlichsten
Herings- und Sardellenmehl sind, Lebermehl, ölsamenmehle, wie Sojamehl und Baumwollsamenmehl,
Einzellerproteine und Hefen, Blutmehl, Molkepulver und Magermilchpulver, Kasein,
Gelatine, Brennereinebenprodukte und Fleischmehl. Ein bevorzugtes Substrat enthält
wenigstens 40 Gew.-% Fischmehl.
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Kohlenhydrate liegen im allgemeinen als Zerealien vor, wie Weizenkeimmehl,
Weizenkleie und Weizenvollmehl, Mais, Gerste, Hirse, Hafer und Reis.
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Die verwendeten öle sind gewöhnlich pflanzliche Öle, wie Maisöl, Sojabohnenöl
und Erdnußöl, und Fischöle, wie Heringsöl, Kapelan- oder Fischmaulöl und Dorschleberöl.
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Die üblichen Mineralstoffquellen sind Knochenmehl, Dicalciumphosphat
und Kalk. Natriumchlorid und Kupfer(II)sulfat sind ebenfalls im allgemeinen vorhanden.
Außerdem sollte ein breiter Bereich an Vitaminen vorliegen, wie Vitamine A, B1 (Thiamin),
B2 (Riboflavin), B3 (Pantothensäure), B12, C, D, E und K.
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Die einzelnen Bestandteile, die zu einem Futtermittel zusammengemischt
werden, sind häufig selbst komplexe Gemische und können so zu mehreren als einer
der oben genannten Bestandteilkategorien beitragen. Es wurde bereits erwähnt, daß
Fischmehle öl enthalten können. Eine Kohlenhydratquelle, wie eine Zerealie, kann
wesentlich zum Gesamtproteingehalt des Futtermittels beitragen. Die meisten natürlichen
Bestandteile steuern Spurenelemente und Vitamine bei.
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Im allgemeinen werden Geflügelfutter aus den gleichen breiten Klassen
der Bestandteile hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Gesamtölgehalte niedriger
liegen und größere Mengen an Kohlenhydraten, wie gemahlenes Getreide, verwendet
werden.
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Bei der Herstellung eines für Geflügel bestimmten Futtermittels finden
die erfindungsgemäßen Prinzipien ebenso Anwendung wie im Falle eines Fischfuttermittels.
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Nach dem Granulieren des Futtermittels und dem zur Senkung des Wassergehalts
auf weniger als 15 Gew.-% erforderlichen Trocknen muß das Granulat gewöhnlich physikalisch
klassiert werden, um wesentliche Mengen unter- oder überdimensionierter Granula
zu entfernen. Zuweilen ist es angebracht, das Produkt in Fraktionen bestimmter Größe
aufzuteilen, insbesondere, wenn es um Fischfuttermittel geht. Beispielsweise können
Futtermittel für junge Fische, wie Lachs oder Forelle, durch Fraktionieren eines
erfindungsgemäßen Granulats in eine kleine Fraktion, worin wenigstens 80 Gew.-%
der Granula eine maximale Abmessung im Bereich von 300 bis 850 m aufweisen, und
eine große" Fraktion für etwas ältere Fische, worin wenigstens 80 Gew.-% der Granula
eine Maximalabmessung im Bereich von 850 bis 1400 oder 1700 ßm haben, erhalten werden.
Eine besonders brauchbare Ausführungsform der Erfindung ist ein Futtermittel für
Fisch, insbesondere junge Lachse oder Forellen, das gerundete Granula praktisch
gleichförmiger Zusammensetzung aufweist, wovon wenigstens 95 Gew.-% eine Maximalabmessung
von wenigstens 355 Fm, aber nicht über 850 iim haben, aber keine Granula eine Maximalabmessung
über 850 ßm aufweisen, wobei das Futtermittel einen Wert für das Fließverhalten
von nicht schlechter als 2 hat, bestimmt unter Anwendung des hier beschriebenen
Fließtests. Die Zahlenwerte 300, 355, 850, 1400 und 1700 ßm stammen von den Standard-Siebgrößen,
die zum Klassieren der Futtermittel verwendet wurden. 850 iim ist ein bequemer Grenzwert
zwischen den Fraktionen, aber das nächst engere Sieb (710 ßm) kann stattdessen verwendet
werden. Hinzuweisen ist auch auf den Umstand, daß die Art und Weise, in der das
Sieben erfolgt, die erzielten Ergebnisse beeinflussen kann, und alle in der vorliegenden
Beschreibung genannten Teilchengrößen beziehen sich auf Grössen, wie sie unter Verwendung
von Standardsieben gemäß
British Standard 1796 aus dem Jahr 1952
bestimmt wurden.
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Kommerzielle Siebvorgänge können zu Fehlern von bis zu wenigstens
5 % bei den erfaßten scheinbaren Größen führen.
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Fließverhaltenstest Automatische Abgabeeinrichtungen für Fischfutter
weisen im allgemeinen einen Vorratsbehälter auf, aus dem kleine Mengen des Futters
unter dem Einfluß der Schwerkraft fließen oder rieseln, wenn die Abgabeeinrichtung
betätigt wird. Hat das Futter ein mäßiges Fließverhalten, tritt dies zutage, weil
das Futter leicht unberechenbar durch den Behälterauslaß rieselt oder den Auslaß
"verbrüct und vollständig blockiert.
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Eine typische Fischfutterabgabeeinrichtung weist einen trichterförmigen
Behälter auf, der an oder nahe dem unteren (Auslaß) Ende mit Hilfe eines Schiebers
verschließbar ist, der ganz oder teilweise beiseite bewegt wird, wenn eine Futterfreigabe
aus dem Behälter verlangt wird. Nach dem Verlassen des Trichters kann das Futter
mit Hilfe verschiedener physikalischer Methoden verteilt werden: Das aktuelle Problem
mäßiger Rieselfähigkeit zeigt sich, bevor das Futter den Trichter verlassen hat.
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Eine Testausrüstung zur quantitativen Ermittlung des Fließ-oder Rieselverhaltens
einesFischfutters kann auf ähnlichen Prinzipien basieren und ist in den Figuren
veranschaulicht, von denen Fig. 1 einen Querschnittsaufriß einer vollständigen Testausstattung
und Fig. 2 einen seitlichen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 zeigen.
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Die Testausstattung weist einen herkömmlichen Laborfiltertrichter
1 aus Polyäthylen mit einem maximalen Durchmesser von 20 cm und einem Konuswinkel
von 600 auf, mit einem Trichteransatz
2, der 4 cm unter dem Boden
des Konus 3 weggeschnitten ist. Der Trichter 1 wird mit Hilfe einer üblichen Laborklammer
4 so gehalten, daß die Achse 5 des Trichters senkrecht steht und der Ansatz2 2 nach
unten weist. Der Ansatz 2 ist mit einem horizontal bewegbaren Schieber 6 verschlossen.
Konstruktion und Anordnung des Schiebers 6 zeigt Fig. 2. Der Schieber 6 ist langgestreckt
und hat eine etwas geringere Breite als die des Außendurchmessers des Ansatzes 2.
Der Ansatz 2 ist durch zwei enge, einander gegenüberliegende, waagerechte Schlitze
7 und 8 perforiert, die jeweils gerade groß genug sind, um zur Breite des Schiebers
6 zu passen. Zwei dünne Stege 9 und 10 bleiben im Ansatz 2 und trennen die Schlitze
7 und 8 und verbinden den Ansatz 2 über und unter den Schlitzen. Der Schieber 6
ist durch ein kreisförmiges Loch 11 mit einem geringfügig kleineren Durchmesser
als der Innendurchmesser des Ansatzes 2 durchbohrt. Der Schieber 6 wird in den Schlitzen
7 und 8 geführt, und eine Längsbewegung des Schiebers (entlang der Linie A-A) kann
das Loch 11 in den Ansatz 2 oder aus ihm heraus bringen, wodurch der Durchlaß durch
den Ansatz geöffnet oder geschlossen wird. Bei der in den folgenden Beispielen tatsächlich
verwendeten Testausstattung waren die mit dem Schieber in Zusammenhang stehenden
Abmessungen wie folgt: Schieber 38 mm x 18 mm, Lochdurchmesser 13 mm, Innendurchmesser
des Ansatzes 15 mm, Außendurchmesser des Ansatzes 23 mm.
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Eine zum halben Füllen des Trichters ausreichende Menge an granuliertem
Futtermittel wird in den Trichter bei geschlossen gehaltenem Schieber eingebracht.
Der Schieber wird geöffnet, und die Fähigkeit des Fischfutters zum Ausfließen unter
der Schwerkrafteinwirkung durch den Trichteransatz wird beobachtet.
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Das relative Fließverhalten der verschiedenen Futtermittel kann durch
einfaches Klassieren des Fliefiverhaltens nach folgender Skala ermittelt werden,
wobei die Abgabe des Trichters, wenn nötig, durch Antippen des unteren Teils des
Trichterkonus
unter Verwendung eines leichten, in der Hand gehaltenen
Werkzeugs, wie eines kleinen Laborspatels, unterstützt wird.
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Fließverhalten Bewertung Freie und nicht unterstützte Abgabe 1 vollständige
Abgabe mit nur einem erforderlichen Antippen 2 unregelmäßige Abgabe: Mehrfaches
Antippen erforderlich 3 keine nicht unterstützte Abgabe: ständiges Antippen erforderlich
4 überhaupt keine Abgabe 5 In der Praxis ist dieses Testverfahren genau und reproduzierbar,
wenngleich dies bei der papierenen Beschreibung nicht so erscheinen mag. Die Material-Ausgangsmenge
im Trichter reicht aus, um irgendeine- durch die durchführende Person über die relative,
beim Antippen des Trichters aufgewandte Kraft eingeführte Variation zu beseitigen.
Jede Neigung der getesteten Futtermittel zum Blockieren des Trichterauslasses sollte
sich lange vor dem Entleeren des Trichters zeigen. Der Test sollte natürlich korrekt
unter Verwendung eines sauberen, trockenen Trichters und unter Sicherstellung, daß
die zu testenden Futtermittel keinen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, durchgeführt
werden.
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Als Hinweis für die Bedeutung dieser Fließbewertungen mag es dienen,
daß herkömmliche Fischfutter mit Granula im Bereich von 300 bis 2000 ijm, hergestellt
durch Zerbrechen von Pellets, ein Fließverhal-tenswert von nicht besser als 3 und
üblicherweise 4 bis 5 zeigen, wenn sie dem obigen Test unterworfen werden.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung granulierter
Futtermittel gemäß der Erfindung.
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Beispiel 1 Ein Substrat wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteil Gew.-% Fischmehl (ölgehalt 9 %) 68 Magermilchpulver 13 Vitamin/Mineralstoff-Gemisch
10 verzehrbare öle 9 Das Fischmehl war mit einer Mikropul Bantam-Schwinghammermühle
auf eine mittlere Teilchengröße von 140 ijm und eine Teilchengrößenstreuung von
1,72 (Rosin Rammler) vermahlen worden, eine Siebanalyse des vermahlenen Fischmehls
lieferte folgende Werte: Teilchengröße (m) Gew.-t der Probe > 500 300-500 4 150-300
25 75-150 42 45- 75 25 < 45 4 Das Vitamin/Mineralstoff-Gemisch wurde mit der
gleichen Apparatur vermahlen. Das Magermilchpulver wurde im Handel erworben und
unvermahlen eingesetzt, da es bereits ausreichend fein war.
-
Das teilchenförmige Substrat wurde durch Mischen der obigen Bestandteile
in einem Standard-Hobart-Pulvermischer hergestellt.
-
Das Substrat wurde dann in einem Pfannengranulator von 75 cm Durchmesser
granuliert. 25 kg Substrat wurden in der Pfanne, die unter 300 zur Horizontalen
gehalten und mit etwa 20 UpM gedreht wurde, umgewälzt und 8 1 einer wässrigen Lösung,
die
18 Gew.-% Gelatine (120 Bloom grade von Croda) enthielt und
bei 600C gehalten wurde, wurden auf das Substrat mit einer Delavan-Watson WG 2006-Konusdüse
bei einem Arbeitsdruck von 4,13 bar (60 psi) gesprüht.
-
Nach dem Granulieren und Ausbringen aus der Pfanne wurde das erhaltene
Produkt bei 500C 1,75 h in einem Trogofen getrocknet, worauf der endgültige Wassergehalt
etwa 10 Gew.-% betrug.
-
Das getrocknete Produkt wurde zu den folgenden Fraktionen gesiebt:
Teilchengröße (m) Gew.-% des Produkts >2000 5 2000-1400 14 710-1400 54 355- 710
27 <355 Dies bedeutet 100%ige Ausbeute an verwertbarem Fischfutter.
-
Die 27 % unter 710 iim waren annehmbares feines Salmonidenfutter,
und die 54 % des Bereichs von 710 - 1400 ßm waren annehmbares Grobfutter für Salmoniden.
Die 19 % über 1400 ßm eignen sich zum Füttern weiter entwickelter Fische.
-
Visuelle Begutachtung des Produkts zeigte, daß über den gesamten Größenbereich
die einzelnen Granula ein sehr hohes Maß an Gleichförmigkeit der Zusammensetzung
aufwiesen. Dies wurde durch ausgezeichnete Ergebnisse bei Fütterungsversuchen bestätigt,
bei denen die Lachsbrut das Futter leicht annahm.
-
Selbst die "kleine" Fraktion (355-710 ßm) zeigte eine Bewertung von
1 bei dem oben beschriebenen Fließverhaltenstest.
-
Beispiel 2 Eine zweite Probe Fischfutter für junge Salmoniden wurde
unter Verwendung eines in der Zusammensetzung und Teilchengröße dem des Beispiels
1 identischen Substrats, aber unter Anwendung leicht modifizierter Bearbeitsbedingungen
hergestellt.
-
5 kg des Substrats wurden in einen Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser
gebracht und umgewälzt, während die Pfanne bei etwa 30° zur Horizontalen geneigt
gehalten und mit etwa 20 UpM gedreht wurde. Das Taumelbett des Substrats wurde mit
1,8 1 einer wässrigen Lösung mit 20 Gew.-% Gelatine (120 Bloom grade von Croda),
bei 600C gehalten, mit Hilfe einer Delavan-Watson WG 606-Düse, die bei einem Arbeitsdruck
von 4,13 bar (60 psi} arbeitete, besprüht.
-
Nach dem Granulieren und Ausbringen aus der Pfanne wurde das erhaltene
Produkt in einem Trogofen 1 h bei 500C getrocknet, worauf der endgültige Wassergehalt
etwa 10 Gew.-t betrug.
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Das getrocknete Fischfutter wurde zu folgenden Fraktionen gesiebt:
Teilchengröße (m) Gewichtsprozent des Produkts ;> 2000 1 2000-1400 24 710-1400
45 355- 710 25 < 355 5 Selbst die Fraktion mit der "leinen" Teilchengröße (355
bis 710 ßm) zeigte eine Bewertung von 1 beim Fließverhaltenstest.
-
Beispiel 3 Ein Substrat wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteil
Gew.-% Fischmehl (ölgehalt 7,2 %) 68 Vitamin/Mineralstoff-Gemisch 10 Magermilchpulver
13 verzehrbare öle 9 Das Fischmehl und das Vitamin/Mineralstoff-Gemisch wurden zu
einem Vor gemisch verarbeitet und durch zweimaligen Durchgang durch eine Christy-Norris-Schwinghammermühle
(Typ B/7/2) gemahlen, was dem Vorgemisch eine mittlere Teilchengröße von 300 ijm
und eine Teilchengrößenstreuung von 2,3 (Rosin-Rammler) verlieh. Das Milchpulver
und die verzehrbaren öle wurden dann mit dem vermahlenen Vorgemisch unter Verwendung
eines Standard-Hobart-Pulvermischers gemischt.
-
5 kg des Substrats wurden in einen Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser
gebracht und granuliert und unter Anwendung der Verarbeitungsbedingungen des Beispiels
2 getrocknet, mit der Ausnahme, daß anstelle der wässrigen Gelatinelösung 1,8 1
einer wässrigen Lösung mit 80 ppm Polyacrylamid (F50, Crosfields, MG 13 x 106, 20
% anionischer Charakter) bei Raumtemperatur (etwa 200C) verwendet wurden.
-
Das getrocknete granulierte Produkt hatte folgende Siebanalyse: Korngröße
(m) Gew.-% des Produkts > 2000 9,0 1700-2000 13,1 850-1700 41,7 355- 850 36,2
< 355 Die Fraktion von 355 - 850 Am zeigte eine Bewertung von 2 beim Fließverhaltenstest.Die
Fraktionen von 850-1700 m und von 1700-2000 ßm hatten Bewertungen von 1.
-
Beispiel 4 Das Verfahren des Beispiels 3 wurde wiederholt, wobei weitere
5 kg des gleichen Substrats verwendet und die gleichen Granulier- und Trocknungsbedingungen
angewandt wurden, hierbei enthielt aber die wässrige Lösung 1,5 Gew.-% Natriumalginat
(Manutex RS, eine leicht lösliche technische Qualität der Alginate Industries).
Das getrocknete granulierte Produkt hatte die folgende Siebanalyse: Korngröße (m)
Gew.-% des Produkts > 2000 5,0 1700 - 2000 15,5 850 - 1700 54,0 355 - 850 24,7
< 355 0,8 Die Fraktion von 355 - 850 iim hatte eine Bewertung von 2 beim Fließverhaltenstest
und die größeren Fraktionen eine Bewertung von 1.
-
Beispiel 5 Weitere 5 kg des Substrats des Beispiels 3 wurden unter
den gleichen Bedingungen granuliert und getrocknet, aber unter Verwendung einer
wässrigen Lösung mit 1 Gew.-% eines hochreinen Natriumalginats von Nahrungsmittelqualität
(Manucol KMF der Alginate Industries). Dieses getrocknete und granulierte Produkt
hatte folgende Siebanalyse: Korngröße (m) Gew.-t des Produkts > 2000 6,0 1700
- 2000 13,0 850 - 1700 45,8 355 - 850 34,9 < 355 0,3
Jede Fraktion
im Bereich von 355 - 2000 ßm hatte eine Bewertung von 1 beim Fließverhaltenstest.
-
Beispiel 6 Ein in Zusammensetzung und Teilchengröße dem in Beispiel
1 verwendeten Substrat identisches Substrat wurde unter den folgenden Verarbeitungsbedingungen
in ein granuliertes Futtermittel überführt: 5 kg des Substrats wurden in einen Pfannengranulator
von 50 cm Durchmesser gebracht und bei einer Pfannenneigung von etwa 300 zur Horizontalen
und etwa 20 UpM umgewälzt. Das Substrat wurde mit 1,8 1 einer wässrigen Lösung mit
5 Gew.-% Gelatine (120 Bloom grade vcnnCroda) bei 600C gehalten, unter Verwendung
einer Delavan-Watson WG 356-Konusdüse bei einem Arbeitsdruck von 2,76 bar (40 psi)
besprüht. Das granulierte Produkt wurde in einem Trogofen bei 500C auf einen Wassergehalt
von etwa 10 Gew.-% getrocknet und zu folgenden Fraktionen gesiebt: Korngröße (m)
Gew.- des Produkts > 2000 0,4 2000 - 1400 8,5 850 - 1400 18,9 355 - 850 72,2
(355 Die Fraktion von 355 - 850 ßm zeigte eine Bewertung von 1 beim Fließverhaltenstest.
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Beispiel 7 Ein Substrat folgender Zusammensetzung wurde hergestellt:
Bestandteil
Gew. % Fischmehl (ölgehalt 4,2 %) 68 Vitamin/Mineralstoff-Gemisch 10 Magermilchpulver
13 verzehrbare öle 9 Das Fischmehl und das Vitamin/Mineral stoff-Gemisch wurden
beide unter zweimaligem Durchgang durch eine Christy-Norris-Schwinghammermühle (Typ
B/7/2) gemahlen, und das gemahlene Fischmehl hatte eine mittlere Teilchengröße von
290 Am und eine Teilchengrößenstreuung von 2,6 (Rosin-Rammler). Die Substratbestandteile
wurden in einem Standard-Hobart-Pulvermischer gemischt.
-
5 kg dieses Substrats wurden unter Anwendung einer der des Beispiels
6 genau analogen Arbeitsweise granuliert. Das getrocknete und granulierte Produkt
hatte folgende Siebanalyse: Korngröße (m) Gew.-% des Produkts >2000 ,° 1400 -
2000 17,5 850 - 1400 21,4 355 - 850 58,1 <355 3,0 Die Fraktion von 355 - 850
ßm zeigte eine Bewertung von 2 beim Fließverhaltenstest, die Fraktionen mit größerer
Granulatgröße hatten Bewertungen von 1.
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Beispiel 8 Weitere 5 kg des in Beispiel 7 verwendeten Substrats wurden
unter Anwendung der Arbeitsweise des Beispiels 6 granuliert und getrocknet, mit
der Ausnahme, daß anstelle der Gelatinelösung 1,8 1 einer wässrigen Lösung mit 1
Gew.-% Natriumcarboxymethylcellulose (Courlose F350 von Courtaulds), bei
600C
gehalten, verwendet wurden. Das getrocknete und granulierte Produkt hatte die folgende
Siebanalyse: Korngröße (m) Gew.-t des Produkts > 2000 1,0 1400 - 2000 9,1 850
- 1400 . 32,4 355 - 850 55,3 2,2 Die Fraktion von 355 - 850 ßm erhielt eine Bewertung
von 2 beim Fließverhaltenstest,die groberen Fraktionen jeweils eine Bewertung von
1.
-
Beispiele 9 und 10 Zwei 5 kg-Proben des in Beispiel 1 verwendeten
Substrats wurden jeweils in einem um 300 zur Horizontalen geneigten, mit etwa 20
UpM drehenden Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser granuliert. Die in jedem Falle
verwendete Agglomerierlösung waren 2 1 einer wässrigen Lösung mit 5 Gew.-% Kasein
bei Raumtemperatur. In jedem Falle war der Arbeitsdruck 2,76 bar (40 psi), aber
die Arbeitsweisen unterschieden sich insofern, als in Beispiel 9 eine Delavan-Watson
WG 356-Düse verwendet wurde, in Beispiel 10 eine Delavan-Watson WG 606-Düse. Nach
dem Granulieren wurde das Produkt in jedem Fall 1 h bei 500C getrocknet. Die folgenden
Siebanalysen der beiden erhaltenen Produkte veranschaulichen die Tatsache, daß die
Korngrößenverteilung des Produkts durch Wahl unterschiedlicher Düsenspezifikationen
variiert werden kann:
Korngröße (m) Gew.-% des Produkts Beispiel
Beispiel 9 Beispiel 10 >1400 9,5 4,5 850 - 1400 5,7 11,2 500 - 850 20,0 50,4
355 - 500 58,1 25,5 <355 6,7 8,4 In beiden Beispielen hatte die kombinierte Fraktion
von 355 - 850 gm eine Bewertung von 1 beim Fließverhaltenstest.
-
Beispiel 11 Alle vorhergehenden Beispiele wurden unter Anwendung eines
Ansatz-Verfahrens durchgeführt, aber die Erfindung kann auch ebenso wirksam unter
Anwendung kontinuierlichen" Betriebs praktiziert werden, wie dieses Beispiel veranschaulicht.
-
Ein 30 kg-Substratvorrat, in jeder Hinsicht identisch mit dem in Beispiel
1 verwendeten, wurde hergestellt, zusammen mit 10 1 einer wässrigen Lösung mit 1
Gew.-% Natriumalginat (Alginate KMF) zur Verwendung als Agglomerierflüssigkeit.
Ein Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser, auf einen Winkel von 300 zur Horizontalen
eingestellt und mit 20 UpM betrieben, wurde mit einer automatischen Standard-Substrat-Zuführeinrichtung
ausgestattet. Der Sprühkopf wurde mit einer Delavon-Watson WG 606-Düse versehen,
der die Alginatlösung mit einem Arbeitsdruck von 4,13 bar (60 psi) zugeführt werden
konnte.
-
Die Düse war gegen den Pfannenboden von der "5 Uhr" -Stellung relativ
zum Pfannenrand gerichtet.
-
Eine Substrat-Ausgangsmenge von 5 kg wurde in die rotierende Pfanne
gebracht. Aus Erfahrung war bekannt, daß 1,8 1 dieser besonderen Agglomerierlösung
ein gut granuliertes Produkt aus 5 kg Substrat unter diesen Bedingungen liefern
würden,so wurde
diese Menge der Lösung anfangs auf das Taumelbett
gesprüht.
-
Als sich zeigte, daß das Granulieren der Ausgangsmenge zufriedenstellend
ablief, wurden die Substrat-Zuführeinrichtung und der Sprühkopf auf kontinuierlichen
Betrieb geschaltet, wobei die Zugabegeschwindigkeit des Substrats zur Pfanne zur
Zugabegeschwindigkeit der Lösung passend eingestellt wurde, d.h. etwa 5 kg/1,8 1.
Das granulierte Produkt wurde vorne aus der Pfanne ausgebracht und zu einem Trockenofen
bei 500C geführt. Nach etwa 20 min kontinuierlichen Betriebs war die gesamte Lösung
verbraucht, und die Substratzugabe wurde gestoppt. Die verbrauchte Substratmenge
betrug 27,5 kg.
-
Eine wahllos ausgewählte Probe des granulierten, getrockneten Produkts
wurde gesiebt und lieferte die folgenden Fraktionen: Korngröße (m) Gew.-% des Produkts
> 2000 1400 - 2000 24,6 850 - 1400 42,0 355 - 850 31,4 <355 2,0 Das Fehlen
von Granula über 2000 ßm veranschaulicht ein Merkmal des kontinuierlichen Betriebs:
Es führt zu einem Produkt mit engerer Teilchengrößenstreuung und einem geringeren
Anteil an übergroßen Granula . Während des kontinuierlichen Betriebs gelangen große
Teilchen nach vorne in der Pfanne und gelangen hinaus, so daß der Granulator tatsächlich
selbst klassiert und eine geringere Neigung zur Bildung unzulässig großer Teilchen
besteht, während eine solche Bildung beim ansatzweisen Betrieb vorkommen kann, wenn
das granulierte Produkt in der Pfanne verbleibt.
-
Jede Hauptfraktion des granulierten Produkts erhielt eine Bewertung
von 1 beim Fließverhaltenstest.
-
Beispiel 12 Das kontinuierliche Verfahren des Beispiels 11 wurde wiederholt,
mit den Ausnahmen, daß die verwendete wässrige Lösung eine 5 gew.-%ige Gelatine
(120 Bloom grade von Croda)-Lösung, bei 600C gehalten und unter 2,76 bar (40 psi)
dem Taumelbett mit einer Geschwindigkeit von 1,9 1/5 kg Substrat zugeführt, war.
Das getrocknete und granulierte Produkt hatte die folgende Siebanalyse: Korngröße
(m) Gew.-% des Produkts >2000 1400 - 2000 12 850 - 1400 24 355 - 850 60 <355
4 Wieder ist das Fehlen von Granula über 2000 «m ein Merkmal.
-
Jede der Hauptfraktionen hatte eine Bewertung von 1 beim Fließverhaltenstest.
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Beispiel 13 Dieses Beispiel veranschaulicht die technischen Vorteile
der Erfindung im Vergleich mit einem dem Verfahren der GB-PS 1 226 799 analogen
Verfahren, wobei Wasser alleine als Agglomerierflüssigkeit verwendet wurde.
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Ein Substrat wurde hergestellt, indem zuerst 2 Gew.-Teile Fischmehl
mit einem ölgehalt von 10,3 Gew.-t mit einem Gewichtsteil Fischmehl mit einem ölgehalt
von 3,9 Gew.-% gemischt, das Fischmehlgemisch in einer Christy-Norris-Schwinghammermühle
(Typ
B/7/2) zu einer mittleren Teilchengröße von 300 ßm und einer Teilchengrößenstreuung
von 1,5 (Rosin-Rammler) vermahlen und dann das vermahlene Fischmehlgemisch in einer
Substratrezeptur, wie in den vorherigen Beispielen, verwendet wurde, nämlich Bestandteil
Gew.-% Fischmehlgemisch 68 Vitamin/Mineralstoff-Gemisch 10 Magermilchpulver 13 verzehrbare
öle 9 Zwei 5 kg-Ansätze des Substrats wurden wie folgt granuliert: Beim ersten Granulieren
wurde das Substrat in einen Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser, 300 zur Horizontalen
geneigt und mit etwa 20 UpM umlaufend, gebracht und mit 1,6 1 einer wässrigen Lösung
mit 15 Gew.-% Gelatine (120 Bloom grade von Croda), bei 600C gehalten, mit Hilfe
einer Delavan-Watson WG 606-Düse bei einem Arbeitsdruck von 4,13 bar (60 psi) besprüht.
Das granulierte Produkt wurde in einem Trogofen bei 500C auf einen Wassergehalt
von etwa 12 Gew.-* getrocknet.
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Beim zweiten Granulieren war die angewandte Arbeitsweise identisch,
mit der Ausnahme, daß anstelle der Gelatinelösung 1,6 1 reines Wasser von Raumtemperatur
(etwa 200C) verwendet wurden.
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Die beiden getrockneten Produkte hatten die folgenden Siebanalysen:
KorngröBe
(m) Gew.-% des Produkts Beispiel 13 Vergleich >2000 3,3 10,5 1400 - 2000 3,7
4,0 850 - 1400 33,3 17,9 355 - 850 58,3 32,0 < 355 1,4 35,6 Diese Siebanalysen
zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu einer viel höheren Ausbeute an Granula
in den Zielbereichen von 355 - 850 rm und 850 - 1400 µm führte. In dem Vergleichsbeispiel
ist ein unerwünscht hoher Anteil an übergroßen Granula ( > 2000 ßm) und ein unannehmbar
hoher Anteil an Feinteilchen ( < 355 Fm) vorhanden, die in den Kreislauf zurückgeführt
werden müßten, da dies weitgehend nicht agglomeriertes Material darstellt, da die
mittlere Teilchengröße des Substrats etwa 300 gen betrug. Somit ist das Vergleichsverfahren
eindeutig unwirksam und vergeudend.
-
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden noch deutlicher
demonstriert, wenn die beiden Produkte den Fließverhaltenstest unterworfen wurden
Die Fraktion von 355 -850 rm des Beispiels 13 erhielt eine Bewertung von 2, aber
die des Vergleichsbeispiels hatte eine Bewertung von nur 4 und wäre auf dieser Basis
in einer automatisch arbeitenden Fütterungseinrichtung nahezu unbrauchbar.
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Beispiel 14 Ein Substrat wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteil Gew Teile Fischmehl (Ulgehalt 4 %) 68 Magermilchpulver 13 Vitamin/Mineral
stoff-Gemisch 10
Das Fischmehl war unter Verwendung einer Schwinghammermühle
zu einer mittleren Teilchengröße von 196 ßm und einer Teilchengrößenstreuung von
2,24 (Rosin-Rammler) vermahlen worden, worauf eine Siebanalyse des vermahlenen Fischmehls
die folgenden Werte lieferte: Teilchengröße (m) Gew.-% der Probe >500 250 - 500
23 150 - 250 21 106 - 150 38 9106 18 Das Vitamin/Mineralstoff-Gemisch wurde unter
Verwendung der gleichen Apparatur gemahlen. Das Magermilchpulver wurde im Handel
erworben und unvermahlen verwendet, da es bereits fein genug war.
-
Das teilchenförmige Substrat wurde durch Mischen der obigen Bestandteile
in einem Standard-Hobart-Pulvermischer hergestellt.
-
Eine Emulsion wurde durch Mischen von 1,9 1 einer wässrigen Lösung
mit 0,5 Gew.-% Natriumalginat (Manucol KMF der Alginate Industries) mit 450 g eines
50:50-Gemischs aus Dorschleberöl und Sojabohnenöl in einem Silverson-Homogenisator
hergestellt. Die Emulsion bleibt etwa 12 h stabil.
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Das Substrat wurde in einem Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser
granuliert. Ein Ansatz von 4,55 kg Substrat wurde in der Pfanne umgewälzt, die 300
zur Horizontalen geneigt gehalten und mit etwa 20 UpM betrieben wurde, und die gesamte
Emulsion wurde auf das Substrat mit Hilfe einer Delavan-Watson 606-Konusdüse bei
einem Arbeitsdruck von 4,13 bar (60 psi) gesprüht.
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Nach dem Granulieren und Austragen aus der Pfanne wurde das erhaltene
Produkt 1,5 h bei 600C in einem Trogofen getrocknet, worauf der endgültige Wassergehalt
etwa 10 Gew.-% betrug.
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Das getrocknete Produkt wurde gesiebt und lieferte die folgenden Fraktionen:
Teilchengröße (m) Gew.-t des Produkts >1700 850 - 1700 15 355 - 850 62,5 <
355 22,5 Obgleich das Gesamtprodukt eine erhebliche Menge (22,5 %) unterdimensionierter
Granula enthielt, weil der Ansatz nicht voll optimiert gefahren wurde, wurde eine
gute Ausbeute an "kleinteiligem" Salmonidenfutter (355 - 850 Fm) erhalten, und die
15 % im Bereich von 850 - 1700 ßm waren annehmbares "großteiliges" Salmonidenfutter.
-
Die visuelle Begutachtung der kleinteiligen und großteiligen Produkte
zeigte, daß die einzelnen Granula ein sehr hohes Maß an gleichmäßiger Zusammensetzung
aufwiesen.
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Die kleinteiligen und großteiligen Fraktionen erhielten beide eine
Bewertung von 2 bei dem oben beschriebenen Fließverhaltenstest.
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Beispiel 15 Eine weitere Probe des in Beispiel 14 verwendeten Substrats
wurde in einem kontinuierlichen Betrieb unter Verwendung einer Emulsion als Agglomeriermedium
granuliert.
-
Insgesamt 9 kg Substrat standen zur Verfügung e und 5 kg davon
wurden
als Ausgangsmenge in den Pfannengranulator von 50 cm Durchmesser gebracht. Der Rest
des Substrats wurde in einem zylindrischen Kunststofftrichter gehalten, der mit
einem drehbaren Rührer versehen war. Der Trichterinhalt konnte dem Pfannengranulator
über einen Schneckenförderer zugeführt werden, der mit einer Geschwindigkeit von
etwa 75 kg/h zuführen konnte.
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Die Emulsion wurde durch Mischen von 3,2 1 einer wässrigen Lösung
mit 0,5 Gew.-% Natriumalginat (Manucol KMF) mit 900 g eines 50:50-Gemischs aus Dorschleberöl
und Sojabohnenöl hergestellt.
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Die Pfanne des Granulators wurde auf einen Anfangswinkel von etwa
340 zur Horizontalen eingestellt und mit 20 UpM gedreht.
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Der Granulator-Sprühkopf wurde mit einer Delavon-Watson WG 606-Düse
versehen, der die Emulsion mit einem Arbeitsdruck von 4,13 bar (60 psi) zugeführt
werden konnte. Die Düse wurde gegen den Boden der Pfanne von der "5-Uhr"-Stellung
relativ zum Pfannenrand gerichtet.
-
Aus der durch Beispiel 14 gewonnenen Erfahrung war bekannt, daß etwa
1,9 1 Emulsion zum Agglomerieren der Pfannenausgangsmenge benötigt würden, und diese
Emulsionsmenge wurde auf das Substrat gesprüht. Dann wurde das Sprühen beendet,
und die Pfanne wurde weiter gedreht, bis Granula von etwa der richtigen Größe (850
- 1700 Fm) am vorderen Ende des sich umwälzenden Substratbettes erschienen. Dies
geschah nach etwa 4,5 min. Der Winkel der Pfanne wurde auf 300 eingestellt,und der
Substratförderer und der Sprühkopf eingeschaltet. Das Granulat lief über den Pfannenrand
und wurde aufgefangen und wie in Beispiel 1 getrocknet. Der "kontinuierliche" Lauf
dauerte etwa 5 min, worauf das gesamte verbliebene Substrat in die Pfanne gegeben
worden war.
-
Das Granulat aus der ersten Minute der kontinuierlichen Abgabe wurde
verworfen. Das während der zweiten Minute abgegebene Produkt, als das Verfahren
gut eingelaufen zu sein schien, wurde als typisch betrachtet und der Siebanalyse
und dem Fließverhaltenstestunterworfen, mit den folgenden Ergebnissen: Teilchengröße
(m) Gew.-% des Produkts > 1700 27 850 - 1700 49 355 - 850 20 <355 4 Wie aus
dieser Siebanalyse zu ersehen, wurde nur eine sehr geringe Menge an unterdimensionierten
Granula erzeugt und eine ausgezeichnete Ausbeute an Granula in "kleinem" und "großem"
Größenbereich gebildet.
-
Sowohl die "kleinteiligen" als auch die "groBteiligen" Granula erhielten
im Fließverhaltenstestdie Bewertung 2.
-
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