DE3309770C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dosieren, Messen und Mischen von Futtermittel-Bestandteilen, bestehend aus schüttfähigen Trockenstoffen und Flüssigkeit, bei der Herstellung von schüttfähigen Futtermitteln.

Aus der DE-OS 29 14 715 ist eine Einrichtung zum Zubereiten von pumpfähigem Viehfutter bekannt. Um zu dem pumpfähigen Viehfutter zu kommen, wird Silage aus einem Hochbehälter mittels einer Austrageeinrichtung einem Vormischbehälter zugeführt. Dieser Vormischbehälter wird zusätzlich über eine Rohrleitung mit Wasser befüllt, das der Verdünnung der Silage dient. Die so verdünnte Silage wird dann in ein Mahlwerk gepumpt und gelangt von diesem Mahlwerk als Flüssigfutter in einen Futtermischbehälter. Es ist eine Fördereinrichtung vorgesehen, mittels der aus einem Mehlsilobehälter dem Flüssigfutter trockene Futteranteile beigemengt werden. Dieses Gemisch wird in dem Futtermischbehälter durcheinandergerührt. Das so gewonnene Flüssigfutter wird dann über eine Futterförderleitung 6 in die Futtertröge, beispielsweise bei der Schweinemast, gepumpt.

Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die über eine Wägeeinrichtung und einen Meßwertgeber das Gewicht des Futtermischbehälters und damit dessen gesamten Inhalt überwacht. Die Gewichtsüberwachung erfolgt stets nur über den Gesamtinhalt des Futtermischbehälters, nicht jedoch bei den einzelnen Substanzen. Damit ist die Überwachung außerordentlich ungenau.

Ist wie bei dem Stand der Technik nach der DE-OS 29 14 715 der Trägerstoff eine Flüssigkeit, dann handelt es sich beim Endprodukt ebenfalls um ein flüssiges Endprodukt, das dann pumpfähig bleibt, auch wenn Trockenstoffe zugeführt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Dosieren, Messen und Mischen von Futtermittel-Bestandteilen zu schaffen, das die Einhaltung der gewünschten Rezeptur durch exakte Gewichtsbestimmung und eine gleichmäßige, klumpenfreie Verteilung aller Flüssigstoffe gestattet und das eine problemlose und rasche Umstellung einzelner Mischbestandteile in einem vollautomatischen, kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Betrieb zur Herstellung eines schüttfähig bleibenden Trockenfutters ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe ist mittels eines Verfahrens gelöst, bei dem

• - die schüttfähigen Trockenstoffe zu einem schüttfähigen Trägerstoff vorgemischt werden,
• - der Trägerstoff auf eine Fördereinrichtung aufgegeben wird,
• - die Fördereinrichtung den Trägerstoff einem hochtourig laufenden Mischer bei Mengenerfassung in Gewicht pro Zeiteinheit dosiert zuführt,
• - parallel dazu die Flüssigstoffe mittels einer Dosierpumpe dem hochtourig umlaufenden Mischer bei einer Mengenerfassung in Gewicht pro Zeiteinheit dosiert zugeführt werden.

Ein derartiges Mischverfahren führt zu einem klumpenfreien Endprodukt, weil die einzelnen Substanzen sehr genau dosiert beigegeben werden. Die genaue Dosierung durch eine getrennte Mengenerfassung in Gewicht pro Zeiteinheit sowohl bei dem Trägerstoff als auch bei den Flüssigkeiten ist für die Herstellung einer klumpenfreien Trockensubstanz von außerordentlich großer Bedeutung.

Die Flüssigkeitsbeigabe stellt lediglich einen Benetzungsprozeß dar und das Endprodukt bleibt eine schüttbare und damit nicht klumpende Trockensubstanz.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ist-Wert der Förderleistung des vorgemischten Trägerstoffes zum hochtourig laufenden Mischer ständig ermittelt wird mittels einer ersten Meßeinrichtung, deren Ist-Meßwerte einem Regler zugeleitet werden, von dem nach einem Vergleich mit vorgegebenen Soll-Werten die Förderleistung auf den Sollwert nachgeregelt wird, und daß der Ist-Wert der Flüssigkeitszufuhr ständig von einer zweiten Meßeinrichtung ermittelt wird, deren ermittelte Ist-Werte einem zweiten Regler zugeleitet werden, von dem nach einem Vergleich mit vorgegebenen Soll-Werten die Förderleistung der Dosierpumpe auf den Soll-Wert nachgeregelt wird.

Dadurch wird die Herstellung des Trockenfutters noch exakter, da sich die Bildung einer die Trockenstoff einhüllenden Schicht sehr genau bestimmen läßt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in den Reglern durch einen Soll- und Ist- Wertvergleich Stellsignale gebildet werden, die zur Regelung der Antriebsmotoren der Fördervorrichtung bzw. Dosierpumpe eingesetzt werden, wobei beim Soll- und Ist- Wertvergleich ein Differenzsignal gebildet wird, mit dem bei Abweichungen außerhalb einer zulässigen Toleranz die Fördereinrichtungen abgeschaltet werden. In Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Differenzsignal eine Fehlermeldung veranlaßt, die als Störsignal hörbar gemacht wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit dem hochtourig laufenden Mischer nur dann zugeführt wird, wenn ein Melder meldet, daß der Trägerstoff bereits den Mischer erreicht hat. Damit wird sichergestellt, daß immer erst die trockenen Trägerstoffe im hochtourigen Mischer sind und die Flüssigkeiten gleich auf die Trägerstoffe treffen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die gewünschte Durchsatzmenge pro Zeiteinheit an Flüssigkeit an den Meßwertgebern für Flüssigkeit über einen Flüssigkeitsrückschluß zu den Dosierbehältern, die mittels Dreiwegeventilen eingeschaltet werden, eingestellt wird. Die Flüssigkeit ist so im Fluß und kann über das Dreiwegeventil spontan im richtigen Augenblick und in genau dosierter Menge dem hochtourigen Mischer zugeführt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Trägerstoff in zwei Anteilen dem hochtourigen Mischer zudosiert wird, wobei der größere Anteil vor der Zugabe der Flüssigkeit und der kleinere Anteil nach erfolgter Einmischung der Flüssigstoffe in den größeren Anteil des Trägerstoffes dem Mischer zudosiert wird. Hierdurch wird ein sogenannter Paniereffekt sichergestellt und ein Futtermittel erhalten, das das Gemisch Trägerstoff/Flüssigkeit in der Trägerstoffumhüllung enthält.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in einen kontinuierlich arbeitenden Mischer in Richtung des Austrages des Futtermittels zunächst der größere Anteil des Trägerstoffes, dann die Flüssigstoffe und schließlich der kleinere Anteil des Trägerstoffes gegeben wird. Auch dieses fördert den Paniereffekt, das Umhüllen von Trägerstoffanteilen zur Ausbildung eines Granulates.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Trägerstoff im Verhältnis von größerem zu kleinerem Anteil von 70 bis 99 zu 30 bis 1 Gew.-% zugegeben wird.

Der niedrigtourig laufende Mischer arbeitet in einem Drehzahlbereich von etwa 20 bis 200 U/min, insbesondere etwa 50 bis 150 U/min. Der hochtourig laufende Mischer wird in einem Drehzahlbereich von etwa 500 bis 1500 U/min, insbesondere etwa 700 bis 1200 U/min betrieben.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließbildes beispielsweise näher erläutert.

Für einen Futtermittelmischvorgang wird ein Trägerstoff, d. h. das Gemisch der vorgemischten Trockenstoffe, kontinuierlich in Richtung eines Pfeiles 3 in einen Vorratsbehälter 5 eingeleitet. Ist der Vorratsbehälter 5 gefüllt, dann zeigt dies ein Vollmelder 7 an, und es wird eine nicht dargestellte vorgeschaltete Mischanlage für den betreffenden Trägerstoff abgeschaltet. Ein Überfüllen wird dadurch vermieden. Aus dem Vorratsbehälter 5 wird der Trägerstoff nun an eine Fördereinrichtung 11 weitergegeben, die von einem Motor 13 in Umlauf versetzt wird. Die Fördereinrichtung 11 gibt den Trägerstoff in möglichst gleichmäßiger Schüttung in Richtung eines Pfeiles 15 an einen die Meßwerte digital oder analog anzeigenden Meßwertaufnehmer 17 einer Meßeinrichtung 19 ab. Über die Meßeinrichtung 19 und einen im freien Fallweg vorgesehenen Melder 21 gelangt der Trägerstoff dann in Richtung eines Pfeiles 23 in einen hochtourigen Mischer 25 für das Fertigfutter.

Während der Abgabe des Trägerstoffes über die Fördereinrichtung 11 an den Mischer 25 leert sich allmählich der Vorratsbehälter 5. Ist der Vorratsbehälter 5 nahezu leer, dann meldet dies ein Leermelder 9. Die Fördereinrichtung 11 wird nun angehalten, und es wird neuer Trägerstoff in Richtung des Pfeiles 3 in den Vorratsbehälter 5 nachgefüllt. Ist der Leermelder 9 wieder bedeckt, dann wird die Fördereinrichtung 11 mit einer Zeitverzögerung erneut eingeschaltet.

Anstelle des beschriebenen kontinuierlichen Förderbetriebes kann auch ein diskontinuierlicher Förderbetrieb vorgesehen sein, in dem nacheinander einzelne Chargen verarbeitet werden. Der Vorratsbehälter 5 muß in diesem Fall eine Charge fassen. Der Vollmelder 7 sorgt dafür, daß der Vorratsbehälter nur bis auf eine Höhe angefüllt werden kann, die dem Volumen einer Charge entspricht. Der Trägerstoff wird anschließend kontinuierlich in den Mischer 25 weitergeleitet, auf dem eben beschriebenen Weg über die Fördereinrichtung 11 und die Meßeinrichtung 19, bis der Vorratsbehälter 5 leer ist.

Die Befüllung des Mischers mit den einzelnen Trägerstoffen oder Chargen von Trägerstoffen soll nach Möglichkeit automatisch erfolgen, wenn auch im Bedarfsfall eine Umschaltung auf Hand möglich sein muß. Insbesondere ist darauf zu achten, daß die Fördereinrichtung 11 dem Meßaufnehmer 17 einen gleichmäßigen Materialstrom zuleitet und dafür sorgt, daß das gesamte Schüttgut auf die Meßeinrichtung 19 auftrifft. Die Größe der Meßeinrichtung ist abhängig von dem gewünschten Durchsatz.

Der Meßaufnehmer ermittelt die Durchsatzmengen des Trägerstoffes nach dessen Gewicht. Er zeigt die über die Meßeinrichtung 19 fließenden Trägerstoffmengen in kg/min. an.

Es ist wichtig, daß der Trägerstofffluß gleichmäßig ist, damit im Mischer die gewünschte gleichmäßige Mischung vollzogen werden kann. Um das zu bewerkstelligen, ist ein Regler 27 vorgesehen, der Meßsignale bzw. Istwert- Angaben von dem Meßaufnehmer 17 empfängt. Für eine opti­ male Dosierung ist weiterhin ein einstellbarer, digital oder analog anzeigender Sollwert-Geber 29 vorgesehen, an dem ein ge­ wünschter Sollwert des Trägerstoffes einstellbar ist. Dieser Sollwert wird auch von dem Regler 27 empfangen. Der Regler 27 vergleicht den Istwert vom Meßaufnahmer 17 mit dem Sollwert des Sollwert-Gebers 29 und regelt stän­ dig die Geschwindigkeit des Motors 13. Auf diese Weise wird eine sehr genaue Mengenerfassung in kg/min über den Meßaufnehmer 17 möglich. Liegt die Abweichung der zu ver­ gleichenden Meßwerte innerhalb einer zulässigen, einstell­ baren Toleranz, dann erfolgt keine Störmeldung. Weichen die Istwerte und Sollwerte jedoch darüber hinaus vonein­ ander ab, erfolgt sofort Störmeldung. Gegebenenfalls wer­ den die Fördereinrichtungen abgeschaltet.

Alle Durchsatz- und Mengenmeßwerte können ohne Schwierig­ keiten über einen zusätzlichen Drucker festgestellt und ausgedruckt werden.

Der Melder 21 in der den Trägerstoff führenden Rohrlei­ tung dient als zusätzliche Absicherung dafür, daß die Flüssigkeitszugabe erst erfolgen kann, wenn der Träger­ stoff bereits den Mischer erreicht hat. Die flüssigen Be­ standteile des Futtermittels werden dann dem Mischer zu­ geführt.

Solche Flüssigstoffe können als Geschmacksstoffe dienende Melassen, als Proteinträger ein Fett, zur besseren Fut­ terverwertung Wasser und als Konservierungsmittel Propi­ onsäure sein. Der zuzuführende Flüssigstoff wird in einem nicht dargestellten Tank auf Vorrat gehalten. Mittels einer nicht dargestellten Förderpumpe wird der Flüssig­ stoff in Richtung eines Pfeiles 31 in einen Dosierbehäl­ ter 33 gepumpt. Es ist wieder ein Leermelder 35 vorgese­ hen, der anzeigt, daß der Dosierbehälter 33 leer ist, und der die Förderpumpe einschaltet, damit der Dosierbe­ hälter 33 wieder aufgefüllt werden kann. Ein Vollmelder 37 sorgt für das Abschalten der Förderpumpe. An den Do­ sierbehälter 33 schließt sich in Richtung des Abfließwe­ ges, der durch einen Pfeil 39 gekennzeichnet ist, ein Pum­ penschutz 41 an, der angibt, ob weitere Flüssigkeit nach­ strömt. Endet der Flüssigkeitsstrom, dann schaltet der Pumpenschutz 41 automatisch eine Dosierpumpe 43, die von einem Motor 45 angetrieben wird, ab. Die Flüssigkeit wird von der Dosierpumpe 43 durch einen die Ist-Meßwerte digital oder analog anzeigender Meßaufnehmer 47 gedrückt, gelangt von dort weiter zu einem pneumatisch betätigten Dreiwegeventil 49 und im Anschluß daran an ein pneumatisch betätigtes Ab­ sperrventil 51. Stromab des pneumatisch betätigten Absperr­ ventils 51 fließt die Flüssigkeit in den Mischer 25.

Für die Flüssigdosierung ist vorgesehen, daß der Meßauf­ nehmer 47 sehr genau die Durchflußmengen in kg/min mißt. An einem einstellbaren, digital oder analog anzeigenden Sollwert-Ge­ ber 53 wird die Durchfluß-Sollmenge in kg/min eingestellt. Dieser Sollwert wird auf einen Regler 55 gegeben. Fließt durch den Meßaufnehmer 47 Flüssigkeit, dann gibt dieser Meßaufnehmer die Istwerte des Durchflusses an. Diese Istwerte werden ebenfalls über eine Verbindung 57 auf den Regler 55 übertragen.

Die Dosierpumpe 43 fördert einen gleichmäßigen Flüssig­ keitsstrom dem Meßaufnahmer 47 zu. Sie fördert und do­ siert von dünnflüssigen, über dickflüssigen bis zur Schaumbildung neigenden Medien alle Flüssigkeiten, die in Betracht kommen, selbst wenn sie einen Faser- oder Feststoffgehalt haben. Der Meßaufnehmer 47 liefert nun ohne Zeitverzögerung die Istwerte des Durchsatzes. In dem Regler werden diese Istwerte ständig mit den Soll­ werten aus dem Sollwert-Geber verglichen.

Auf einem zusätzlichen Drucker können alle Durchsatz- und Mengenwerte dokumentiert werden.

Das pneumatisch betätigte Dreiwegeventil 49 hat die Auf­ gabe, eine Messung zu ermöglichen, bevor der Trägerstoff den Mischer 25 erreicht. Die Umschaltung auf eine Rück­ flußleitung 59 zum Vorratsbehälter erfolgt zunächst bis die eingestellten Istwerte am Meßaufnehmer erreicht sind. Während dieser Zeit wird die Flüssigkeit im Kreislauf wieder in den Dosierbehälter zurückgepumpt. Ist die rich­ tige Menge pro Minute erreicht, dann wird das pneumatisch betätigte Dreiwegeventil 49 umgelegt, wenn der Trägerstoff den Mischer erreicht hat. Bei gleichzeitig geöffnetem pneumatischem Absperrventil 51 kann die Flüssigkeit in der gewünschten Menge in den Mischer eingebracht werden.

Stellt der Regler 55 Abweichungen zwischen Ist- und Soll­ wert fest, dann steuert er den Motor 45 so, daß dieser die Antriebsgeschwindigkeit der Dosierpumpe 43 verändert. Durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Motors 45 wird die Dosierpumpe eingestellt.

Liegt die Abweichung der zu vergleichenden Meßwerte in­ nerhalb einer zulässigen, einstellbaren Toleranz, dann erfolgt keine Störmeldung. Weichen die Istwerte und Soll­ werte jedoch darüber hinaus voneinander ab, erfolgt so­ fort Störmeldung. Gegebenenfalls werden die Förderein­ richtungen abgeschaltet.

Es können mehrere Dosieranlagen nebeneinander auf einen Mischer zu arbeiten. Jede für sich wird in gleicher Wei­ se entweder für die Dosierung von Trägerstoffen, Flüssig­ stoffen oder für Mischungen von Flüssigstoffen ausgelegt sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Dosieren, Messen und Mischen von Futtermittel-Bestandteilen bestehend aus schüttfähigen Trockenstoffen und Flüssigstoffen bei der Herstellung von schüttfähigen Futtermitteln, bei dem

• - die schüttfähigen Trockenstoffe zu einem schüttfähigen Trägerstoff vorgemischt werden,
• - der Trägerstoff auf eine Fördereinrichtung aufgegeben wird,
• - die Fördereinrichtung den Trägerstoff einem hochtourig laufenden Mischer bei einer Mengenerfassung in Gewicht pro Zeiteinheit dosiert zuführt,
• - parallel dazu die Flüssigstoffe mittels einer Dosierpumpe dem hochtourig umlaufenden Mischer bei einer Mengenerfassung in Gewicht pro Zeiteinheit dosiert zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert der Förderleistung des vorgemischten Trägerstoffes zum hochtourig laufenden Mischer ständig ermittelt wird mittels einer ersten Meßeinrichtung, deren Ist-Meßwerte einem Regler zugeleitet werden, von dem nach einem Vergleich mit vorgegebenen Soll-Werten die Förderleistung auf den Soll-Wert nachgeregelt wird, und daß der Ist-Wert der Flüssigkeitszufuhr ständig von einer zweiten Meßeinrichtung ermittelt wird, deren ermittelte Ist-Werte einem zweiten Regler zugeleitet werden, von dem nach einem Vergleich mit vorgegebenen Soll-Werten die Förderleistung der Dosierpumpe auf den Soll-Wert nachgeregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reglern durch einen Soll- und Ist-Wertvergleich Stellsignale gebildet werden, die zur Regelung der Antriebmotoren der Fördereinrichtung bzw. der Dosierpumpe eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Soll- und Ist-Wertvergleich ein Differenzsignal gebildet wird, mit dem bei Abweichungen außerhalb einer zulässigen Toleranz die Fördereinrichtungen abgeschaltet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit dem hochtourig laufenden Mischer nur dann zugeführt werden kann, wenn ein Melder meldet, daß der Trägerstoff bereits den Mischer erreicht hat.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzsignal eine Fehlermeldung veranlaßt, die als Störsignal hörbar gemacht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschten Durchsatzmengen pro Zeiteinheit an Flüssigstoffen an den Meßwertgebern für Flüssigkeiten über einen Flüssigkeitsrückschluß zu den Dosierbehältern, die mittels Dreiwegeventilen eingeschaltet werden, eingestellt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff in zwei Anteilen dem hochtourigen Mischer zudosiert wird, wobei der größere Anteil vor der Zugabe der Flüssigstoffe und der kleinere Anteil nach erfolgter Einmischung der Flüssigstoffe in den größeren Anteil des Trägerstoffes dem Mischer zudosiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einen kontinuierlich arbeitenden Mischer in Richtung des Austrages des Futtermittels zunächst der größere Anteil des Trägerstoffes, dann die Flüssigstoffe und schließlich der kleinere Anteil des Trägerstoffes gegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff im Verhältnis von größerem zu kleinerem Anteil von 70 bis 99 zu 30 bis 1 Gew.-% zugegeben wird.