Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur Optimierung der Zerkleinerung bei der Herstellung pelletierten Mischfutters

Die Größenverteilung der Primärpartikel ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Mischfuttermitteln. Sie wird durch die Vermahlung der Rohwaren sowie durch die bislang nicht zu steuernde Nachzerkleinerung beim Pelletieren beeinflusst. Mit Hilfe systematischer Untersuchungen soll die Nachzerkleinerung definiert werden, um sie mit der vorausgehenden Vermahlung zu einem aus zwei Teilschritten bestehenden und im Hinblick auf die Partikelgrößenverteilung zu steuernden Gesamtzerkleinerungsprozess zu kombinieren.

Den experimentellen Arbeiten ist die Erprobung und Validierung eines Verfahrens zur Ermittlung der Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugungsspektrometrie vorangestellt, das weit schneller und weniger arbeitsaufwändig ist als die üblicherweise eingesetzte Nasssiebung. Zur grundlegenden Untersuchung der Abhängigkeit des Nachzerkleinerungseffekts von der Partikelgrößenverteilung des zuvor vermahlenen Produkts werden Weizen und Gerste zu Produkten unterschiedlicher Feinheit vermahlen, konditioniert und pelletiert. Anschließend wird die Übertragbarkeit der mit einer Presse im Labormaßstab ermittelten Daten auf größere Ring- und Flachmatrizenpressen sowie auf die Verarbeitung von Mischfuttermitteln überprüft.

Die angestrebten Ergebnisse umfassen detaillierte Erkenntnisse zum Zusammenhang zwischen der Intensität der Rohwarenvermahlung und der Nachzerkleinerung beim Pelletieren sowie zum energetischen Optimum des Gesamtzerkleinerungsprozesses bei der Herstellung pelletierten Mischfutters. Sie werden es den überwiegend kleinen und mittleren Unternehmen der Mischfutterbranche ermöglichen, die Rohwarenvermahlung im Hinblick auf die im pelletierten Futter angestrebte Partikelgrößenverteilung zu optimieren. Damit ist es ihnen möglich, die von Veterinären und Nutztiermästern geforderten Partikelstrukturen herzustellen und zugleich den Energiebedarf für die Zerkleinerung zu reduzieren.

Ergebniszusammenfassung:

• Die Untersuchungsergebnisse ermöglichen eine wesentlich genauere Bewertung der Primärpartikelgrößenverteilung von Mischfutterpellets. Aus dem Vergleich der Nass- und Trockensiebungsresultate geht hervor, dass aus der Nasssiebung der agrarischen Komponenten sowohl höhere Fein- als auch höhere Grobanteile resultieren.

• Aus den experimentellen Untersuchungen ist der maßgebliche Einfluss von drei Parametern auf die Intensität der Nachzerkleinerung beim Pelletieren abzulesen. Die Nachzerkleinerungsintensität steigt mit abnehmendem Matrizenbohrungsdurchmesser und mit zunehmender Matrizenstärke. Mit zunehmendem Sattdampfzusatz beim Konditionieren lässt sie sich reduzieren, womit der Futtermittelhersteller einen wesentlichen Einfluss auf die unerwünschte Nachzerkleinerung nehmen kann.

• Obwohl die Intensität der Nachzerkleinerung mit zunehmender Partikelgröße im Mehlfutter steigt, bleiben unterschiedliche Tendenzen in der Primärpartikelgrößenverteilung beim Pelletieren erhalten.

• Grundsätzlich sind Tendenzen zu erkennen, dass ein Mehraufwand an Zerkleinerungsenergie bei der Vermahlung von Futtermitteln mit einem geringeren Energiebedarf beim Pelletieren einhergeht. Die angestrebte Ermittlung des Anteils an Zerkleinerungsenergie beim Pelletieren war aufgrund von sich überschneidenden Effekten nicht möglich.

• Für die durch eine Ring- und eine Flachmatrizenpresse (jeweils Technikumsmaßstab) bewirkte Nachzerkleinerung wurden keine maßgeblichen Unterschiede ermittelt. Eine wesentlich intensivere Nachzerkleinerung trat bei Referenzuntersuchungen mit einer Labor-Flachmatrizenpresse auf. Diese dürfte auf den wesentlich kleineren Radius der Kollerbahn und die damit verbundenen erheblich größeren Scherkräfte zurückzuführen sein.

• In gewerblich hergestellten pelletierten Geflügelfuttern wurde eine vergleichsweise geringe Nachzerkleinerung der Primärpartikel festgestellt, die durch die intensive Konditionierung und den Fettgehalt der Futtermittel begründet sein sollte.