ITPC20100008A1 - Metodo e apparato per il trattamento di prodotti granulari, cereali, farine nell'industria mangimistica - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo:

METODO E APPARATO PER IL TRATTAMENTO DI PRODOTTI GRANULARI, CEREALI, FARINE NELL'INDUSTRIA MANGIMISTICA

La presente invenzione concerne un metodo ed un apparato per il trattamento di prodotti granulari, cereali, farine nell'industria mangimistica, detto trattamento consistendo nel rivestimento di granuli con agenti filmanti o ricoprenti, e additivi in polvere o liquidi come vitamine, farmaci, enzimi ed altri prodotti di supporto al mangime. Detto metodo e detto apparato sono idonei anche per l'agglomerazione delle polveri contenute nei cereali o granuli e quelle che si generano nelle lavorazioni.

L'apparato oggetto della presente invenzione è in grado di effettuare il rivestimento di pellets o granuli, detto rivestimento potendo essere additivato con sostanze quali vitamine, farmaci, enzimi ed altri integratori per mangime. L'apparato secondo l'invenzione è in grado anche di separare la polvere dai granuli, condensandola in particelle grossolane di dimensioni tali da essere sufficientemente pesanti da sedimentare velocemente e non essere più suscettibile di essere sollevate da turbolenze d'aria.

In pratica, nell'apparato secondo l'invenzione vengono inseriti i prodotti (cereali, farine) tal quali o pressati sotto forma di pellets e vengono sottoposti al trattamento di rivestimento mediante uno speciale liquido fissante opportunamente spruzzato. Se sono presenti polveri, queste vengono separate combinando l'azione di detto speciale liquido fissante e di un getto d'aria. Detta polvere viene agglomerata in modo stabile in particelle grossolane che non hanno più effetti negativi sulle successive lavorazioni. Se al fissante utilizzato per spruzzare vengono aggiunti degli additivi liquidi o solidi come vitamine, farmaci, enzimi ed altri integratori per mangime, questi rimangono aderenti ai prodotti, eventualmente pressati sotto forma di pellets, che risultano così rivestiti.

Le tecnologie produttive note prevedono la miscelazione dei prodotti (principalmente farine, che compongono la parte principale del mangime) con gli additivi (farmaci, vitamine, enzimi ed altri) in appositi miscelatori. I vari componenti vengono dosati nelle giuste proporzioni ed inviati al miscelatore tramite sistemi di trasporto diversi come coclee, elevatori, redler, etc.

Alcuni mangimi possono essere utilizzati in farina, altri, per motivi di praticità e di digeribilità, vengono cubettati, cioè vengono pressati in modo da formare dei pellets, altri ancora possono essere soggetti ad un trattamento di estrusione.

Sia la cubettatura che l’estrusione comportano un forte riscaldamento ed una elevata pressione delle farine e dei vari additivi che compongono il mangime. Tali azioni, poiché alcuni additivi sono termolabili, riducono la stabilità e la capacità nutrizionale dei mangimi.

In tempi recenti si è cercato di risolvere il problema del degradamento di alcuni principi attivi, vitamine, enzimi ed altri prodotti soggetti a stress termico, mediante l'impiego di prodotti termoresistenti.

Il problema della resistenza al calore di tali sostanze veniva risolto, tuttavia maggiore è la protezione, minore è l’assorbimento dei principi attivi da parte degli animali, con gravi problemi ambientali dovuti all’inquinamento delle deiezioni che entrano nel ciclo produttivo delle aziende agricole come concimi organici.

Il metodo che prevede di miscelare i farmaci al mangime, provoca l’inquinamento delle linee di produzione da parte di principi attivi, con la conseguente necessità di procedere ad una pulizia molto accurata dei mezzi di trasporto e delle macchine che ne vengono a contatto.

Per quanto concerne i mangimi medicati per pesci, i pellets vengono additivati con olio di pesce in percentuali molto elevate (20÷30%), oltre che, ovviamente, con il principio attivo. L'olio tende a bagnare i pellets rendendoli fragili e comunque, nel tempo e nei periodi caldi dell’anno, l’olio migra verso l’esterno e viene rilasciato, ungendo particolarmente le pareti dei contenitori in cui si trova. Il principio attivo non protetto viene rilasciato nell’ambiente acquatico e quindi non più disponibile per le specie a cui era destinato, aumentando ovviamente l’inquinamento delle acque.

Detti inconvenienti sono stati risolti mediante un metodo proposto dalla stessa richiedente (domanda di brevetto N. .....................) che prevede di rivestire i pellets con una sostanza filmante additivata con il farmaco. In questo modo la preparazione dei pellets può essere fatta in un impianto che, non dovendo essere dedicato esclusivamente al trattamento di prodotti medicali, può essere utilizzato anche per altri scopi. Inoltre, non essendo più il farmaco e gli altri additivi mescolati con la farina, questi non vengono danneggiati dall'elevata pressione e temperatura necessarie per la preparazione dei pellets.

Un problema particolarmente rilevante nell'industria mangimistica è costituito dagli elevati quantitativi di polvere contenuta nei cereali o granuli e che si genera nelle lavorazioni. Detta polvere si produce nelle varie fasi di lavorazione dei materiali, come il trasporto, la macinazione e la miscelazione e si somma a quella già presente nei materiali stessi. La polvere, se in quantità sufficiente, crea con l'aria una miscela esplosiva che è fonte di notevole pericolo per il personale addetto alle lavorazioni e per gli impianti. Le esplosioni si verificano soprattutto nei dispositivi di trasporto (elevatori), nei silos e nei mulini, in particolar modo nei filtri.

Vari studi hanno evidenziato il meccanismo di innesco dell’esplosione di polveri nell’industria agroalimentare. In pratica devono verificarsi i seguenti eventi:

fermentazione della farina con produzione di vapori alcolici; formazione di monossido di carbonio combinato con idrogeno; accumuli di polvere con proprietà detonanti.

Le polveri diventano altamente esplosive quando, almeno in parte, hanno dimensioni inferiori ai 0,3 mm e la loro concentrazione in aria rientra nel campo di esplosività, situato nella gamma tra 20 e 100 g/m<3>.

Inoltre la velocità di sedimentazione delle polveri varia col variare delle dimensioni e ciò determina la concentrazione nell’aria. Polveri di dimensioni superiori ai 300 micron sedimentano velocemente (1,6 m/s) ed anche movimenti turbolenti dell’aria non sollevano lo strato depositato.

Le normative vigenti prevedono l’abbattimento delle polveri e l’eventuale possibilità di sfogo della sovrappressione nel caso di eventi esplosivi nei sistemi di trasporto; quest'ultimo accorgimento serve ovviamente solo a limitare i danni.

I metodi della tecnica nota non risolvono il problema in modo soddisfacente.

Un primo metodo consiste principalmente nella filtrazione e separazione della polvere dai cereali, ma non elimina il ritorno delle polveri filtrate nel ciclo produttivo, quindi non elimina il problema di una eventuale esplosione che può avvenire nei filtri o nei sistemi di trasporto.

Un secondo metodo consiste nel fissare la polvere ai granuli o ai cereali mediante l’uso di prodotti oleosi. Questo metodo richiede l'uso di una elevata quantità di olio, con costi di produzione elevati, e non permette un fissaggio della polvere duraturo nel tempo, poiché l'olio stesso viene assorbito dal granulo con la conseguenza che la polvere viene rilasciata. Inoltre, a causa dell'untuosità dei granuli, il flusso del cereale nei sistemi di trasporto viene rallentato e possono crearsi ponti o blocchi negli scarichi, con perdite di tempo nella normale produzione.

La presente invenzione permette di risolvere gli inconvenienti esposti proponendo un metodo ed un apparato conformi rispettivamente alle rivendicazioni 1 e 3.

Il metodo secondo l'invenzione prevede di disperdere i prodotti granulari, cereali, farine mediante centrifugazione, di bagnarli mediante irrorazione con un liquido fissante nebulizzato e di essiccare il tutto con d'aria calda. L'immissione di getti d'aria diretti verso l'alto durante la fase di bagnatura dei prodotti dispersi, produce l'effetto di mantenere in sospensione la povere eventualmente presente. Detta polvere rimane quindi in sospensione fino a che, per effetto del liquido fissante nebulizzato, non si agglomeri in corpuscoli sufficientemente pesanti da precipitare, vincendo la spinta verso l'alto esercitata da detti getti d'aria.

Lo stesso metodo, applicato ai granuli e con il legante, eventualmente con additivi in polvere o liquidi come vitamine, medicine, enzimi ed altri prodotti di supporto al mangime, permette di ottenere una ampia gamma di granuli rivestiti, sia per migliorare le proprietà nutrizionali dei mangimi, sia per l'impiego degli stessi a scopo terapeutico.

L'apparato secondo l'invenzione comprende una struttura in lamiera, di forma cilindrica nella parte superiore e di forma troncoconica nella parte inferiore, con la base minore rivolta verso il basso, la parte cilindrica superiore essendo chiusa in alto da un coperchio in cui è ricavata un'apertura per permettere l'ingresso dei prodotti da trattare. Detta apertura sbocca in un cono di convogliamento il quale, a sua volta, sbocca su un disco alettato posto in rotazione, detto disco alettato essendo atto a disperdere, per forza centrifuga, i prodotti da trattare. L'apparato comprende anche mezzi di spruzzatura, atti a nebulizzare un liquido fissante, che irrorano i prodotti da trattare dispersi da detto disco alettato. Detti prodotti bagnati precipitano poi nella parte troncoconica inferiore di detta struttura, dalla quale escono attraverso un'apertura ricavata nella parte inferiore di detta parte troncoconica per poter essere sottoposti ad asciugatura con aria calda.

L'apparato secondo l'invenzione prevede anche una pluralità di ugelli, posizionati sulle pareti troncoconiche inferiori, atti a fornire dei getti d'aria idonei a contrastare il moto discendente di prodotti dispersi da detto disco alettato e, quindi, a mantenere in sospensione la polvere, eventualmente presente, fino a che, per effetto del liquido fissante nebulizzato, questa non si agglomeri in corpuscoli sufficientemente pesanti da precipitare, vincendo la spinta verso l'alto esercitata da detti getti d'aria.

L'impiego di un apparato conforme all'invenzione consente di trattare prodotti granulari, cereali, farine ed altri contenenti polveri di dimensioni differenti, di separare la polvere dal granulo e di condensarla in particelle grossolane aventi dimensioni superiori ai 300 micron, conseguendo i seguenti vantaggi: la polvere separata e condensata rimane nel ciclo produttivo non creando sfridi di lavorazione;

la sedimentazione della polvere condensata avviene in tempi rapidi evitando la dispersione in aria;

il prodotto rimane fluido e scorrevole, evitando la formazione di ponti negli scarichi dei silos e nelle tramogge;

l’ambiente di lavoro, esente da alte concentrazioni di polveri fini, risulta più salutare per il personale addetto agli impianti;

sono definitivamente scongiurati i rischi di esplosione.

L'invenzione verrà ora descritta secondo una forma preferita di attuazione e con riferimento alle figure allegate, in cui:

le figure 1 e 2 sono due viste dell'apparato secondo l'invenzione

le figure 3 e 4 sono due viste dell'interno dell'apparato secondo l'invenzione.

Con riferimento alle figure allegate, con (1) è indicato un apparato conforme all'invenzione. Detto apparato comprende una struttura (2) in lamiera di forma cilindrica (2a) nella parte superiore e di forma troncoconica (2b) nella parte inferiore, con la base minore rivolta verso il basso. La parte cilindrica superiore (2a) è chiusa in alto da un coperchio (3), mentre la parte tronco conica inferiore (2b), aperta verso il basso, termina preferibilmente con una flangia (4), per favorire il collegamento della struttura (2) con il resto dell'impianto. Sul coperchio (3) è ricavata un'apertura (5) sostanzialmente circolare alla quale è collegato un tubo (6), preferibilmente provvisto di una flangia (7) nella parte superiore, per favorire il collegamento con il resto dell'impianto. Detta apertura (5) sbocca su un cono di convogliamento (8), che sbocca, a sua volta, su un disco alettato (9) ad asse verticale. Detto disco alettato (9) viene posto in rotazione da un motoriduttore (10), alloggiato sul coperchio (3), attraverso un albero di trasmissione cavo (11), il quale è collegato, nella parte inferiore, con un sistema rotante di spruzzatura (12), idoneo a nebulizzare uno speciale liquido fissante, ad esempio una sostanza zuccherina, del tipo di quelle comunemente utilizzate per la glassatura dei confetti e dei pellets stessi. Detto sistema rotante di spruzzatura (12) comprende un corpo cilindrico cavo (13), sulle pareti del quale sono posizionati degli ugelli (14), è chiuso superiormente ed inferiormente ed è collegato con detto albero cavo (11) in modo che la cavità di detto corpo cilindrico (13) sia in collegamento con la cavità dell'albero (11). Il liquido fissante, proveniente da un circuito in pressione (non rappresentato), viene inserito nell'albero cavo (11) nel punto indicato dalla freccia (A) e, attraversando le cavità dell'albero (11) e del corpo cilindrico (13), esce nebulizzato dagli ugelli (14).

L'albero cavo (11) è collegato con il motoriduttore (10) tramite un giunto dinamometrico (15) in grado di rilevare il momento torcente trasmesso.

Infine, sulle pareti troncoconiche della struttura (2), è posizionata una pluralità di ugelli (16) (preferibilmente in numero da 4 a 6), collegati con un circuito di aria compressa (non rappresentato), capaci di fornire getti d'aria stabilizzati in pressione e portata. L'ingresso dell'aria negli ugelli (16) è simboleggiato dalle frecce (B).

Il funzionamento dell'apparato è il seguente.

Attraverso il condotto (6) e l'apertura (5), il prodotto viene convogliato nel cono (8) che lo conduce nel disco alettato rotante (9). La rotazione del disco alettato rotante (9) centrifuga il prodotto ed effettua una separazione delle particelle con granulometria piccola, convogliando quelle grosse e più pesanti verso l’esterno, contro le pareti inclinate della parte troncoconica (2b) della struttura (2). Le particelle più piccole e leggere, che costituiscono la polvere, restano invece nella parte centrale della struttura (2) e vengono investite sia dal getto del liquido nebulizzato che esce dagli ugelli (14), sia dai getti di aria compressa provenienti dagli ugelli (16).

Detti getti d'aria sono in grado di mantenere la polvere in sospensione, fintanto che le particelle, non ancora agglomerate tra loro, hanno dimensioni inferiori a 300 micron o sono particolarmente leggere. La polvere viene mantenuta in sospensione nella zona investita dal getto di liquido nebulizzato proveniente dal sistema di spruzzatura rotante (12). La permanenza della polvere nella zona di spruzzatura provoca l'agglomerazione delle particelle, con aumento di massa dei corpuscoli così formati, fino al punto che questi sono troppo pesanti per poter essere mantenuti in sospensione e, quindi, precipitano nella parte inferiore della zona troncoconica (2b), dove si mescolano con i pellets ed i granuli di dimensioni maggiori.

Ovviamente anche i pettes vengono investiti dal getto di liquido nebulizzato proveniente dal sistema di spruzzatura rotante (12), quindi anche essi vengono rivestiti.

In pratica accade che i pellets e i granuli pesanti attraversano il getto nebulizzato e vengono da questo rivestiti, i getti d'aria compressa non avendo significativo effetto sul movimento di questi. La polvere invece non precipita subito, ma rimane in sospensione, i corrispondenza del liquido nebulizzato, finché le particelle non si aggregano a formare corpuscoli sufficientemente pesanti da non essere più volatili.

I granuli e la polvere così trattati, che escono dall'apparato (1) attraverso l'apertura inferiore della parte troncoconica (2b), vengono essiccati con getti d'aria calda (40÷50°C) ed inviati ai silos di stoccaggio dedicato o agli automezzi adibiti al trasporto.

Poiché il flusso, cioè la portata massica del prodotto da trattare è in relazione diretta con il momento torcente applicato dal gruppo motoriduttore (10) al disco alettato rotante (9) attraverso l'albero (11), il flusso stesso viene determinato attraverso la misurazione di detto momento torcente tramite detto giunto dinamometrico (15). La conoscenza della portata massica di prodotto che attraversa l'apparato, ottenuta elaborando i dati provenienti dal giunto dinamometrico, permette ad un dispositivo elettronico di tipo noto (non rappresentato) di calcolare la portata del flusso di legante necessario al trattamento, detto flusso venendo poi regolato mediante dispositivi di tipo noto (non rappresentati).

Nel caso in cui i pellets siano particolarmente compatti, la polvere è assente o presente in quantità molto contenuta. In questo caso l'apparato secondo l'invenzione può essere impiegato senza l'utilizzo dei getti d'aria e la piccola quantità di polvere, eventualmente presente, rimane aderente ai pellets per effetto del liquido fissante.

Se al fissante utilizzato per spruzzare vengono aggiunti degli additivi liquidi o solidi come vitamine, farmaci, enzimi ed altri integratori per mangime, questi rimangono aderenti ai pellets, la cui superficie viene ricoperta uniformemente e protetta contro gli agenti ossidanti.

I prodotti che possono essere additivati sono, ad esempio, antibiotici in genere, vitamine solide e/o liquide, minerali in polvere, enzimi in polvere e/o liquidi, prodotti appetizzanti per animali (farine di carne e pesce, digest) amminoacidi, olii essenziali, miscele di aromi naturali.

Gli additivi in polvere vengono dispersi nel liquido fissante (in quantità di circa 50 e 50%) ed omogeneizzati. Il dosaggio può avvenire in continuo o a "batch" nell'apparato di trattamento.

Nella miscela possono essere aggiunti anche agenti traccianti, come pigmenti naturali, per evidenziare la differenza tra i pellets non trattati e quelli medicati ed anche per distinguere i mangimi destinati ai vari animali. Ad esempio i pellets destinati ai bovini potrebbero essere colorati in verde, mentre quelli destinati ai conigli potrebbero essere di colore arancione.

L'invenzione è stata descritta, a scopo illustrativo e non limitativo, secondo una forma preferita di attuazione. Il tecnico esperto del settore potrà trovare numerose altre forme di attuazione, tutte ricadenti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il trattamento di prodotti granulari, cereali, farine nell'industria mangimistica, caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: dispersione di detti prodotti granulari, cereali, farine mediante centrifugazione; bagnatura di detti prodotti dispersi mediante irrorazione con un liquido fissante nebulizzato; raccolta dei prodotti bagnati ed essiccazione degli stessi con aria calda.
2. 2. Metodo per il trattamento prodotti granulari, cereali, farine, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere, durante la fase di bagnatura dei prodotti dispersi, l'immissione di getti d'aria in modo tale da mantenere in sospensione la povere eventualmente presente tra detti prodotti dispersi, detta polvere rimanendo in sospensione fino a che, per effetto del liquido fissante nebulizzato, non si agglomeri in corpuscoli sufficientemente pesanti da precipitare vincendo la spinta verso l'alto esercitata da detti getti d'aria.
3. 3. Apparato per il trattamento di prodotti granulari, cereali, farine nell'industria mangimistica, caratterizzato dal fatto di comprendere: una struttura (2) in lamiera, di forma cilindrica (2a) nella parte superiore e di forma troncoconica (2b) nella parte inferiore, con la base minore rivolta verso il basso, la parte cilindrica superiore (2a) essendo chiusa in alto da un coperchio (3), in cui è ricavata un'apertura (5) per permettere l'ingresso dei prodotti da trattare, mentre la parte tronco conica inferiore (2b) è aperta verso il basso per permettere lo scarico dei prodotti trattati; un cono di convogliamento (8), in cui sbocca detta apertura (5); un disco alettato (9), in cui sbocca detto cono di convogliamento (8), il quale viene posto in rotazione da un motoriduttore (10) attraverso un albero di trasmissione (11), detto disco alettato (9) essendo atto a disperdere, per forza centrifuga, i prodotti da trattare; mezzi di spruzzatura (12) atti a nebulizzare un liquido fissante, detto liquido nebulizzato irrorando i prodotti da trattare dispersi da detto disco alettato (9); detti prodotti bagnati precipitando nella parte troncoconica inferiore (2b) di detta struttura (2) ed uscendo dall'apertura inferiore di detta parte troncoconica (2b).
4. 4. Apparato per il trattamento di prodotti granulari, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente una pluralità di ugelli (16), posizionata sulle pareti troncoconiche (2b) della struttura (2) atti a fornire dei getti d'aria atti a contrastare il moto discendente di prodotti dispersi da detto disco alettato (9).
5. 5. Apparato per il trattamento di prodotti granulari, secondo le rivendicazioni 3 e 4, caratterizzato dal fatto che detto albero di trasmissione (11) è collegato con detto motoriduttore (10) tramite un giunto dinamometrico (15) atto a misurare il momento torcente trasmesso attraverso detto albero di trasmissione (11), detto momento torcente essendo utilizzato per misurare la portata di prodotto che attraversa detto apparato (1) e per determinare la portata del flusso di liquido fissante.
6. 6. Apparato per il trattamento di prodotti granulari, secondo le rivendicazioni 3 e 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di spruzzatura (12) atti a nebulizzare un liquido fissante, comprendono un corpo cilindrico cavo (13), sulle pareti del quale sono posizionati degli ugelli (14), detto cilindro cavo (13) essendo chiuso superiormente ed inferiormente e collegato con detto albero di trasmissione (11), il quale è cavo, in modo che la cavità di detto corpo cilindrico sia in collegamento con la cavità di detto albero (11).