用于计量和溶解酶并将其喷射到固体饲料产品上的方法和装置 本发明涉及一种用于计量和溶解酶，并将其喷射到固体饲料产品上的方法和装置。
动物的饲料主要以粉末形式(粗粉)或以立方体形式(丸粒)供给。目前，动物饲料通常还包括作为饲料成分的酶。当为粉末饲料时，酶可以以该形式添加。但某些动物例如猪更喜欢丸粒形式的饲料。然而粉末形式的酶并不能粘附在丸粒状饲料上，此外，在成丸处理过程中，饲料将经受大约80℃或更高的温度，由此该温度使沙门氏菌和E.大肠杆菌无害。在该温度下，添加的任何酶也将被破坏，或者至少它们的活性将大大削弱。因此，其中酶只能在成丸处理完成且混合饲料冷却之后才能加入。长期以来一直将该处理称为成丸后施加(PPA)，其中酶必须以液体形式添加到饲料产品中，以便改善其在整个饲料丸粒上的分布和粘附。
在饲料业中，通常，所用的酶已经以溶解形式作为浓缩物而供给，并就地稀释至合适浓度。稀释的酶再通过专用装置而喷射到成丸的饲料产品上。也有将粉末形式的酶人工溶解和稀释到合适的最终浓度的复杂方法。因此，希望开发一种能够在一个工作步骤中完成对粉末形式的酶的计量、溶解，并将其喷射到固体饲料产品上的装置。这样还有使运输成本更低地优点，因为普通粉末形式的酶的运输容积大致比在目前PPA中使用的相应酶浓缩物溶液的容积小5倍。此外，在本方法中，在相对长时间的运输和储存的过程中，不再需要考虑含水的酶浓缩物溶液的保存寿命的问题。当PPA在很热(非常热)的地方进行时，这尤其有利。
US6056822也公开了一种计算机辅助装置，在该装置中，粉末形式的酶从存储器传送给一混合容器，以便进行溶解和计量，该溶解利用搅拌器并通过添加水来进行。然后，该酶溶液再分配到两个储槽中，以便通过喷射装置而将它们交替从储槽中施加到成丸的饲料产品上。不过，该装置有一些缺点。酶借助于一个搅拌器溶解，液体只能够从一个单独的容器引入混合容器内，此外，需要两个容器来中间储存制成的酶溶液。
本发明的一个目的是通过进一步优化耗时间和昂贵的方法以及相应的用于计量和溶解粉末形式的酶并将它们喷射到固体饲料产品上的装置来消除现有技术的上述明显的缺点。
我们发现，该目的可通过有以下特征的方法以及进行该方法的装置来实现：
a)通过一管路和口，将一种流体送入一混合容器中；
b)再将粉末形式的酶从一计量料斗送入混合容器内，并溶解在预先加入的液体内；
c)通过泵将第二液体从另一储罐容器泵送到混合容器中，其中液体利用一个口而分别或一起引入混合容器中；
d)为了使溶液均匀，混合容器的内容物以可自由设置的时间间隔而借助于一泵来通过一回路泵送，该回路主要包括：
d1)混合容器
d2)泵
d3)阀
d4)布置在混合容器的内部的引入装置，在该引入装置上安装有一个或多个口；
d5)以及一管路，该管路能够在不同部位连接于混合容器上，其中该管路的一端与混合容器的底部连接，另一端与引入装置连接；
e)混合容器的内容物传送到计量容器内，从该计量容器
f)计量容器的内容物通入一个或多个平行的计量单元，以便从该计量单元最终施加给固体饲料产品。
本发明的方法的优点尤其是，首先，由于有多个位置可变的口，且尤其是该口为喷嘴，因此，在混合容器中，搅拌器以及相应的侍服驱动装置都可以省略，这大大节省了空间和成本。此外，酶溶液的相应浓度可以设置得更精确，因为可能沉积在混合容器的壳体内壁上的固体沉淀物都能够通过可变位置喷射技术而比使用搅拌器更高效地加回到酶溶液中，当在混合容器内的液体量相对较小和在进行搅拌时只有较小部分的壳体内壁可以由液体覆盖时这尤其有用。
本发明的方法的还一优点是可以将至少两种液体彼此独立地添加到粉末形式的酶的溶液中。因此，需要时，可以调节第二液体或任何其它液体在混合容器中的不同浓度。
本发明的还一优点是只需要一个容器来用于所形成的酶溶液的中间储存。但是，根据现有技术的装置，需要两个这样的容器，这另外需要复杂的阀、泵、流通管路以及返回管路的系统。相反，通过本发明的装置，可以在装置生产时明显节约成本和空间，且装置的操作、监测和维护明显简化。
本发明的另一优点是能够平行布置多个计量单元来将酶溶液施加到固体饲料产品上。因此，可以同时和用不同的剂量进行对多批固体饲料产品的操作。
下面将参考附图更详细地介绍本发明。
由图1可知，用于计量和溶解粉末形式的酶并将它们施加到固体饲料产品上的本发明装置包括以下主要部件：用于粉末形式的酶的计量单元I、液体储罐单元II、混合单元III、用于含有酶的液体的计量单元IV以及施加装置V。各主要部件通过各种连接单元而彼此连接，并与计算机单元22相连，该计算机单元22不仅控制各主要部件的操作，而且控制它们的相互作用。
用于粉末形式的酶的计量单元I包括一个计量料斗1，储罐料斗6安装在该计量料斗1的上面。在该储罐料斗6和计量料斗1之间布置有例如气动阀13和连接部件24，在本发明优选实施例的装置中，该连接部件24整个制成为柔性，或者在某一区域制成为柔性。盖7安装在储罐料斗6上。在本发明优选实施例的装置中，该盖7为带有一锁12的旋转或倾翻盖，该锁12能够电磁驱动，当该盖7关闭时，微动开关8的凸耳10落入安装在该盖7底侧上的小轮9的凹槽内。计量料斗1布置在一个天平14上，计量料斗1的底侧与计量螺旋输送机17相连该计量螺旋输送机之后有阀V4。通过天平14，可以确定置于计量料斗1中的成分的重量。
微动开关8、阀13、天平14、计量螺旋输送机17以及阀4由计算机单元22控制，该计算机单元22也与一光笔11连接。微动开关8、阀13、计量螺旋输送机17以及阀V4各自附加有为本领域技术人员所熟悉的侍服驱动机构，特别是用于微动开关8、计量螺旋输送机17以及阀V4的电侍服驱动机构，及用于阀13的一个气动侍服驱动机构。
液体储罐单元II包括储罐容器21，该储罐容器21与有阀V1的管路L1相连该阀V1优选是连接在中间的电磁阀。储罐容器21既可以是储槽，也可以是适于保持液体F1的某些其它容器。液体F1尤其可以是水。在该阀V1之后，管路L1中间连有一个流量计19，该流量计与计算机单元22相连。管路L1可以另外通过中间阀23与外部液体储罐例如水管相连，该中间阀23优选是电磁阀。必要时，管路L1的分支位于阀V1和流量计19之间。此外，液体储罐单元II包括储罐容器3，该储罐容器3也通过一个泵P4与管路L1相连。该储罐容器3用于装液体F2，尤其是装有液态或溶解的稳定剂。它既可以为单独的稳定剂，也可以是多种稳定剂的混合物。
阀V1和泵P4由计算机单元22控制，并都有各自的电侍服驱动装置。必要时阀23也由计算机单元22控制，和具有一个电侍服驱动装置。
在本发明装置的还一实施例中，液体储罐单元II包括与储罐容器3类似的其它储罐容器，它们分别通过中间泵而与管路L1相连。
在本发明装置的又一实施例中，省略用于液体F1的容器。这时，管路L1通过阀23与外部液体源相连，例如水管或通向本发明装置外部的液体储罐容器的管路。还有，装置也可以设计成使它的液体储罐单元II并不包括连接有泵P4的储罐容器3。
混合单元III包括混合容器2，该混合容器2的上侧通过连接部件25而与阀V4相连，该阀V4为粉末形式的酶的计量单元I的一个部件。这样，来自计量料斗1的粉末形式的酶进入混合容器2内。在本发明装置的优选实施例中，连接部件25整个制成为柔性，或者某些区域制成为柔性。此外，作为液体储罐单元II的一个部件的管路L1进入混合容器2的上侧。在混合容器2的内部，管路L1终止于口18，该口18的目的是用于使从来自液体储罐单元II的管路L1中流出的液体大面积地分布到混合容器2的壳体内。优选是，可以用彼此相连的一个或多个喷嘴作为口18，特别优选是，可以用彼此相连的一个或多个旋转喷嘴作为口18，它可以有一个电侍服驱动装置，并可由计算机单元22控制。此外，在混合容器2的内部，安装三个可变位置的液面高度指示器以确定在混合容器2中的预定液体容积，它们分别与计算机单元22相连。管路L2从混合容器2的底侧离开，泵P1和阀V2连接到该管路L2内。在另一端，管路L2与进口装置15相连，该进口装置15能够在不同位置处引入混合容器2内部，其中，管路L2可以整个制成为柔性，或者某些区域制成为柔性。
用于进口装置15的合适装置可以是能够想象的所有装置，不过，特别为喷枪(lance)形进口装置。在特别优选的实施例中，有旋转进口装置，该旋转进口装置可以通过电侍服驱动装置驱动。在这些进口装置上安装有一个或多个口16，优选是喷嘴，该喷嘴也还可以旋转，并在必要时可以由一电侍服驱动装置驱动。混合容器2、泵P1、阀V2、管路L1、进口装置15以及口16形成一个回路4，该回路起到使置于混合容器2内的成分均匀混合和溶解的作用。其中，口16和18还使得离开它们的液体能够大面积地分布在混合容器2的壳体内壁上，以便将可能附在内壁上的、通过计量螺旋输送机17、阀V4以及连接部件25而从计量料斗1进入混合容器2内的任何酶从该内壁上冲下，并使它重新进行溶解处理。
阀V2和泵P1也由计算机单元22控制，阀V2和泵P1分别设有电侍服驱动装置。
含有酶的液体的计量单元IV包括计量容器5，管路L3进入该计量容器5的上部，一个阀V3连接到该管路L3内，该阀V3优选是电磁阀，且该管路L3在合适点从管路L2上分支出来。混合容器2的内容物通过管路L2和L3传送到计量容器5。在该计量容器5内安装了两个可变位置的液面高度指示器，这两个液面高度指示器用于确定计量容器5内的液体容积，并分别与计算机单元22相连。一个管路L4安装在计量容器5的底侧。阀V3也由计算机单元22控制，并另外设有电侍服驱动装置。
施加装置V包括管路L4，一个或多个平行计量单元20与该管路L4相连，每个计量单元20主要包括计量泵DP、流量计DF、一个或多个口DO以及相应管路DL。口DO布置在各管路DL的端部，并安装成使得离开管路DL的液体能施加到经过口的固体饲料产品上。在本发明装置的优选形式中，离开口DO的液体喷射或注射到饲料产品上。该口DO优选是喷嘴，尤其优选是旋转喷嘴。为了使离开口DO的液体能够更精细地分布在固体饲料产品上，还使离开的液体混有气体，例如空气。用于将气体引入液体内的该类型专用装置为本领域技术人员公知，用于固体饲料产品的专用输送装置也为本领域技术人员公知，因此不再详细介绍。使用多个平行计量单元的优点是，可以使用在相应计量装置下面同样平行延伸的多个输送装置，从而可以用溶解酶对相对大量并可能为不同类型的固体饲料产品同时进行分别处理。通过控制相应的计量泵DP，每单位时间不同容量的液体可以从合适的口施加到固体混合饲料产品上。
计量泵DP、流量计DF以及必要时口DO也由计算机单元22控制，并分别另外设有电侍服驱动装置。
下面将参考可能的实例来更详细地介绍本发明的各个部件的、由计算机单元22控制的相互作用。首先，粉末形式的酶充入储罐料斗6中，为此，盖7必须打开。只有当阀13关闭，且由光笔11读出的、贴在各包装单元上的粉末形式的酶的条形码与计算机单元22已经预先读入并储存的条形码一致时，盖7才可以打开。这样的安全措施减小了装入错误固体的危险。
通过打开阀13而使得储罐容器6的内容物完全或部分传送到计量料斗1内。该阀13只有在(a)由天平14确定的、计量料斗1内部的成分的量低于计算机单元22的设定重量G1；(b)计量螺旋输送机17没有工作；以及(c)盖7关闭的情况下才能打开。当由天平14确定的、计量料斗1内部的成分的量低于计算机单元22的设定重量G1，必要时计算机单元22控制阀13的打开。当由天平14确定的、计量料斗1内部的成分的量达到计算机单元22的设定重量G2时，阀13再次关闭。当材料的加入量没有达到重量G2时，计算机单元22产生储罐料斗6必须再加料的合适信息。
当在混合容器2的内部，液体容积降低至低于由值为N1的液面高度指示器确定的液面高度时，回路4进行工作。必要时在阀V3关闭之后，通过计算机单元22的控制而使泵P1起动，阀V2打开。此外，混合容器2装入来自液体储罐单元II的液体，直到由值为N2的第二液面高度指示器确定的液面高度。通过计算机控制打开阀V1来实现加入来自液体储罐单元II的液体F1，并通过流量计19来测量加入的液体容积。当在混合容器2内部达到由值为N2的第二液面高度指示器确定的液面高度时，阀V1在计算机控制下关闭。通过起动计量螺旋输送机17，同时打开阀V4，将与由计算机单元22得出的、与液面高度值N2匹配的量的计量料斗1的内容物传送到混合容器2内，然后，计量螺旋输送机17断开，阀V4关闭。这样，在混合容器2中能够形成任意合适浓度的酶溶液。
随后，必要时通过泵P4的计算机控制起动，可以添加另外的液体F2。尤其优选是，添加的液体F2的量通过泵P4的泵脉冲的次数来控制，该泵P4的脉冲次数设置在计算机单元22中，经过该次数后，泵P4在计算机控制下断开。必要时液体F2的添加可以与流体F1的添加同时进行，其中，泵P4通过与上述类似的方式由计算机单元22控制。
回路4保持工作足够长的时间，以使溶液均匀，该时间由计算机单元22确定和控制。随后，在计算机的控制下，泵P1和阀V2分别断开和关闭。
当在混合容器2的内部液体容积降低至低于由值为N3的第三液面高度指示器确定的液面高度时，计算机单元22在合适位置显示警告信号。
当在计量容器5中，容器内容物的容量降低至低于由值为N4的液面高度指示器确定的液面高度时，混合容器2的内容物通过管路L2和L3传送给计量容器5，一直到值为N5的液面高度，该值为N5的液面高度由位于该计量容器5内部的另外液面高度指示器来确定。为此，计算机单元22使阀V3打开，并起动泵P1。当在计量容器5中达到由值为N5的第二液面高度指示器确定的液面高度时，在计算机的控制下，泵P1和阀V3分别断开和关闭。只有当属于回路4的混合单元III切断之后，才开始由计算机单元22进行计量容器5的填充。因此，由相应的液面高度指示器规定的、混合容器2和计量容器5的容器内容物的允许最大液面高度和允许最低液面高度以及由天平14确定的、计量料斗1的内容物的最小重量这样相互匹配，以便防止相应的其它部件空转。
在计量容器5中的值N4设置成足够高，以便使整个溶解循环，也就是计量料斗1的再加料、液体以及酶加入到混合容器2内和通过回路4的均匀溶解能够没有任何问题地进行，同时不会使计量容器5空转。
当计量单元20的流量计DF1至DFn不再能够测量到在计算机单元22中规定的流过的液体流量时，计算机单元22在合适位置指示警告信号。
而且，必须说明，计算机单元22也可以以与上述实例不同的方式控制各装置部件的相互作用，尤其是混合单元III的相关步骤。因此也进行参与各处理步骤的装置部件的匹配。可以清楚地进行回路4及混合容器2分别从液体储罐单元II中和从粉末形式的酶计量单元I中重新补充液体及固体的时间交错的致动。需要时，这三个步骤的顺序可以以任意形式改变。
本发明装置的所有系统部件都设计成这样，即除了计算机控制标准操作外，各系统部件也可以进行手动操作。
为了清洁本发明的装置，各个装置部件，尤其是计量料斗1、混合容器2、储罐容器3和计量容器5都在合适位置提供有适于清洁的口或阀，该清洁可以由计算机单元22控制或手动进行。
合适的酶可以是用于饲料业的所有常用酶，尤其是Vitase和NSP(无淀粉多糖)酶。为了溶解这些酶，优选是采用纯水作为液体。
本发明尤其适于在批处理中生成酶溶液以及任何液体混合剂或溶解添加剂，例如稳定剂，且同时将这些溶液施加在一批或多批固体饲料产品上。标号表1. 计量料斗2. 混合容器3. 储罐容器4. 回路5. 计量容器6. 储罐7. 盖8. 微动开关9. 具有凹槽的轮子10. 凸耳11. 光笔12. 锁13. 阀14. 天平15. 进口装置16. 口17. 计量螺旋输送机18. 口19. 流量计20. 计量单元21. 储罐容器22. 计算器单元23. 阀24. 连接部件25. 连接部件L＝管路N＝液面高度指示器V＝阀G＝重量P＝泵D＝计量-F＝流量计O＝口I 粉末形式的酶的计量单元II 液体储罐单元III 混合单元IV 用于含有酶的液体的计量单元V 施加装置