Zaopatrzenie ferm drobiarskich – sprzęt i osprzęt pneumatyczny

Główne obszary zastosowań pneumatyki na fermach drobiu

A. Klimat i dobrostan stada

• Sterowanie kurtynami i klapami wlotowymi/wywiewnymi (tunelowa/kominowa wentylacja): siłowniki pneumatyczne z powrotem sprężynowym zapewniają pozycjonowanie i funkcję „fail-safe”.

• Przepustnice i żaluzje w kanałach powietrznych: siłowniki obrotowe, wahadłowe itp.

• Zasuwy/klapy w kalenicach i w ścianach bocznych.

  

B. Pasza i pojenie

• Dozowniki paszy (klapy zsypowe, zasuwy, przegrody), rozgałęzienia i przenośniki ślimakowe – napędy i zawory pneumatyczne, elementy fluidyzacji silosów (aeratory, wibratory pneumatyczne).

• Zawory membranowe do cieczy (np. dodatki paszowe, woda z medykamentami), odporne na zabrudzenia.

C. Jaja: zbiór, sortowanie, pakowanie

• Chwytaki próżniowe do jaj – eżektory ze zwężką Venturiego + dopasowane przyssawki z mieszkami.

  

• Separacja, orientacja, transport – siłowniki kompaktowe i siłowniki z prowadzeniem, wyspy zaworowe.

• Pakowaczki i paletyzacja – kombinacja chwytaków podciśnieniowych i siłowników liniowych.

D. Higiena i bioasekuracja

• Zamykanie/otwieranie bram i śluz sanitarnych, zasuw w rynnach obornikowych.

• Zraszacze/mgławice (sterowanie pneumatyczne) do dezynfekcji i schładzania.

E. Utrzymanie instalacji i media pomocnicze

• Czyszczenie pneumatyczne filtrów powietrza (impulsowe), odmuchy stanowisk.

  

• Diagnostyka i bezpieczeństwo – presostaty, zawory bezpieczeństwa, spusty kondensatu.

  

Podstawowe komponenty pneumatyczne – co, gdzie i dlaczego?

Źródło sprężonego powietrza

• Sprężarki śrubowe (często VSD tj. z napędem o zmiennej wartości obrotowej) – stabilne ciśnienie 6–8 bar, niski hałas; w strefach bliskich zwierzętom preferowane obudowy wyciszone.

• Osuszacze : chłodnicze (najczęściej), adsorpcyjne gdy ryzyko zamarzania/dużej kondensacji. Cel: unikanie kondensatu w zimnych kurnikach i w liniach zewnętrznych.

• Filtracja wielostopniowa + automatyczne spusty kondensatu.

• Zbiorniki ciśnieniowe buforowe, redukcja wahań ciśnienia i bilansowanie szczytów.

• Rekuperacja ciepła ze sprężarek do podgrzewu wody użytkowej (oszczędność OPEX).

Dystrybucja powietrza

• Rurociągi aluminiowe/stal nierdzewna/PE – odporność na korozję i mycie, niska chropowatość (mniejsze spadki ciśnienia).

• Szybkozłącza, trójniki, łuki – w wersjach niklowanych lub z tworzyw technicznych; dobór pod mycie i amoniak.

• Strefowanie ciśnienia i zawory odcinające – bezpieczeństwo prac serwisowych, możliwość obniżenia ciśnienia w sekcjach (oszczędność energii).

• FRL (Filter-Regulator-Lubricator) – zwykle bez smarowania („oil-free”) w pobliżu stref żywności/jaj. Układy przygotowania sprężonego powietrza składające się z filtra, reduktora i smarownicy to absolutny „must have” każdej fermy drobiu.

Siłowniki i napędy

• Liniowe ISO 15552 (Ø32–100 mm) do kurtyn, klap, zasuw; ISO 6432 (mini) do małych mechanizmów.

• Kompaktowe i prowadzone (z prowadnicami liniowymi) – w sortowaniu jaj.

• Beztłoczyskowe (taśmowe/magnetyczne) – długie skoki w wąskiej zabudowie (np. zasłony).

• Obrotowe (wahadłowe) – przepustnice powietrza, zawory motylkowe.

• Materiały: stal nierdzewna 304/316, tłoczyska hartowane; uszczelnienia dobrane do chemikaliów i amoniaku (często EPDM; unika się NBR przy wysokich stężeniach amoniaku – zawsze sprawdź tabelę odporności).

Zawory i wyspy zaworowe

• Zawory rozdzielające 5/2, 5/3 – sterowanie napędami dwustronnego działania; opcje zamknięte/otwarte i środkowo odcięte dla bezpieczeństwa.

• Wyspy zaworowe z komunikacją PROFINET/IO-Link – centralizacja sterowania, diagnostyka, redukcja okablowania.

• Zawory procesowe (membranowe, kulowe z napędem pneumatycznym) – linie wody, dodatki płynne.

• Ciche tłumiki na wydechach – ograniczenie stresu ptaków.

Podciśnienie (próżnia)

• Eżektory ze zwężką Venturiego (zasilane sprężonym powietrzem) – proste, odporne, szybkie; brak ruchomych części.

• Przyssawki próżniowe (mieszki, silikon/EPDM, czasem FDA) – delikatny kontakt z jajem, kształty owalne/okrągłe.

  

• Zawory próżniowe, czujniki podciśnienia – kontrola chwycenia i bezpieczniki upadku.

Elementy przygotowania i armatura

• Regulatory precyzyjne, reduktory punktowe – różne poziomy ciśnienia dla kurtyn vs. chwytaków.

• Czujniki ciśnienia / przepływu, wskaźniki dew pointu – predykcja awarii i kontrola jakości medium.

  

• Przewody: PU (elastyczny, odporny na zginanie), PA12 (wyższe ciśnienia, temperatura), PE (dobra odporność chemiczna). Kolorystyka do identyfikacji stref (np. vacuum/sterowanie/zasilanie).

  

Dobór i obliczenia – jak zaprojektować układ „na warunki kurnika”

A) Siła siłownika

Podstawowo:

F ≈ p · A · η

Gdzie:

• p – efektywne ciśnienie [Pa] (po odliczeniu spadków),

• A – pole tłoka [m²],

• η – sprawność uwzględniająca tarcie i straty (zwykle 0,85–0,9).

Przykład: klapa wentylacyjna wymaga 350 N. Przy 6 bar (0,6 MPa), siłownik Ø40 mm → A ≈ 0,001257

Fteor = 0,6e6 · 0,001257 ≈ 754 N; z η=0,85 → ~641 N. Wystarczający zapas, można zejść z średnicy lub obniżyć ciśnienie dla oszczędności.

B) Prędkość i kultura pracy

• Używaj dławiąco-zwrotnych przy siłownikach kurtyn – miękki start/stop, mniejszy hałas.

• Tłumienie końcowe siłowników przy szybkich ruchach (sortowniki, przenośniki).

C) Jakość powietrza i osuszanie

• Kurniki = amplitudy temp., wilgoć, pył. Typowo punkt rosy powietrza za osuszaczem: ≤ +3 °C (osuszacz chłodniczy) lub −20 do −40 °C (adsorpcyjny) dla linii zewnętrznych/zimowych.

• Utrzymuj stałe spadki ciśnienia < 0,5 bar od sprężarki do najdalszego siłownika – projektuj średnice i pętle ringowe.

D) Materiały i IP

• Strefy mycia: akcesoria IP67/IP69K, złączki nierdzewne lub niklowane, przewody o gładkiej powierzchni.

  

• Uszczelnienia: EPDM/silikon – zwykle lepsza odporność na środki alkaliczne i amoniak niż NBR (ale zawsze weryfikuj chemo-compatibility producenta).

• Unikaj „kieszeni brudu”: stosuj higieniczny design, osłony i spadki do odprowadzania wody.

  

E) Sterowanie i integracja

• Wyspy zaworowe z diagnostyką kanałową (zwarcie, przerwa, cykle) oraz IO-Link dla czujników ciśnienia/przepływu.

• Zawory z cewkami 24 V DC, konektory M8/M12; w strefach agresywnych – przewody PUR i złącza o podwyższonej szczelności.

  

Przykładowe aplikacje – architektura i BOM

A) Kurtyna boczna w kurniku (otwieranie proporcjonalne)

• Napęd: siłownik ISO 15552 Ø50, skok 600–1000 mm, tłumienie końcowe.

• Zawór: 5/3 z centralnie zamkniętym położeniem (utrzymanie pozycji przy zaniku sygnału), cewka 24 V DC.

• Regulacja: zawory dławiąco-zwrotne + czujniki położenia magnetyczne (reed) na siłowniku.

• Bezpieczeństwo: sprężyna powrotna lub elektrozawór odcinający powietrze w razie alarmu.

• Sterowanie: PLC + sterownik kurtyn (PID na podstawie T/RH/CO₂/NH₃).

B) Delikatny chwyt jaj (pick&place)

• Źródło próżni: eżektor kompaktowy (z zaworem szybkiego odpowietrzania).

• Przyssawki: silikonowe miękkie Ø20–30 mm z mieszkiem, zamocowane na belce.

• Czujnik: próżniowy (spadek próżni → sygnał NOK i odrzut).

• Zasilanie: regulator ciśnienia na 2,5–3,5 bar dla eżektora (wystarczające, oszczędne).

C) Zasuwy dozowników paszy

• Napęd: siłownik kompaktowy z prowadzeniem (uniknięcie zakleszczeń).

• Zawór: 5/2 monostabilny (sprężyna powrotna), tłumiki wydechu „quiet”.

• Czujniki: krańcówki „otwarte/zamknięte”; opcjonalnie czujnik siły/prądu dla detekcji blokady.

  

  

D) Fluidyzacja silosu i zapobieganie zawieszaniu paszy

• Aeratory membranowe zasilane powietrzem pulsacyjnie (zawory impulsowe).

• Wibratory pneumatyczne (kulowe/turbinowe) – niskie koszty, prosta regulacja.

Utrzymanie ruchu w realiach fermy – checklista

Codziennie / Tydzień

• Odczyt ciśnienia sieci, alerty PLC, temperatur sprężarki.

• Wzrokowo: kondensat, tłumiki wydechowe (czy niezatkane pyłem), czystość filtrów wlotowych.

Miesięcznie

• Test upustu kondensatu (ręczne/automatyczne).

• Kontrola wycieków (spray detekcyjny/ultradźwięk).

• Weryfikacja punktu rosy (jeśli czujnik dew pointu jest zainstalowany).

Kwartalnie / Półrocznie

• Wymiana wkładów filtracyjnych (wg Δp).

• Przegląd uszczelnień siłowników w strefach mycia/agresywnych.

• Rewizja przyssawek (utwardzenie, mikropęknięcia → spadek chwytu).

• Kalibracja presostatów i czujników.

Po myciu i dezynfekcji

• Sprawdzenie działania krańcówek i złączy (woda/środki w konektorach).

• Smarowanie punktów mechanicznych (nie pneumatycznych!) wg instrukcji maszyn.

Najczęstsze błędy i jak ich uniknąć

1. Niedoszacowanie spadków ciśnienia – zbyt małe średnice, za długie odcinki bez pętli ringowej.

2. Brak osuszania – zamarzające siłowniki zimą, zawilgocone tłumiki → wzrost hałasu i oporów.

3. Złe materiały uszczelnień – puchnięcie/NBR w chemii myjącej lub amoniaku; zawsze konsultuj tabele odporności.

4. Brak tłumienia – uderzenia końcowe, pękające mocowania.

5. Wyspy zaworowe bez diagnostyki – trudny serwis, dłuższe przestoje.

6. Zbyt wysokie ciśnienie „na wszelki wypadek” – rosną koszty energii i zużycie.

7. Niewłaściwe IP – zalane złącza po myciu, korozja złączek.

Autor:
Magdalena Skotnica
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.

Autor:
Magdalena Skotnica
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.