Optymalizacja jakości granulatu paszowego dla niosek na bazie kukurydzy: studium przypadku młyna pierścieniowego Hongyang z Kolumbii

Streszczenie

Kolumbijski sektor drobiarski wyprodukował rekordowe 19,5 miliarda jaj w 2025 roku, a konsumpcja na mieszkańca osiągnęła rekordowy poziom 366 jaj rocznie, według danych Krajowej Federacji Producentów Drobiu (FENAVI). W tym samym roku produkcja pasz dla zwierząt w Kolumbii przekroczyła 13,2 miliona ton, a drób stanowił 56,1% całkowitej produkcji – około 7,4 miliona ton. Prawie wszystkie makroskładniki – 98,9% – są importowane ze Stanów Zjednoczonych, co sprawia, że ​​kukurydza jest dominującym surowcem, stanowiąc 69,3% receptur.

W niniejszym studium przypadku opisano, w jaki sposób Alimentos NutriAvícola SAS, regionalny producent paszy dla niosek obsługujący producentów jaj w całym korytarzu Cundinamarca-Boyacá w Kolumbii, rozwiązał uporczywe problemy z jakością granulatu, wdrażając technologię młyna pierścieniowego do granulatu firmy Liyang Hongyang Feed Machinery ze współczynnikiem kompresji zoptymalizowanym pod kątem receptur pasz dla niosek na bazie kukurydzy.

Krajobraz pasz dla drobiu w Kolumbii

Kolumbijski sektor drobiu odnotował stały wzrost strukturalny. W latach 2014–2025 spożycie drobiu wzrosło o 29%, a spożycie jaj z około 240 do 366 sztuk na mieszkańca – plasując Kolumbię w czołówce krajów o największej konsumpcji jaj na świecie. Sektor ten działa w ponad 650 gminach i generuje roczną wartość ekonomiczną szacowaną na 27 bilionów peso kolumbijskich.

Korytarz Cundinamarca-Boyacá, skupiony wokół infrastruktury przetwórczej Bogoty, jest miejscem największej koncentracji zintegrowanych ferm drobiu w kraju. Producenci pasz w tym regionie obsługują zarówno dużych integratorów, jak i niezależnych producentów jaj, a żywienie kur niosek stanowi znaczną część dziennej produkcji. Dane FENAVI za okres od stycznia do lipca 2025 r. wykazały wzrost liczby piskląt niosek z 32,6 mln do 34,5 mln, co stanowi wzrost o 5,7% rok do roku, co wskazuje na dalszą ekspansję w podsektorze jaj.

Kolumbijskie receptury pasz dla niosek bazują głównie na kukurydzy i soi. Kukurydza stanowi około 60% dawki, a śruta sojowa 20%. Mieszanki uzupełniają otręby ryżowe, węglan wapnia (kluczowy dla tworzenia skorupki jaj) oraz premiksy witaminowo-mineralne. W przeciwieństwie do powszechnych w europejskiej produkcji drobiu diet opartych na pszenicy, receptury oparte na kukurydzy stwarzają specyficzne problemy związane z granulowaniem. Kukurydza zawiera mniej białka glutenotwórczego niż pszenica, co powoduje zmniejszenie naturalnego wiązania podczas kondycjonowania i prasowania. To sprawia, że ​​trwałość granulatu – mierzona wskaźnikiem trwałości granulatu (PDI) – jest z natury trudniejsza do osiągnięcia bez dokładnej specyfikacji sprzętu.

Wyzwanie jakości peletu

Alimentos NutriAvícola SAS prowadzi fabrykę pasz o średniej wydajności w pobliżu Duitama w Boyacá, dostarczając miesięcznie około 2800 ton paszy dla niosek do sieci ponad 40 producentów jaj w regionie Altiplano Cundiboyacense. Fabryka tradycyjnie produkowała paszę dla niosek w formie papki, którą większość klientów akceptowała w systemach żywienia na hali otwartej i na podłodze.

Wraz z dojrzewaniem kolumbijskiego sektora jajczarskiego – napędzanym częściowo przez zatwierdzenie w 2025 roku eksportu jaj w skorupkach na rynek amerykański – kilku większych klientów fermy zaczęło przechodzić na zautomatyzowane systemy karmienia w kurnikach dla niosek z kontrolowanym środowiskiem. Systemy te wymagają paszy granulowanej do wydajnego działania: pasza granulowana tworzy mostki w systemach ślimakowych, generuje nadmiar pyłu, który zatyka filtry wentylacyjne i prowadzi do selektywnego karmienia, w którym ptaki wybierają preferowane cząstki, pozostawiając drobinki witamin i minerałów.

Istniejąca linia peletyzacyjna młyna, wyposażona w młyn peletowy z napędem pasowym i standardową matrycą pierścieniową, dawała niespójne wyniki w przypadku formulacji warstw na bazie kukurydzy:

• Zmienna PDI:Trwałość peletu wahała się między 88% a 92%, czyli poniżej progu 94%, który w przypadku zautomatyzowanych systemów podawania jest warunkiem niezawodnej pracy.
• Wysoka zawartość drobnych cząstek:Przesiewanie po schłodzeniu zawsze skutkowało otrzymaniem 4-6% drobnych cząstek, które należało ponownie przetworzyć, co zmniejszało efektywną wydajność i zwiększało koszt energii na tonę.
• Nierównomierna twardość:Różnice w twardości peletu między partiami były przyczyną skarg klientów — niektóre ładunki dotarły z akceptowalną integralnością peletu, podczas gdy inne wykazywały znaczne uszkodzenia po 2–3-godzinnej podróży ciężarówką z Duitama do gospodarstw w Sabana de Bogotá.
• Ograniczenia przepustowości:Układ napędu pasowego ulegał poślizgowi przy zmiennych warunkach obciążenia, szczególnie gdy różnice w zawartości wilgoci między partiami zmieniały właściwości przepływu mieszanki przez kondycjoner.

Sześciu klientów, odpowiadających za około 35% miesięcznego wolumenu, wskazało, że poszukają alternatywnych dostawców, jeśli jakość peletu nie poprawi się w ciągu kwartału.

Rozwiązanie młyna granulacyjnego z matrycą pierścieniową firmy Hongyang

Zarząd zakładu rozważył oferty trzech międzynarodowych dostawców sprzętu, zanim wybrał firmę Liyang Hongyang Feed Machinery Co., Ltd. Założona w 2006 r. firma Hongyang specjalizuje się w produkcji młynów pierścieniowych i granulatorów. Posiada własny zakład produkcyjny, który umożliwia precyzyjne dostosowanie współczynników sprężania, geometrii otworów w matrycach i specyfikacji materiałów.

Konfiguracja sprzętu

Hongyang polecił granulator HYPM 508 z pierścieniową matrycą, wyposażony w przekładnię zębatą z precyzyjnie szlifowanymi kołami zębatymi o zębach śrubowych. Napęd zębaty był kluczowym czynnikiem różnicującym: w przeciwieństwie do istniejącego układu z napędem pasowym, utrzymuje on stały moment obrotowy niezależnie od zmian w recepturze między partiami, eliminując poślizg podczas produkcji o wysokiej zawartości wilgoci lub tłuszczu.

Dostosowywanie matryc pierścieniowych do formuł warstwowych na bazie kukurydzy

Główna interwencja techniczna koncentrowała się na specyfikacji matrycy pierścieniowej. Zespół inżynierów Hongyang przeanalizował dokładny skład warstwy klienta – 60% kukurydzy, 20% śruty sojowej, 8% otrębów ryżowych, 7% węglanu wapnia, 5% premiksu – i obliczył optymalny stopień sprężania, aby skompensować niższe naturalne właściwości wiążące kukurydzy w porównaniu z pszenicą.

Stopień sprężania: Dla matrycy o średnicy 3,0 mm wybrano stosunek 1:11, a dla matrycy o średnicy 4,0 mm 1:10. Wartości te mieszczą się w górnym zakresie standardowego zakresu dla drobiu (od 1:8 do 1:14), zapewniając dodatkowy czas kompresji potrzebny do uzyskania odpowiedniego zagęszczenia zacierów kukurydzianych. Większa długość efektywna zapewnia, że ​​żelatynizacja skrobi uzyskana podczas kondycjonowania parowego (docelowo temperatura zacieru 80-85°C) zostaje zablokowana w strukturze peletu przed opuszczeniem matrycy.

Projekt otworu matrycy: Zastosowano stożkową geometrię wlotu z kątem wejścia 60 stopni, aby zoptymalizować przepływ materiału do kanału sprężania. Zmniejsza to jednostkowe zużycie energii na tonę, jednocześnie utrzymując stałą gęstość granulatu we wszystkich otworach matrycy. W pełni automatyczne wiertarki lufowe CNC z wiertłami importowanymi z Niemiec zapewniły precyzyjną geometrię otworów i równomierne wykończenie powierzchni — co ma bezpośredni wpływ na jednorodność granulatu i charakterystykę zużycia matrycy.

Materiał i twardość:Dioda pierścieniowa została wykonana ze stali stopowej wysokochromowej (ekwiwalent 20CrMnTi) poddanej obróbce próżniowej w firmie Hongyang, uzyskując twardość powierzchniową HRC 60-62 przy głębokości warstwy hartowanej 1,2-1,5 mm. W przypadku formulacji na bazie kukurydzy zawierających 7% węglanu wapnia – składnika o umiarkowanie ściernym działaniu – ta specyfikacja twardości zapewnia żywotność matrycy wynoszącą 5000-7000 ton między wymianami.

Wdrożenie na miejscu

Hongyang wysłał starszego inżyniera ds. uruchomień do zakładu w Duitama. Trzydniowy proces uruchomienia obejmował:

1. Kalibracja przepustowości przy użyciu rzeczywistej receptury warstwy klienta, a nie materiałów odniesienia
2. Regulacja parametrów kondycjonowania parą w celu uzyskania optymalnej temperatury żelowania (82°C) przy jednoczesnym zachowaniu zawartości witamin wrażliwych na ciepło
3. Dokładne dostrojenie szczeliny między rolkami w celu uzyskania równomiernego rozłożenia materiału na całej powierzchni matrycy — zweryfikowane za pomocą obrazowania termicznego w celu potwierdzenia stałej temperatury matrycy
4. Kontrolowany 48-godzinny cykl docierania w celu ustabilizowania parametrów jakości peletu przed przejściem do pełnej produkcji

Wyniki produkcji

Dane zebrane po uruchomieniu w ciągu 60-dniowego okresu stabilizacji wykazały wymierną poprawę wszystkich kluczowych wskaźników jakości peletu:

Poprawa wskaźnika PDI do 95-97% wyeliminowała główną przyczynę niezadowolenia klientów. Producenci jaj korzystający z automatycznych systemów karmienia nie zgłaszali już przypadków zakleszczania się ślimaków ani selektywnego karmienia. Zmniejszenie ilości drobnych cząstek z 4-6% do poniżej 1,5% przełożyło się bezpośrednio na obniżenie kosztów ponownego przetwarzania i wzrost efektywnej wydajności każdej partii produkcyjnej o około 3%.

Wydajność wzrosła o około 45% – z 3,8 do 5,5 ton na godzinę – bez konieczności dodawania dodatkowej mocy silnika. Wzrost ten przypisano stałemu momentowi obrotowemu przekładni, eliminującemu sporadyczne spadki prędkości, które ograniczały przepustowość układu napędowego, w połączeniu ze zoptymalizowaną geometrią matrycy pierścieniowej, zmniejszającą opór wytłaczania.

Opinie klientów i wpływ na działalność gospodarczą

W pierwszym kwartale funkcjonowania nowej linii do peletowania, sześciu klientów, którzy wcześniej grozili odejściem, odnowiło umowy dostaw. Dwóch kolejnych producentów jaj – jeden z nich prowadzi fermę niosek na 120 000 ptaków w Sabana de Bogotá – zwróciło się do NutriAvícola z prośbą o umowy dostaw po tym, jak dowiedzieli się o lepszej jakości peletu z sąsiednich gospodarstw.

Dyrektor generalny zakładu poinformował, że inwestycja zwróciła się w całości w ciągu szacowanych 14 miesięcy, co było spowodowane trzema czynnikami: wyeliminowaniem ryzyka utraty klientów (które zagrażało 35% miesięcznego wolumenu), obniżeniem kosztów energii na tonę (22 w porównaniu z 28 kWh) oraz możliwością obsługi rosnącego segmentu zautomatyzowanego żywienia w kolumbijskiej branży niosek.

Wniosek

Kolumbijski sektor niosek znajduje się w punkcie zwrotnym. Rekordowa produkcja jaj, dostęp do nowych rynków eksportowych oraz przejście z ręcznych na automatyczne systemy karmienia podnoszą poprzeczkę techniczną dla producentów pasz. Jakość granulatu – niegdyś drugorzędna, gdy większość klientów korzystała z paszy mieszanej – stała się czynnikiem decydującym o konkurencyjności.

Ten przypadek pokazuje, że w przypadku formulacji warstwowych na bazie kukurydzy, specyfikacja matrycy pierścieniowej nie jest czynnością katalogową, lecz kalkulacją inżynierską. Stopień sprężania, geometria otworów matrycy i twardość materiału muszą być precyzyjnie dopasowane do konkretnej formulacji, aby uzyskać jednorodne i trwałe w transporcie peletki. Układy przekładni zębatych zapewniają istotne zalety w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami z napędem pasowym, utrzymując stabilność przepustowości w zmiennych warunkach obciążenia, charakterystycznych dla komercyjnej produkcji pasz.

Możliwość dostosowania pierścieniowych matryc firmy Liyang Hongyang Feed Machinery do parametrów specyficznych dla danej formuły — wsparta wewnętrznym procesem produkcyjnym z wykorzystaniem precyzyjnej obróbki CNC i obróbki utwardzaniem próżniowym — umożliwiła średniej wielkości kolumbijskiej wytwórni pasz przekształcenie jakości peletu ze słabego punktu w konkurencyjny atut.