Streszczenie
Produkcja mięsa brojlerów w Arabii Saudyjskiej osiągnęła około 1,3 miliona ton w 2024 roku, co stanowi wzrost o 12,9% rok do roku, napędzany przez cel bezpieczeństwa żywnościowego Vision 2030, zakładający 80% samowystarczalność drobiu (GASTAT, 2024). Ta ekspansja stawia przed producentami pasz ogromne wymagania, szczególnie w miesiącach letnich, gdy temperatura otoczenia regularnie przekracza 45°C. Al-Riyadh Feed Industries (nazwa anonimowa na prośbę klienta), jeden z pięciu największych zintegrowanych producentów brojlerów w Królestwie, z roczną produkcją mieszanek paszowych przekraczającą 280 000 ton metrycznych, stanął w obliczu krytycznego wąskiego gardła produkcyjnego: trwałość peletu stale spadała w sezonie upałów od maja do września, spadając nawet do 91-92% PDI (wskaźnika trwałości peletu) w porównaniu z wewnętrznym wskaźnikiem firmy ≥96%.
W połowie 2024 roku firma zmodernizowała dwie ze swoich głównych linii granulatora peletu, wyposażając je w zespoły matryc pierścieniowych Hongyang serii HYPM oraz dopasowane płaszcze rolek. W ciągu pierwszych 90 dni eksploatacji, w szczycie sezonu letniego, linie osiągnęły stały wskaźnik PDI na poziomie 98,2% (±0,5), wyeliminowały przypadki zatkania spowodowanego wysoką temperaturą oraz zmniejszyły częstotliwość wymiany matryc pierścieniowych o około 35% w porównaniu z poprzednio stosowanymi matrycami pochodzącymi z Europy. Niniejsze studium przypadku analizuje wyzwania techniczne związane z granulowaniem w wysokich temperaturach, reakcję inżynieryjną firmy Hongyang oraz uzyskane wymierne rezultaty.
Informacje o branży i klientach
Arabia Saudyjska działa w jednym z najtrudniejszych warunków termicznych na świecie pod względem intensywnej produkcji zwierzęcej. Generalny Urząd Statystyczny podał, że w 2024 roku sama prowincja Rijad wyprodukowała 359 700 ton mięsa brojlerów, a następnie Hail (295 000 ton) i Kassim (200 000 ton). Pasza stanowi 60–70% całkowitych kosztów produkcji brojlerów, co sprawia, że jakość peletu jest decydującą zmienną ekonomiczną.
Firma Al-Riyadh Feed Industries zarządza trzema młynami paszowymi zlokalizowanymi w regionie centralnym, które zaopatrują 42 zakontraktowane fermy brojlerów. Ich podstawową formułą paszy dla brojlerów jest śruta kukurydziano-sojowa o średnicy granulatu 3,0 mm, której celem jest uzyskanie temperatury gotowego granulatu poniżej 88°C na wylocie chłodniejszej rury. Przed modernizacją w Hongyang firma zmagała się z powtarzającym się zjawiskiem sezonowym: gdy temperatura otoczenia przekraczała 38°C (zazwyczaj na początku maja), obciążenie silników granulatora stawało się niestabilne, temperatura powierzchni matrycy przekraczała 95°C, a wskaźnik PDI gotowego granulatu spadał poniżej progu 96% wymaganego do utrzymania akceptowalnego poziomu strat paszy na poziomie fermy.
Konsekwencje ekonomiczne były wymierne. Dane branżowe Międzynarodowego Instytutu Badań nad Drobiem wskazują, że każdy 1% spadek PDI koreluje z szacowanym wzrostem marnotrawstwa paszy o 0,4-0,6% w systemach karmienia na patelniach – co przekłada się na około 1100-1700 dodatkowych ton paszy traconej rocznie w skali Al-Riyadh, gdy PDI sezonowo spadało.
Wyzwanie: ekstremalne ciepło i degradacja jakości peletu
Pelletowanie paszy dla brojlerów odbywa się w wąskim oknie termodynamicznym. Optymalna temperatura kondycjonowania zacieru wynosi 75-90°C, a temperatura wyjściowa matrycy utrzymuje się idealnie na poziomie 80-90°C. Powyżej 95°C degradacja termiczna witamin termolabilnych (A, D, E, K) i aminokwasów syntetycznych (lizyny, metioniny) ulega mierzalnemu przyspieszeniu. Jednocześnie reakcja Maillarda pomiędzy cukrami redukującymi a wolnymi aminokwasami zaczyna wiązać lizynę w niestrawne kompleksy, skutecznie zmniejszając dostępną gęstość składników odżywczych (Journal of Applied Poultry Research, 2019).
W zakładach Al-Riyadh letnie upały spowodowały trzy narastające problemy:
1. Niewystarczająca wydajność chłodzenia: Napływające powietrze o temperaturze 45°C zmniejszało gradient temperatury chłodnicy przeciwprądowej, uniemożliwiając peletowi osiągnięcie docelowej temperatury wylotowej 5°C powyżej temperatury otoczenia. Zbyt ciepłe pelety zatrzymywały resztkową wilgoć i miękły podczas przechowywania.
2. Niekontrolowany wzrost temperatury matrycy: Przy stałej temperaturze otoczenia 45°C, zdolność odprowadzania ciepła przez granulator została przekroczona. Temperatura powierzchni matrycy wzrosła powyżej 95°C w ciągu pierwszych 45 minut ciągłej pracy, co spowodowało automatyczne wyłączenie blokady bezpieczeństwa PLC granulatora.
3. Poślizg płaszcza walca: Podwyższone temperatury zmniejszają efektywny współczynnik tarcia między powierzchnią płaszcza walca i kondycjonowaną zacierką, powodując okresowe poślizgi walców, nierównomierne rozłożenie materiału na powierzchni matrycy i lokalne ślady zużycia matrycy.
Efekt końcowy: wskaźnik PDI dla peletu spadł do 91,2% (mierzony metodą bębnową ASAE S269.4), straty paszy w gospodarstwach wzrosły o około 2,8%, a zakład był zmuszony zmniejszyć przepustowość o 15-20% w najgorętszych godzinach, aby uniknąć przestojów. Żywotność matrycy pierścieniowej – już nadwyrężona przez zawartość krzemionki w lokalnie pozyskiwanej kukurydzy – spadła ze średnio 3500 godzin pracy zimą do 2200-2500 godzin latem.
Rozwiązanie Hongyanga
Po przeprowadzeniu audytu technicznego wspólnie z zespołem inżynierów aplikacji Hongyang wdrożono trzyetapową modernizację dwóch linii granulatorów granulatu:
1. Precyzyjna matryca pierścieniowa o zoptymalizowanym współczynniku kompresji
Firma Hongyang określiła matrycę pierścieniową o średnicy 3,0 mm i stopniu sprężania 1:12,5 – skalibrowaną pod kątem specyficznej receptury tucznika brojlerów klienta (baza z mączki kukurydziano-sojowej z 3,2% dodanego tłuszczu i 14,5% docelowej wilgotności po kondycjonowaniu). Materiałem matrycy była martenzytyczna stal nierdzewna X46Cr13 (DIN 1.4034 / chińska 4Cr13), poddana hartowaniu próżniowemu w temperaturze 1050-1080°C, a następnie dwukrotnemu odpuszczaniu w temperaturze 220-240°C w celu uzyskania jednolitej twardości powierzchni HRC 52-54 na całej długości matrycy.
Co istotne, technologia wiercenia otworów metodą lufową firmy Hongyang – wykorzystująca wiercenie głębokich otworów CNC z tolerancją położenia ±0,02 mm – zapewniła jednorodność średnicy otworów zmierzoną z odchyleniem ≤15 μm. Ten poziom precyzji minimalizuje różnice w oporach przepływu na powierzchni matrycy, co jest kluczowym czynnikiem w utrzymaniu stałej gęstości granulatu w zmiennych warunkach termicznych. Każdy otwór wlotowy matrycy został wykończony stożkową fazą wprowadzającą pod kątem 60°, aby zmniejszyć opór wejścia materiału, skutecznie obniżając jednostkowe zużycie energii (kWh/tonę) wymagane do zainicjowania formowania granulatu.
2. Dopasowany zespół wałka z konfiguracją łożyska wysokotemperaturowego
Firma Hongyang dostarczyła dopasowany zestaw rolek wykonanych ze stali stopowej 20CrMnTi o głębokości nawęglonej warstwy 2,0-2,2 mm i twardości powierzchni HRC 60-62. Wzór karbowania został zaprojektowany z odstępem rowków 1,2 mm i głębokością rowków 0,8 mm, zoptymalizowanym w celu maksymalizacji przyczepności materiału w niskotarciowym, wysokotłuszczowym puree ziemniaczanym.
Zespół wałków zawierał uszczelnione łożyska baryłkowe odporne na wysokie temperatury (odpowiednik klasy SKF Explorer, o ciągłej temperaturze pracy 120°C), zastępując standardowe łożyska, które wykazywały awarię smaru i przedwczesne łuszczenie podczas letnich cykli produkcyjnych. Labiryntowe, wielostopniowe uszczelnienie z elementami wargowymi z PTFE zapobiegało przedostawaniu się drobnych zanieczyszczeń, co jest częstym źródłem uszkodzeń, gdy gorące, suche cząstki zacieru przedostają się do obudów łożysk.
3. Protokół kalibracji szczeliny między wałkiem matrycowym
Zespół techniczny Hongyang ustalił szczelinę między matrycą a wałkiem na 0,40 mm (±0,05 mm), mierzoną na zimno szczelinomierzem w sześciu równoodległych punktach na obwodzie matrycy. Ta węższa niż standardowa specyfikacja szczeliny częściowo kompensuje rozszerzalność cieplną w temperaturze roboczej: przy temperaturze powierzchni matrycy 85°C matryca X46Cr13 rozszerza się promieniowo o około 0,08-0,12 mm (współczynnik rozszerzalności cieplnej ≈10,5 × 10⁻⁶/K), skutecznie zmniejszając szczelinę na zimno do niemal optymalnej wartości 0,28-0,35 mm w warunkach roboczych. To wstępne podejście kompensacyjne zapobiega nadmiernemu poszerzaniu się szczeliny podczas letnich cykli, co w przeciwnym razie zmniejszyłoby siłę ściskającą zacier i pogorszyłoby gęstość granulatu.
Dane i wyniki produkcyjne
Dane dotyczące wydajności zbierano w ciągu 90-dniowego okresu ewaluacyjnego (czerwiec-sierpień 2025 r., szczyt lata) dla obu zmodernizowanych linii, przy czym za punkt odniesienia przyjęto wyniki z poprzedniego lata (czerwiec-sierpień 2024 r.).
| Parametr | Poziom bazowy (lato 2024 r.) | Modernizacja Hongyang (lato 2025 r.) | Ulepszenie |
| Średnia PDI (ASAE S269,4) | 91,2% | 98,2% (±0,5%) | +7,0 punktów procentowych |
| Temperatura powierzchni matrycy (stan ustalony) | 94-98°C | 85-89°C | średnia -9°C |
| Temperatura wylotu peletu (po chłodnicy) | 36-40°C | 29-33°C | średnio -7°C |
| Automatyczne wyłączanie z powodu ciepła (miesięcznie) | 8-12 zdarzeń | 0 zdarzeń | 100% eliminacja |
| Zmniejszenie przepustowości w szczycie sezonu grzewczego (w porównaniu z zimą) | -18% | -3% | 15-punktowy odzysk |
| Żywotność pierścienia centrującego (szacowana, przewidywana) | 2200–2500 godz. | 3400–3800 godz. (przewidywana) | +52% przewidywanej żywotności |
| Specyficzne zużycie energii (kWh/tonę) | 18,7 | 17,2 | -8% |
| Marnotrawstwo paszy na poziomie gospodarstwa (% dostarczonej paszy) | 4,8% | 1,9% | redukcja o -60% |
| Zawartość kar przy dostawie do gospodarstwa (<2 mm sito) | 8,5% | 1,7% | -80% redukcji |
Najważniejszym usprawnieniem operacyjnym było całkowite wyeliminowanie automatycznych wyłączeń spowodowanych upałem. Latem 2024 roku każde wyłączenie wymagało około 25-35 minut przestoju – obejmującego czyszczenie matryc, ponowne uruchomienie i płukanie materiału – co skutkowało szacowaną stratą czasu produkcji rzędu 15-20 godzin miesięcznie. Przy braku wyłączeń odnotowanych w okresie ewaluacji w 2025 roku, dostępny czas produkcji netto wzrósł o około 8%.
Poprawa trwałości peletu przyniosła korzyści ekonomiczne w dalszej perspektywie, które przerosły oczekiwania. Zmniejszenie zawartości drobnych cząstek w dostawie z gospodarstwa z 8,5% do 1,7% bezpośrednio przełożyło się na mniejsze straty paszy w zautomatyzowanych systemach karmienia paszą. Przy skali produkcji klienta wynoszącej 280 000 ton rocznie, ta 60-procentowa redukcja strat na poziomie gospodarstwa przekłada się na około 8100 ton zaoszczędzonej paszy rocznie – równowartość około 2,8 miliona dolarów według regionalnych cen pasz (USDA GAIN Report, 2024 Saudi Feed Cost Bench benchmark).
Ocena klienta
Kierownik produkcji zakładu przedstawił następującą ocenę podczas przeglądu poewaluacyjnego:
Zespół matrycy pierścieniowej i rolki Hongyang działał lepiej niż nasze specyfikacje techniczne. Naszym głównym zmartwieniem, rozpoczynając lato, było to, czy jakakolwiek matryca pierścieniowa – niezależnie od pochodzenia – będzie w stanie utrzymać stałą jakość peletu, gdy temperatura powietrza wlotowego do chłodnicy przekraczała 45°C. Osiągnięty wskaźnik PDI na poziomie 98,2% nie tylko przekroczył nasz letni cel 96%, ale także dorównał lub przekroczył zimowy poziom bazowy. Już samo wyeliminowanie przestojów związanych z matrycą uzasadniało inwestycję. Zmniejszenie jednostkowego zużycia energii było nieoczekiwanym bonusem.
— Kierownik produkcji, Al-Riyadh Feed Industries (Central Region Mill)
Dyrektor ds. zaopatrzenia firmy zauważył również, że cena matryc pierścieniowych firmy Hongyang była o około 35% niższa niż u dotychczasowego dostawcy europejskiego, a jednocześnie zapewniała równą lub wyższą żywotność w warunkach letnich w Arabii Saudyjskiej. Łączny efekt – dłuższa żywotność matryc, niższy koszt zakupu, mniejsze zużycie energii i wyższa jakość peletu – przyniósł wyliczony zwrot z inwestycji w ciągu 7,5 miesiąca.
Wniosek
Przypadek Al-Riyadh pokazuje, że precyzyjnie zaprojektowana technologia matryc pierścieniowych firmy Hongyang może sprostać wysokim wymaganiom produkcji paszy dla brojlerów w wysokich temperaturach w regionie Zatoki Perskiej. Na wynik wpłynęły trzy czynniki techniczne:
1. Wykonanie z zakresu nauki o materiałach: Hartowany próżniowo stop X46Cr13 o twardości HRC 52-54 z jednorodnością otworów wierconych metodą CNC reprezentuje górny pułap jakości, jaki można osiągnąć w przypadku pierścieniowych matryc do karmienia brojlerów przy obecnym poziomie technologii metalurgicznej.
2. Kalibracja szczeliny uwzględniająca zmiany temperatury: Wstępna kompensacja szczeliny zimnego wałka matrycowego w celu uwzględnienia rozszerzalności cieplnej w temperaturze roboczej to tania i skuteczna praktyka, którą młyny paszowe w gorącym klimacie powinny stosować jako standardową procedurę operacyjną.
3. Dopasowana integracja systemu: Konfigurację matrycy pierścieniowej, wałka i łożyska zaprojektowano jako ujednolicony system zarządzania temperaturą, a nie jako niezależne komponenty — podejście, które odróżnia rozwiązania opracowane specjalnie dla konkretnych zastosowań od standardowych matryc.
Dla producentów pasz działających na Bliskim Wschodzie, w Afryce Północnej i innych regionach o wysokich temperaturach otoczenia wyniki badań Al-Riyadh stanowią punkt odniesienia: przy zastosowaniu prawidłowo określonej technologii matryc pierścieniowych możliwe jest osiągnięcie 98,2% PDI przy zerowych przestojach spowodowanych ciepłem na skalę komercyjną.
Źródła danych: Statystyki dotyczące zwierząt gospodarskich GASTAT 2024; Raport IMARC Group dotyczący rynku pasz złożonych w Arabii Saudyjskiej 2024; Raport USDA GAIN SA2024-0002; Journal of Applied Poultry Research (2019) tom 28, wydanie 4; Norma ASAE S269.4; wewnętrzne dane inżynieryjne dotyczące zastosowań w Hongyang, okres oceny od czerwca do sierpnia 2025 r.
Czas publikacji: 30 maja 2026 r.
