Santrauka
Saudo Arabijos broilerių mėsos gamyba 2024 m. pasiekė maždaug 1,3 mln. tonų – 12,9 % daugiau nei praėjusiais metais, o tai lėmė „Vision 2030“ maisto saugos įgaliojimas, kuriuo siekiama 80 % paukštienos savarankiškumo (GASTAT, 2024). Ši plėtra kelia ypatingus reikalavimus pašarų gamintojams, ypač vasaros mėnesiais, kai aplinkos temperatūra reguliariai viršija 45 °C. „Al-Riyadh Feed Industries“ (pavadinimas anonimizuotas kliento prašymu), viena iš penkių didžiausių Karalystės integruotų broilerių gamintojų, kurios metinė kombinuotųjų pašarų produkcija viršija 280 000 metrinių tonų, susidūrė su kritiniu gamybos trūkumu: granulių patvarumas nuolat blogėjo gegužės–rugsėjo mėn. šiluminiu sezonu ir nukrito iki 91–92 % PDI (granulių patvarumo indekso), palyginti su bendrovės vidiniu ≥96 % etalonu.
2024 m. viduryje bendrovė dviejose pagrindinėse granuliavimo gamyklų linijose įrengė „Hongyang HYPM“ serijos žiedinių štampo mazgus ir suderintus volų korpusus. Per pirmąsias 90 eksploatavimo dienų iki vasaros piko linijų PDI buvo pasiektas 98,2 % (±0,5), pašalintos karščio sukeltos užstrigimo situacijos ir žiedinių štampo keitimo dažnumas sumažėjo maždaug 35 %, palyginti su anksčiau naudotais Europoje pagamintais štampo. Šiame atvejo tyrime nagrinėjami techniniai aukštos temperatūros granuliavimo iššūkiai, „Hongyang“ inžinerinis atsakas ir gauti kiekybiškai įvertinami rezultatai.
Pramonės ir klientų patirtis
Saudo Arabija veikia vienoje iš labiausiai terminiu požiūriu sudėtingų aplinkų pasaulyje intensyviai gyvulininkystei. Generalinė statistikos administracija pranešė, kad vien Rijado provincijoje 2024 m. buvo pagaminta 359 700 tonų broilerių mėsos, po to sekė kruša (295 000 tonų) ir Kasimas (200 000 tonų). Pašarai sudaro 60–70 % visų broilerių gamybos sąnaudų, todėl granulių kokybė yra lemiamas ekonominis kintamasis.
„Al-Riyadh Feed Industries“ valdo tris pašarų malūnas centriniame regione, maitinančias 42 pagal sutartį veikiančius broilerių ūkius. Pagrindinė jų broilerių apdailinimo formulė yra kukurūzų ir sojų pupelių rupinių pagrindas su 3,0 mm skersmens granulėmis, kuria siekiama, kad gatavų granulių temperatūra aušintuvo išleidimo angoje būtų žemesnė nei 88 °C. Prieš Hongyang modernizavimą bendrovė susidūrė su pasikartojančiu sezoniškumu: aplinkos temperatūrai pakilus virš 38 °C (paprastai iki gegužės pradžios), granuliatorių malūno variklių apkrovos tapo nepastovios, formos paviršiaus temperatūra šoktelėjo virš 95 °C, o gatavų granulių PDI nukrito žemiau 96 % ribos, reikalingos priimtinam pašarų švaistymo lygiui ūkyje palaikyti.
Ekonominės pasekmės buvo išmatuojamos. Tarptautinio paukštininkystės tyrimų instituto pramonės duomenys rodo, kad kiekvienas 1 % PDI sumažėjimas koreliuoja su maždaug 0,4–0,6 % padidėjusiu pašarų švaistymu visose šėrimo sistemose, o tai reiškia, kad Al-Rijado mastu, kai PDI sumažėjo sezoniškai, kasmet prarandama maždaug 1 100–1 700 papildomų tonų pašarų.
Iššūkis: didelis karštis ir granulių kokybės pablogėjimas
Broilerių pašarų granuliavimas vyksta siaurame termodinaminiame lange. Optimali misos paruošimo temperatūra svyruoja nuo 75 iki 90 °C, o idealiai palaikoma 80–90 °C temperatūra išėjimo iš formos. Virš 95 °C temperatūros žymiai pagreitėja karščiui labilių vitaminų (A, D, E, K) ir sintetinių aminorūgščių (lizino, metionino) terminis skaidymas. Tuo pačiu metu vyksta Maillardo reakcija tarp redukuojančių cukrų ir laisvųjų aminorūgščių, kurios pradeda jungtis su lizinu į nevirškinamus kompleksus, taip efektyviai sumažindamos prieinamą maistinių medžiagų tankį („Journal of Applied Poultry Research“, 2019 m.).
Al-Rijado gamyklose vasaros karštis sukėlė tris sudėtinius gedimo režimus:
1. Nepakankamas aušinimo pajėgumas: Įeinantis 45 °C temperatūros aplinkos oras sumažino priešpriešinio srauto aušintuvo terminį gradientą, neleisdamas granulėms pasiekti tikslinės išleidimo temperatūros, kuri yra 5 °C aukštesnė už aplinkos temperatūrą. Per šiltos išeinančios granulės išlaikė likutinę drėgmę ir sandėliavimo metu suminkštėjo.
2. Štampo terminis išsijungimas: Esant nuolatinei 45 °C aplinkos temperatūrai, granuliatoriaus malūno šilumos išsklaidymo pajėgumas buvo viršytas. Štampo paviršiaus temperatūra per pirmąsias 45 nepertraukiamo veikimo minutes pakilo virš 95 °C, todėl malūno PLC saugos blokuotė automatiškai išsijungė.
3. Volo korpuso slydimas: Dėl padidėjusios temperatūros sumažėjo efektyvus trinties koeficientas tarp volo korpuso paviršiaus ir kondicionuotos misos, todėl volas periodiškai slydo, medžiaga pasiskirsto netolygiai ant štampo paviršiaus ir atsiranda lokalių štampo nusidėvėjimo požymių.
Galutinis rezultatas: granulių PDI sumažėjo iki 91,2 % (matuojant ASAE S269.4 vartymo metodu), pašarų švaistymas ūkiuose padidėjo maždaug 2,8 %, o gamykla buvo priversta sumažinti našumą karščiausiomis valandomis 15–20 %, kad išvengtų prastovų. Žiedinio štampo tarnavimo laikas, kurį jau ir taip įtempė silicio dioksido kiekis vietiniuose kukurūzuose, sumažėjo nuo vidutiniškai 3 500 darbo valandų žiemą iki 2 200–2 500 valandų vasarą.
Hongyang sprendimas
Po techninio audito, atlikto kartu su „Hongyang“ taikymo inžinerijos komanda, dviejose granuliavimo gamyklų linijose buvo įdiegtas trijų komponentų modernizavimas:
1. Tikslus žiedinis štampas su optimizuotu suspaudimo laipsniu
„Hongyang“ nurodė 3,0 mm skersmens žiedinį štampo elementą, kurio suspaudimo laipsnis yra 1:12,5 – sukalibruotą pagal kliento specifinę broilerių apdorotojo mišinio formulę (kukurūzų ir sojų pupelių miltų pagrindas su 3,2 % pridėtinių riebalų ir 14,5 % tikslinio drėgmės po kondicionavimo). Štampo medžiaga buvo X46Cr13 (DIN 1.4034 / kiniškas 4Cr13) martensitinis nerūdijantis plienas, apdorojamas vakuuminiu grūdinimu 1 050–1 080 °C temperatūroje, po to dvigubu atleidimu 220–240 °C temperatūroje, kad būtų pasiektas vienodas HRC 52–54 paviršiaus kietumas visame štampo takelyje.
Svarbu tai, kad „Hongyang“ gręžtinių skylių technologija, kurioje naudojamas CNC giluminis gręžimas su ±0,02 mm padėties tolerancija, užtikrino vienodą skylių skersmenį, matuojant esant ≤15 μm nuokrypai. Toks tikslumo lygis sumažina skirtingą srauto pasipriešinimą visame štampo paviršiuje – tai pagrindinis kintamasis, padedantis išlaikyti pastovų granulių tankį esant svyruojančioms temperatūros sąlygoms. Kiekvienos štampo angos įleidimo anga buvo užbaigta smailėjančia įvadine nuožula 60° kampu, siekiant sumažinti medžiagos patekimo pasipriešinimą ir efektyviai sumažinti savitąsias energijos sąnaudas (kWh/tonai), reikalingas granulių formavimui pradėti.
2. Suderintas ritininio korpuso mazgas su aukštai temperatūrai skirta guolio konfigūracija
„Hongyang“ tiekė suderintą volelių korpusų rinkinį, pagamintą iš 20CrMnTi legiruoto plieno, kurio įanglinimo gylis yra 2,0–2,2 mm, o paviršiaus kietumas – HRC 60–62. Gofruotas raštas su 1,2 mm griovelių žingsniu ir 0,8 mm griovelių gyliu, optimizuotas siekiant maksimaliai padidinti medžiagos sukibimą su mažos trinties, didelio riebumo broilerių koše.
Volelių mazge buvo įmontuoti aukštai temperatūrai atsparūs sandarūs sferiniai ritininiai guoliai (SKF „Explorer“ klasės atitikmuo, kurio vardinė nuolatinė darbinė temperatūra yra 120 °C), pakeičiantys standartinius guolius, kuriuose vasaros gamybos metu tirpdavo tepalas ir per anksti lūždavo sluoksniai. Labirinto tipo daugiapakopis sandariklis su PTFE lūpų elementais neleido patekti smulkioms dalelėms – dažnam gedimo vektoriui, kai į guolių korpusus prasiskverbia karštos, sausos misos dalelės.
3. Štampo ir volelio tarpo kalibravimo protokolas
„Hongyang“ technikos komanda nustatė 0,40 mm (±0,05 mm) tarpą tarp štampo ir volelio, išmatuotą šaltuoju būdu šešiuose vienodu atstumu esančiuose taškuose aplink štampo perimetrą, naudojant tarpmatį. Šis mažesnis nei standartinis tarpas iš dalies kompensuoja šiluminį plėtimąsi darbinėje temperatūroje: esant 85 °C štampo paviršiaus temperatūrai, X46Cr13 štampo radialinė plėtra siekia maždaug 0,08–0,12 mm (šiluminio plėtimosi koeficientas ≈10,5 × 10⁻⁶/K), todėl šaltasis tarpas darbinėmis sąlygomis iš esmės sumažėja iki beveik optimalaus 0,28–0,35 mm. Šis išankstinio kompensavimo metodas neleidžia tarpui pernelyg išsiplėsti vasaros sezono metu, nes kitaip sumažėtų misos gniuždymo jėga ir granulių tankis.
Gamybos duomenys ir rezultatai
Abiejų modernizuotų linijų eksploataciniai duomenys buvo renkami per 90 dienų vertinimo laikotarpį (2025 m. birželio–rugpjūčio mėn., vasaros pikas), o pradiniu rodikliu buvo laikomi ankstesnės vasaros (2024 m. birželio–rugpjūčio mėn.) eksploataciniai duomenys.
| Parametras | Bazinis lygis (2024 m. vasara) | Hongyang modernizavimas (2025 m. vasara) | Patobulinimas |
| Vidutinis PDI (ASAE S269.4) | 91,2 % | 98,2 % (±0,5 %) | +7,0 procentinio punkto |
| Štampo paviršiaus temperatūra (pastovioji būsena) | 94–98 °C | 85–89 °C | -9 °C vidutiniškai |
| Granulių išleidimo temperatūra (po aušintuvo) | 36–40 °C | 29–33 °C | -7 °C vidutiniškai |
| Dėl karščio sukelti automatiniai išsijungimai (per mėnesį) | 8–12 įvykių | 0 įvykių | 100 % pašalinimas |
| Pralaidumo sumažėjimas karščio piko metu (palyginti su žiemą) | -18 % | -3 % | 15 procentinių punktų atgavimas |
| Žiedinio kristalo tarnavimo laikas (apytikslis, prognozuojamas) | 2 200–2 500 val. | 3 400–3 800 val. (prognozuojamas) | +52 % prognozuojamas |
| Savitasis energijos suvartojimas (kWh/t) | 18,7 | 17,2 | -8 % |
| Pašarų švaistymas ūkio lygmeniu (% nuo pristatytų pašarų) | 4,8 % | 1,9 % | -60 % sumažėjimas |
| Smulkių dalelių kiekis pristatymo į ūkį metu (<2 mm sietas) | 8,5 % | 1,7 % | -80 % sumažėjimas |
Svarbiausias veiklos patobulinimas buvo visiškas dėl karščio sukeltų automatinių išsijungimų panaikinimas. 2024 m. vasarą kiekvienas išsijungimo įvykis trukdavo maždaug 25–35 minutes prastovos, įskaitant matricos valymą, pakartotinį paleidimą ir medžiagų išvalymą, todėl per mėnesį gamybos laiko nuostoliai būdavo maždaug 15–20 valandų. 2025 m. vertinimo laikotarpiu neužfiksavus nė vieno išsijungimo atvejo, grynasis galimas gamybos laikas padidėjo maždaug 8 %.
Pagerėjęs granulių patvarumas davė ekonominę naudą, kuri viršijo lūkesčius. Smulkių dalelių kiekio sumažinimas ūkyje nuo 8,5 % iki 1,7 % tiesiogiai lėmė mažesnes pašarų atliekas automatinėse šėrimo sistemose. Kliento gamybos mastui siekiant 280 000 tonų per metus, šis 60 % ūkio lygio atliekų sumažinimas reiškia, kad per metus sutaupoma apie 8 100 tonų pašarų – tai atitinka maždaug 2,8 mln. USD regioninėmis pašarų kainomis (USDA GAIN ataskaita, 2024 m. Saudo Arabijos pašarų kainų lyginamasis rodiklis).
Kliento vertinimas
Gamyklos gamybos vadovas po vertinimo peržiūros pateikė tokį vertinimą:
„Hongyang“ žiedinio štampo ir volelio mazgas veikė geriau nei mūsų techniniai reikalavimai. Vasaros pradžioje labiausiai nerimavome, ar bet kuris žiedinis štampas, nepriklausomai nuo jo kilmės, gali išlaikyti pastovią granulių kokybę, kai į aušintuvą patenkančio aplinkos oro temperatūra viršija 45 °C. Mūsų pasiektas 98,2 % PDI viršijo ne tik mūsų vasaros 96 % tikslą, bet ir atitiko arba viršijo mūsų žiemos pradinę vertę. Vien su štampu susijusių prastovų pašalinimas pateisino investicijas. Savitosios energijos suvartojimo sumažėjimas buvo netikėtas privalumas.
— Gamybos vadovas, „Al-Riyadh Feed Industries“ (Centrinio regiono malūnas)
Bendrovės pirkimų direktorius taip pat pažymėjo, kad „Hongyang“ žiedinių štampo plokščių kaina buvo maždaug 35 % mažesnė nei anksčiau naudotų Europos tiekėjų, o Saudo Arabijos vasaros sąlygomis jos tarnavo taip pat arba net ilgiau. Bendras poveikis – ilgesnis štampo tarnavimo laikas, mažesnė pirkimo kaina, mažesnės energijos sąnaudos ir aukštesnė granulių kokybė – lėmė apskaičiuotą investicijų grąžą per 7,5 mėnesio.
Išvada
Al-Rijado atvejis rodo, kad „Hongyang“ sukurta preciziškai suprojektuota žiedinių štampo formų technologija gali patenkinti griežtus aukštos temperatūros broilerių pašarų gamybos reikalavimus Persijos įlankos regione. Prie rezultato prisidėjo trys techniniai veiksniai:
1. Medžiagų mokslo įgyvendinimas: vakuume grūdintas X46Cr13 lydinys, kurio HRC yra 52–54, su CNC pistoletu išgręžtomis skylėmis, atitinka aukščiausią kokybės ribą, kurią galima pasiekti broilerių tiekimo žiedų matricoms, esant dabartiniam metalurgijos technologijų lygiui.
2. Termiškai reaguojantis tarpo kalibravimas: išankstinis šalto štampo ir volo tarpo kompensavimas dėl šiluminio plėtimosi darbinėje temperatūroje yra nebrangi ir didelio poveikio praktika, kurią karšto klimato pašarų gamyklos turėtų taikyti kaip standartinę veiklos procedūrą.
3. Suderinta sistemos integracija: žiedinio štampo, ritininio korpuso ir guolio konfigūracija buvo suprojektuota kaip vieninga šilumos valdymo sistema, o ne kaip nepriklausomi komponentai – toks požiūris skiria konkrečiai programai pritaikytus sprendimus nuo įprastinių štampo tiekimo sistemų.
Pašarų gamintojams, veikiantiems Artimuosiuose Rytuose, Šiaurės Afrikoje ir kituose regionuose, kuriuose aplinkos temperatūra yra aukšta, Al-Rijado rezultatai yra atskaitos taškas: 98,2 % PDI be jokių šilumos sukeltų išsijungimų yra pasiekiamas komerciniu mastu, naudojant teisingai nurodytą žiedinio štampo technologiją.
Duomenų šaltiniai: GASTAT gyvulininkystės statistika, 2024 m.; IMARC grupės Saudo Arabijos kombinuotųjų pašarų rinkos ataskaita, 2024 m.; USDA GAIN ataskaita SA2024-0002; Taikomųjų paukštininkystės tyrimų žurnalas (2019 m.), 28 tomas, 4 leidimas; ASAE standartas S269.4; „Hongyang“ vidiniai taikomųjų programų inžinerijos duomenys, 2025 m. birželio–rugpjūčio mėn. vertinimo laikotarpis.
Įrašo laikas: 2026 m. gegužės 30 d.
