Nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi lợn của Đức đạt được sản lượng viên nén ổn định 10 tấn/giờ với máy ép viên dạng vòng Hongyang SZLH508.

Tóm tắt

Một nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi cỡ trung bình ở Lower Saxony, Đức - khu vực sản xuất khoảng 30% lượng thức ăn chăn nuôi của cả nước - đã đưa vào sử dụng máy ép viên dạng vòng SZLH508 của Hongyang Machinery vào đầu năm 2025 như một phần của quá trình hiện đại hóa dây chuyền sản xuất. Sau tám tháng hoạt động liên tục, máy đã duy trì sản lượng 10 tấn/giờ (TPH) với chỉ số độ bền viên (PDI) luôn vượt quá 96%, trong khi mức tiêu thụ năng lượng giảm 12% so với hệ thống ép viên dạng phẳng trước đây. Nghiên cứu trường hợp này ghi lại các tiêu chí lựa chọn, quy trình lắp đặt và dữ liệu hiệu suất trong 240 ngày hoạt động đầu tiên, cung cấp điểm tham chiếu cho các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi ở châu Âu khi đánh giá việc nâng cấp công nghệ ép viên dạng vòng.

1. Bối cảnh ngành: Sản xuất thức ăn chăn nuôi lợn tại Đức

Đức là quốc gia sản xuất lợn lớn nhất Liên minh châu Âu, với khoảng 21,2 triệu con lợn tính đến tháng 11 năm 2023 (Cục Thống kê Liên bang, 2024). Nước này sản xuất hơn 24 triệu tấn thức ăn hỗn hợp mỗi năm, trong đó thức ăn cho lợn chiếm khoảng 38% — tương đương khoảng 9 triệu tấn (FEFAC, 2024). Hai bang Lower Saxony và North Rhine-Westphalia cùng nhau chiếm hơn 60% tổng số lợn thịt của cả nước, biến khu vực này trở thành vùng tiêu thụ thức ăn chăn nuôi lợn tập trung nhất ở châu Âu.

Ngành sản xuất thức ăn hỗn hợp của Đức hoạt động dưới các khung pháp lý nghiêm ngặt: Quy định vệ sinh thức ăn chăn nuôi của EU (EC số 183/2005), Nghị định về thức ăn chăn nuôi của Đức (FuttMV) và hệ thống chứng nhận QS Qualität und Sicherheit GmbH. Chất lượng viên thức ăn, được đo lường chủ yếu bằng chỉ số phân bố kích thước hạt (PDI) và tỷ lệ hạt mịn, không chỉ đơn thuần là một yếu tố thương mại mà còn là một thông số tuân thủ liên quan đến kết quả phúc lợi động vật và các tiêu chuẩn về khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng.

Các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi của Đức từ trước đến nay thường nhập thiết bị ép viên từ các nhà sản xuất trong nước và các nước châu Âu khác. Tuy nhiên, chi phí đầu tư tăng cao và thời gian giao hàng kéo dài đối với các máy ép viên dạng vòng sản xuất tại châu Âu đã khiến một bộ phận các nhà sản xuất tầm trung xem xét các lựa chọn thay thế từ châu Á, vốn có thể mang lại hiệu suất tương đương với thời gian giao hàng ngắn hơn.

2. Hồ sơ khách hàng và thách thức vận hành

Khách hàng được đề cập ở đây với tên gọi “Betrieb M” để bảo mật thông tin, vận hành một nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi lợn dây chuyền đơn gần Oldenburg ở Lower Saxony, phục vụ 12 trang trại nuôi lợn thịt theo hợp đồng và ba trang trại chăn nuôi lợn từ khi sinh đến khi trưởng thành trong bán kính 60 km. Sản lượng hàng năm trước khi nâng cấp là khoảng 28.000 tấn, bao gồm sáu đường kính viên thức ăn (2,5 mm đến 4,5 mm) với bốn loại công thức: thức ăn khởi động, thức ăn tăng trưởng, thức ăn vỗ béo và thức ăn cho lợn nái đang cho con bú.

Trước năm 2025, Betrieb M vận hành đồng thời hai máy ép viên dạng tấm phẳng, mỗi máy có công suất định mức 5 tấn/giờ nhưng hiếm khi đạt được công suất hơn 4,2 tấn/giờ trong quá trình sản xuất liên tục. Những thách thức chính là:

1. Sự bất ổn định đầu raNăng suất dao động khoảng ±18% giữa các ca làm việc do sự mài mòn khuôn, buộc người vận hành phải thường xuyên điều chỉnh lượng hơi nước phun vào bộ điều chỉnh và tốc độ cấp liệu. Một cuộc kiểm toán nội bộ vào quý 3 năm 2024 đã ghi nhận 62 sự cố ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trong vòng 90 ngày, trong đó 41 sự cố là do tắc nghẽn máy ép viên hoặc quá tải động cơ.

2. Chất lượng viên nén không đồng nhấtGiá trị PDI đo được bằng máy thử Holmen NHP100 theo tiêu chuẩn ISO 17830 trung bình là 92,3% đối với viên thức ăn chăn nuôi 3,5 mm, thấp hơn khuyến nghị QS là 95% cho thức ăn chăn nuôi lợn. Chuyên gia dinh dưỡng của nhà máy báo cáo rằng hàm lượng bụi mịn tại kho chứa ở trang trại trung bình là 4,8%, dẫn đến hành vi chọn lọc thức ăn được quan sát thấy ở lợn con và làm tăng tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) lên 1,7% so với các mẫu viên thức ăn được kiểm tra trực tiếp tại cổng nhà máy.

3. Cường độ năng lượngCấu hình khuôn phẳng tiêu thụ 18,2 kWh/tấn thức ăn viên (đo tại động cơ truyền động chính), mức này được ban quản lý đánh giá cao hơn 10-15% so với tiêu chuẩn ngành đối với các hệ thống khuôn vòng có công suất tương đương (dữ liệu chuẩn sản xuất thức ăn hỗn hợp của FEFAC, 2023).

4. Chi phí bảo trìChu kỳ thay thế khuôn và trục lăn trung bình là 800-1.000 giờ vận hành, tương đương với khoảng 10 lần thay khuôn mỗi năm cho mỗi nhà máy. Mỗi lần thay thế cần 3,5-4 giờ ngừng hoạt động để làm mát, tháo dỡ, thay thế và hiệu chỉnh lại.

3. Lựa chọn thiết bị và cơ sở kỹ thuật

Vào giữa năm 2024, Betrieb M đã phát hành yêu cầu báo giá (RFQ) cho sáu nhà cung cấp thiết bị, ba nhà cung cấp châu Âu và ba nhà cung cấp châu Á. Các tiêu chí đánh giá được tính trọng số như sau: năng suất ổn định (30%), chất lượng viên nén ổn định (25%), hiệu quả năng lượng (20%), tổng chi phí sở hữu (15%) và tiến độ giao hàng/vận hành (10%).

Máy ép viên SZLH(HYPM)508 của Hongyang Machinery được lựa chọn sau một cuộc thử nghiệm so sánh được tiến hành tại cơ sở trình diễn Changzhou của Hongyang vào tháng 9 năm 2024, nơi Betrieb M đã vận chuyển ba tấn hỗn hợp thức ăn hoàn thiện của riêng mình (dựa trên bột ngô-đậu nành, 14,7% protein thô, 3,9% chất xơ thô) để thử nghiệm ép viên. Máy SZLH(HYPM)508 đã đạt được:

- Năng suất trung bình: 10,3 TPH trong 4 giờ vận hành liên tục (khuôn: độ dày hiệu dụng 4,0 mm 70/70 mm, tỷ lệ nén 1:8,5)

- PDI: 97,1% (Holmen NHP100, test 60 giây)

- Mức tiêu thụ năng lượng cụ thể: 15,6 kWh/tấn tại bộ truyền động chính

Máy ép viên dạng vòng SZLH(HYPM)508 là máy ép viên dạng vòng dẫn động bằng dây đai với đường kính khuôn trong 508 mm, động cơ chính 160 kW và cấu hình cấp liệu cưỡng bức hai động cơ. Các điểm khác biệt chính của máy bao gồm bộ phận điều chỉnh bằng thép không gỉ với chiều dài giữ 2,5 mét cung cấp thời gian điều chỉnh từ 45-90 giây (có thể điều chỉnh thông qua góc cánh khuấy), hệ thống nâng khuôn khí nén cho phép thay khuôn chỉ với một người vận hành trong vòng chưa đầy 40 phút, và hệ thống bôi trơn tự động với khoảng thời gian bôi mỡ có thể lập trình được đồng bộ với giờ hoạt động và sản lượng.

Giải pháp lắp đặt tổng thể bao gồm: máy ép viên dạng vòng SZLH(HYPM)508, máy trộn trục đôi HYSC-3.0, máy cấp liệu cưỡng bức HY-FD2000 và bảng điều khiển PLC tích hợp với giao tiếp Modbus TCP kết nối với hệ thống SCADA hiện có của nhà máy. Việc lắp đặt được hoàn tất vào tháng 2 năm 2025 trong khung thời gian bảo trì định kỳ 5 ngày, với việc Hongyang cử hai kỹ sư vận hành đến giám sát, căn chỉnh và thử tải tại chỗ.

4. Kết quả hoạt động kinh doanh: Tháng 1 - Tháng 8 năm 2025

Sau giai đoạn vận hành thử (30 ngày đầu tiên, với công suất tăng dần từ 6 lên 10 tấn/giờ), dữ liệu sản xuất trong bảy tháng tiếp theo (tháng 3-tháng 9 năm 2025) đã được bộ phận đảm bảo chất lượng của Betrieb M tổng hợp. Bảng sau đây tóm tắt các chỉ số hiệu suất chính:

Từ góc độ chuyên gia dinh dưỡng, cải tiến đáng kể nhất là sự giảm mạnh lượng thức ăn vụn tại thời điểm tiêu thụ. Thử nghiệm nội bộ của Betrieb M trên chuồng nuôi 400 con (trọng lượng cơ thể 25-60 kg, chu kỳ 42 ngày) cho thấy hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) là 2,38 khi sử dụng viên thức ăn sản xuất từ ​​giống SZLH508, so với 2,44 khi sử dụng nguồn cung cấp viên thức ăn trước đó – cải thiện 2,5%. Mặc dù thừa nhận rằng nhiều biến số ảnh hưởng đến FCR trong trang trại, chuyên gia dinh dưỡng cho rằng một phần đáng kể của sự cải thiện này là do giảm lãng phí thức ăn do hành vi chọn lọc thức ăn của gia cầm.

Tiết kiệm năng lượng 2,8 kWh/tấn, nhân với sản lượng hàng năm khoảng 28.000 tấn, ước tính mang lại mức tiết kiệm hàng năm là 78.400 kWh, tương đương với khoảng 31 tấn CO2 theo hệ số phát thải lưới điện của Đức năm 2024 là 0,395 kg CO2/kWh (Umweltbundesamt, 2024). Với giá điện công nghiệp khoảng 0,18 €/kWh tại Lower Saxony, điều này thể hiện mức giảm chi phí trực tiếp hơn 14.000 € mỗi năm.

5. Kinh nghiệm của người vận hành và phản hồi về bảo trì

Giám sát viên bảo trì của Betrieb M báo cáo rằng hệ thống nâng khuôn khí nén đã giảm thời gian thay khuôn từ 3,5-4 giờ trước đây xuống còn khoảng 35-45 phút, chỉ với một người vận hành và một người phụ tá. Hệ thống bôi trơn tự động đã loại bỏ việc bôi trơn thủ công tám điểm mỗi máy hàng ngày, thay thế bằng việc kiểm tra hộp chứa dầu bôi trơn hai tuần một lần.

Giám đốc nhà máy lưu ý rằng việc tích hợp Modbus TCP với hệ thống SCADA cung cấp khả năng hiển thị theo thời gian thực các thông số như dòng điện động cơ, nhiệt độ ổ trục, áp suất hơi nước điều hòa và nhiệt độ khuôn, những thông số trước đây chỉ được theo dõi định kỳ bằng cách đọc thủ công. Luồng dữ liệu này đã cho phép nhóm QA liên hệ sự biến động chất lượng viên nén với các sai lệch quy trình cụ thể, giảm thời gian phân tích nguyên nhân gốc rễ của các sự cố chất lượng từ khoảng hai giờ xuống còn 15 phút.

Hai lĩnh vực cần cải thiện trong tương lai đã được xác định: thứ nhất, khách hàng yêu cầu một biến thể truyền động khớp nối trực tiếp (thay thế cho truyền động bằng dây đai) cho việc mở rộng dây chuyền sản xuất thứ hai tiềm năng, với lý do nhận thấy hiệu quả tăng thêm không đáng kể ở hệ thống truyền động bằng dây đai; thứ hai, ngôn ngữ giao diện người vận hành ban đầu được đặt là tiếng Quan thoại, yêu cầu bộ phận hỗ trợ từ xa của Hongyang phải chuyển sang tiếng Anh. Kể từ đó, Hongyang đã cập nhật phần mềm HMI để mặc định sử dụng tiếng Anh cho các triển khai tại châu Âu.

6. Kết luận

Việc triển khai hệ thống Betrieb M chứng minh rằng một máy ép viên dạng vòng hiện đại từ nhà sản xuất châu Á có thể đáp ứng các yêu cầu về năng suất, chất lượng viên nén và độ tin cậy của sản xuất thức ăn hỗn hợp tại Đức khi thiết bị được lựa chọn phù hợp với công thức và bối cảnh vận hành. Các yếu tố thành công chính bao gồm thử nghiệm ép viên trước khi mua với nguyên liệu đầu vào của khách hàng, hỗ trợ vận hành tại chỗ kỹ lưỡng và kiến ​​trúc PLC tương thích với hệ thống tự động hóa nhà máy hiện có.

Đối với các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi tầm trung ở châu Âu đang gặp phải những hạn chế về công suất hoặc hệ thống ép viên đã cũ, dòng sản phẩm HYPM của Hongyang đại diện cho một lộ trình hiện đại hóa tiết kiệm chi phí với dữ liệu hiệu suất được ghi nhận từ một trang web tham khảo ở Đức. Bộ dữ liệu 8 tháng được trình bày ở đây, mặc dù có thời gian hạn chế so với đánh giá nhiều năm, nhưng bao gồm đủ giờ hoạt động để cung cấp một cơ sở dữ liệu có ý nghĩa về độ ổn định của chỉ số PDI, mức tiêu thụ năng lượng và gánh nặng bảo trì.

Công ty Hongyang Machinery tiếp tục thu thập dữ liệu vận hành từ hệ thống này theo định kỳ hàng quý và sẽ công bố các kết quả cập nhật khi thiết bị được sử dụng thêm nhiều năm.