Tóm tắt
Sản lượng thịt gà của Ả Rập Xê Út đạt khoảng 1,3 triệu tấn vào năm 2024, tăng 12,9% so với năm trước, được thúc đẩy bởi mục tiêu đảm bảo an ninh lương thực trong Tầm nhìn 2030, hướng tới mục tiêu tự cung tự cấp 80% gia cầm (GASTAT, 2024). Sự mở rộng này đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là trong những tháng hè khi nhiệt độ môi trường thường xuyên vượt quá 45°C. Công ty Al-Riyadh Feed Industries (tên được giấu kín theo yêu cầu của khách hàng), một trong năm nhà sản xuất thịt gà tích hợp hàng đầu của Vương quốc với sản lượng thức ăn hỗn hợp hàng năm vượt quá 280.000 tấn, đã phải đối mặt với một nút thắt cổ chai nghiêm trọng trong sản xuất: độ bền của viên thức ăn liên tục giảm trong mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, xuống thấp tới 91-92% PDI (Chỉ số độ bền viên thức ăn) so với tiêu chuẩn nội bộ của công ty là ≥96%.
Vào giữa năm 2024, công ty đã nâng cấp hai dây chuyền sản xuất viên nén chính của mình bằng cụm khuôn vòng và vỏ con lăn tương ứng dòng Hongyang HYPM. Trong vòng 90 ngày đầu tiên hoạt động, xuyên suốt mùa hè cao điểm, các dây chuyền đã đạt được chỉ số PDI ổn định ở mức 98,2% (±0,5), loại bỏ được hiện tượng tắc nghẽn do nhiệt và giảm tần suất thay thế khuôn vòng khoảng 35% so với các khuôn vòng có nguồn gốc từ châu Âu được sử dụng trước đây. Nghiên cứu trường hợp này xem xét các thách thức kỹ thuật của quá trình ép viên ở nhiệt độ cao, giải pháp kỹ thuật của Hongyang và các kết quả định lượng thu được.
Bối cảnh ngành và khách hàng
Ả Rập Xê Út hoạt động trong một trong những môi trường có điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt nhất thế giới đối với sản xuất chăn nuôi thâm canh. Tổng cục Thống kê báo cáo rằng riêng tỉnh Riyadh đã sản xuất 359.700 tấn thịt gà trong năm 2024, tiếp theo là Hail (295.000 tấn) và Qassim (200.000 tấn). Thức ăn chiếm 60-70% tổng chi phí sản xuất thịt gà, do đó chất lượng viên thức ăn là một yếu tố kinh tế quyết định.
Công ty Al-Riyadh Feed Industries vận hành ba nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi đặt tại khu vực miền trung, cung cấp thức ăn cho 42 trang trại gà thịt theo hợp đồng. Công thức thức ăn vỗ béo gà thịt chính của họ là hỗn hợp bột ngô và đậu nành với đường kính viên nén 3,0 mm, hướng đến nhiệt độ viên nén thành phẩm dưới 88°C tại cửa xả của bộ làm mát. Trước khi nâng cấp hệ thống Hongyang, công ty gặp khó khăn với một chu kỳ theo mùa lặp đi lặp lại: khi nhiệt độ môi trường tăng lên trên 38°C (thường vào đầu tháng 5), tải trọng động cơ máy ép viên trở nên thất thường, nhiệt độ bề mặt khuôn ép tăng vọt lên trên 95°C, và chỉ số PDI của viên nén thành phẩm giảm xuống dưới ngưỡng 96% cần thiết để duy trì tỷ lệ hao phí thức ăn ở mức chấp nhận được tại các trang trại.
Hậu quả kinh tế là có thể đo lường được. Dữ liệu ngành từ Viện Nghiên cứu Gia cầm Quốc tế cho thấy cứ mỗi 1% giảm chỉ số PDI (Chỉ số sản lượng thức ăn) tương ứng với ước tính tăng 0,4-0,6% lượng thức ăn bị lãng phí trong hệ thống cho ăn theo máng — tương đương với khoảng 1.100-1.700 tấn thức ăn bị mất thêm hàng năm ở quy mô của Al-Riyadh khi chỉ số PDI giảm theo mùa.
Thách thức: Nhiệt độ cực cao và sự suy giảm chất lượng viên nén
Quá trình ép viên thức ăn cho gà thịt hoạt động trong một phạm vi nhiệt động học hẹp. Nhiệt độ tối ưu để trộn bột nằm trong khoảng 75-90°C, với nhiệt độ đầu ra của khuôn lý tưởng được giữ ở mức 80-90°C. Trên 95°C, sự phân hủy nhiệt của các vitamin dễ bị phân hủy bởi nhiệt (A, D, E, K) và các axit amin tổng hợp (lysine, methionine) tăng nhanh đáng kể. Đồng thời, phản ứng Maillard giữa đường khử và các axit amin tự do bắt đầu liên kết lysine thành các phức hợp khó tiêu hóa, làm giảm hiệu quả mật độ dinh dưỡng có sẵn (Tạp chí Nghiên cứu Gia cầm Ứng dụng, 2019).
Tại các nhà máy ở Al-Riyadh, cái nóng mùa hè đã gây ra ba nguyên nhân hỏng hóc chồng chất:
1. Công suất làm mát không đủ: Luồng không khí xung quanh đi vào ở 45°C làm giảm độ chênh lệch nhiệt độ của bộ làm mát ngược dòng, ngăn cản viên nén đạt được nhiệt độ xả mục tiêu là 5°C trên nhiệt độ môi trường. Viên nén thoát ra ở nhiệt độ quá cao giữ lại độ ẩm dư và bị mềm trong quá trình bảo quản.
2. Hiện tượng quá nhiệt khuôn ép: Ở nhiệt độ môi trường duy trì ở mức 45°C, khả năng tản nhiệt của máy ép viên bị vượt quá. Nhiệt độ bề mặt khuôn ép tăng lên trên 95°C trong vòng 45 phút đầu tiên hoạt động liên tục, kích hoạt chế độ tự động tắt máy thông qua khóa an toàn PLC của máy.
3. Hiện tượng trượt vỏ trục lăn: Nhiệt độ cao làm giảm hệ số ma sát hiệu dụng giữa bề mặt vỏ trục lăn và hỗn hợp nguyên liệu đã được xử lý, gây ra hiện tượng trượt trục lăn không liên tục, phân bố nguyên liệu không đồng đều trên bề mặt khuôn và tạo ra các vết mài mòn cục bộ trên khuôn.
Kết quả cuối cùng: chỉ số PDI của viên nén giảm xuống còn 91,2% (được đo bằng phương pháp đảo trộn ASAE S269.4), lượng thức ăn bị lãng phí tại các trang trại tăng khoảng 2,8%, và nhà máy buộc phải giảm sản lượng từ 15-20% trong những giờ nóng nhất để tránh ngừng hoạt động. Tuổi thọ của khuôn vòng – vốn đã bị ảnh hưởng bởi hàm lượng silica trong ngô địa phương – giảm từ trung bình 3.500 giờ hoạt động vào mùa đông xuống còn 2.200-2.500 giờ vào mùa hè.
Giải pháp Hồng Dương
Sau cuộc kiểm tra kỹ thuật được thực hiện phối hợp với đội ngũ kỹ sư ứng dụng của Hongyang, một gói nâng cấp ba thành phần đã được triển khai trên hai dây chuyền sản xuất viên nén:
1. Khuôn dập vòng chính xác với tỷ lệ nén tối ưu
Hongyang đã chỉ định một khuôn vòng đường kính 3,0 mm với tỷ lệ nén 1:12,5 — được hiệu chỉnh cho công thức thức ăn vỗ béo gà thịt cụ thể của khách hàng (cơ sở bột ngô-đậu nành với 3,2% chất béo bổ sung và độ ẩm sau xử lý mục tiêu là 14,5%). Vật liệu khuôn là thép không gỉ mactenxit X46Cr13 (DIN 1.4034 / 4Cr13 của Trung Quốc), được xử lý bằng phương pháp tôi chân không ở 1.050-1.080°C, sau đó tôi luyện hai lần ở 220-240°C để đạt được độ cứng bề mặt đồng nhất HRC 52-54 trên toàn bộ rãnh khuôn.
Điều quan trọng là, công nghệ khoan lỗ khuôn bằng súng của Hongyang — sử dụng phương pháp khoan lỗ sâu CNC với dung sai vị trí ±0,02 mm — tạo ra độ đồng nhất đường kính lỗ giữa các lỗ với sai số đo được ≤15 μm. Độ chính xác này giảm thiểu sự khác biệt về điện trở dòng chảy trên bề mặt khuôn, một yếu tố quan trọng trong việc duy trì mật độ viên nén ổn định trong điều kiện nhiệt độ dao động. Mỗi lỗ đầu vào của khuôn được hoàn thiện bằng một cạnh vát dẫn hướng hình nón ở góc 60° để giảm điện trở khi vật liệu đi vào, từ đó giảm hiệu quả mức tiêu thụ năng lượng riêng (kWh/tấn) cần thiết để bắt đầu quá trình tạo viên nén.
2. Bộ vỏ con lăn phù hợp với cấu hình ổ trục chịu nhiệt độ cao
Hongyang cung cấp một bộ vỏ con lăn đồng bộ được chế tạo từ thép hợp kim 20CrMnTi với độ sâu lớp thấm cacbon là 2,0-2,2 mm và độ cứng bề mặt HRC 60-62. Mẫu rãnh được thiết kế với bước rãnh 1,2 mm và độ sâu rãnh 0,8 mm, được tối ưu hóa để tối đa hóa khả năng bám dính vật liệu trong hỗn hợp thức ăn chăn nuôi gà có độ ma sát thấp và hàm lượng chất béo cao.
Cụm con lăn sử dụng vòng bi cầu kín chịu nhiệt độ cao (tương đương SKF Explorer, có khả năng hoạt động liên tục ở nhiệt độ 120°C), thay thế cho các vòng bi tiêu chuẩn đã bị phân hủy mỡ bôi trơn và bong tróc sớm trong quá trình sản xuất mùa hè. Một lớp đệm kín nhiều tầng kiểu mê cung với các phần tử môi PTFE ngăn chặn sự xâm nhập của các hạt mịn, một nguyên nhân gây hỏng hóc thường gặp khi các hạt bột khô nóng xâm nhập vào vỏ vòng bi.
3. Quy trình hiệu chỉnh khe hở giữa khuôn và con lăn
Đội ngũ kỹ thuật của Hongyang đã thiết lập khe hở giữa khuôn và con lăn là 0,40 mm (±0,05 mm), được đo khi khuôn nguội bằng thước đo khe hở tại sáu điểm cách đều nhau xung quanh chu vi khuôn. Thông số khe hở nhỏ hơn tiêu chuẩn này bù đắp một phần cho sự giãn nở nhiệt ở nhiệt độ hoạt động: ở nhiệt độ bề mặt khuôn 85°C, khuôn X46Cr13 giãn nở theo hướng xuyên tâm khoảng 0,08-0,12 mm (hệ số giãn nở nhiệt ≈10,5 × 10⁻⁶/K), giúp thu hẹp khe hở khi nguội xuống gần mức tối ưu 0,28-0,35 mm trong điều kiện hoạt động. Phương pháp bù trừ trước này ngăn khe hở trở nên quá rộng trong các chu trình sản xuất mùa hè, nếu không sẽ làm giảm lực nén lên hỗn hợp nghiền và ảnh hưởng đến mật độ viên nén.
Dữ liệu và kết quả sản xuất
Dữ liệu hiệu suất được thu thập trong suốt thời gian đánh giá 90 ngày (tháng 6-tháng 8 năm 2025, mùa hè cao điểm) trên cả hai tuyến đã được nâng cấp, với hiệu suất của mùa hè trước đó (tháng 6-tháng 8 năm 2024) được dùng làm cơ sở so sánh.
| Thông số | Cơ sở (Mùa hè năm 2024) | Nâng cấp Hongyang (Mùa hè năm 2025) | Cải tiến |
| Chỉ số PDI trung bình (ASAE S269.4) | 91,2% | 98,2% (±0,5%) | +7,0 điểm phần trăm |
| Nhiệt độ bề mặt chip (trạng thái ổn định) | 94-98°C | 85-89°C | -9°C trung bình |
| Nhiệt độ xả viên nén (sau bộ làm mát) | 36-40°C | 29-33°C | Trung bình -7°C |
| Tự động tắt máy do quá nhiệt (mỗi tháng) | 8-12 sự kiện | 0 sự kiện | Loại bỏ hoàn toàn |
| Giảm sản lượng trong thời gian nắng nóng cao điểm (so với mùa đông) | -18% | -3% | Phục hồi 15 điểm phần trăm |
| Tuổi thọ khuôn dập vòng (ước tính, dự kiến) | 2.200-2.500 giờ | 3.400-3.800 giờ (dự kiến) | +52% dự kiến |
| Mức tiêu thụ năng lượng cụ thể (kWh/tấn) | 18,7 | 17,2 | -8% |
| Lượng thức ăn bị lãng phí ở cấp trang trại (% lượng thức ăn được giao) | 4,8% | 1,9% | Giảm -60% |
| Nội dung phạt khi giao hàng tại trang trại ((Sàng <2 mm) | 8,5% | 1,7% | Giảm -80% |
Cải tiến vận hành quan trọng nhất là việc loại bỏ hoàn toàn hiện tượng tự động tắt máy do quá nhiệt. Trong mùa hè năm 2024, mỗi lần tắt máy cần khoảng 25-35 phút ngừng hoạt động — bao gồm vệ sinh khuôn, khởi động lại và làm sạch vật liệu — dẫn đến ước tính mất 15-20 giờ sản xuất mỗi tháng. Với việc không ghi nhận sự cố tắt máy nào trong giai đoạn đánh giá năm 2025, thời gian sản xuất thực tế khả dụng đã tăng khoảng 8%.
Việc cải thiện độ bền của viên thức ăn đã mang lại lợi ích kinh tế vượt ngoài mong đợi. Việc giảm hàm lượng vụn thức ăn khi giao đến trang trại từ 8,5% xuống 1,7% đã trực tiếp dẫn đến giảm lượng thức ăn bị lãng phí trong các hệ thống cho ăn tự động. Với quy mô sản xuất 280.000 tấn mỗi năm của khách hàng, việc giảm 60% lượng thức ăn bị lãng phí ở cấp trang trại này ước tính tiết kiệm được 8.100 tấn thức ăn mỗi năm — tương đương với khoảng 2,8 triệu đô la Mỹ theo giá thức ăn chăn nuôi khu vực (Báo cáo USDA GAIN, chuẩn mực chi phí thức ăn chăn nuôi Saudi Arabia năm 2024).
Đánh giá khách hàng
Trong buổi đánh giá sau triển khai, người quản lý sản xuất của nhà máy đã đưa ra nhận định sau:
Bộ khuôn vòng và trục lăn Hongyang đã hoạt động vượt xa các thông số kỹ thuật của chúng tôi. Mối quan tâm chính của chúng tôi khi bước vào mùa hè là liệu bất kỳ khuôn vòng nào - bất kể nguồn gốc - có thể duy trì chất lượng viên nén ổn định khi nhiệt độ không khí xung quanh đi vào bộ làm mát đo được trên 45°C hay không. Chỉ số PDI 98,2% mà chúng tôi đạt được không chỉ vượt quá mục tiêu mùa hè là 96% mà còn ngang bằng hoặc vượt quá mức cơ sở của mùa đông. Việc loại bỏ các sự cố ngừng hoạt động liên quan đến khuôn đã chứng minh khoản đầu tư là xứng đáng. Việc giảm tiêu thụ năng lượng cụ thể là một lợi ích ngoài mong đợi.
— Giám đốc sản xuất, Công ty TNHH Thức ăn chăn nuôi Al-Riyadh (Nhà máy khu vực miền Trung)
Giám đốc thu mua của công ty cũng lưu ý thêm rằng giá khuôn ép vòng của Hongyang thấp hơn khoảng 35% so với nhà cung cấp châu Âu mà chúng tôi đã sử dụng trước đây, trong khi vẫn đạt được tuổi thọ tương đương hoặc vượt trội trong điều kiện mùa hè ở Ả Rập Xê Út. Hiệu quả tổng hợp — tuổi thọ khuôn ép dài hơn, chi phí mua thấp hơn, tiêu thụ năng lượng giảm và chất lượng viên nén cao hơn — đã mang lại lợi nhuận đầu tư dự kiến trong vòng 7,5 tháng.
Phần kết luận
Trường hợp Al-Riyadh chứng minh rằng công nghệ khuôn vòng được chế tạo chính xác từ Hongyang có thể đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản xuất thức ăn chăn nuôi gà thịt ở nhiệt độ cao trong khu vực Vịnh. Ba yếu tố kỹ thuật đã góp phần vào kết quả này:
1. Thực hiện khoa học vật liệu: Hợp kim X46Cr13 được tôi cứng chân không ở độ cứng HRC 52-54 với độ đồng đều lỗ khoan bằng máy CNC thể hiện chất lượng tối đa có thể đạt được đối với khuôn vòng thức ăn cho gà thịt ở trình độ công nghệ luyện kim hiện tại.
2. Hiệu chỉnh khe hở có tính đến nhiệt độ: Việc bù trước khe hở giữa khuôn dập nguội và con lăn để bù trừ sự giãn nở nhiệt ở nhiệt độ vận hành là một biện pháp chi phí thấp, hiệu quả cao mà các nhà máy thức ăn chăn nuôi ở vùng khí hậu nóng nên áp dụng như một quy trình vận hành tiêu chuẩn.
3. Tích hợp hệ thống đồng bộ: Cấu hình khuôn vòng, vỏ con lăn và ổ trục được thiết kế như một hệ thống quản lý nhiệt thống nhất chứ không phải là các thành phần độc lập — một cách tiếp cận giúp phân biệt các giải pháp được thiết kế theo ứng dụng với việc cung cấp khuôn mẫu thông thường.
Đối với các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi hoạt động tại Trung Đông, Bắc Phi và các khu vực có nhiệt độ môi trường cao khác, kết quả của Al-Riyadh cung cấp một tiêu chuẩn tham khảo: hiệu suất PDI 98,2% với không có sự cố ngừng hoạt động do nhiệt là hoàn toàn có thể đạt được ở quy mô thương mại nếu sử dụng công nghệ khuôn vòng được thiết kế đúng cách.
Nguồn dữ liệu: Thống kê chăn nuôi GASTAT 2024; Báo cáo thị trường thức ăn hỗn hợp Ả Rập Xê Út của Tập đoàn IMARC 2024; Báo cáo GAIN của USDA SA2024-0002; Tạp chí Nghiên cứu Gia cầm Ứng dụng (2019) Tập 28, Số 4; Tiêu chuẩn ASAE S269.4; Dữ liệu kỹ thuật ứng dụng nội bộ của Hongyang, giai đoạn đánh giá tháng 6-tháng 8 năm 2025.
Thời gian đăng bài: 30 tháng 5 năm 2026
