Der Pellet-Durability-Index (PDI) ist der Standardmesswert der Futtermittelindustrie für die physikalische Qualität von Pellets. Gemessen wird er durch das Schütteln einer Pelletprobe in einem standardisierten Tester (Holmen-Pneumatik- oder Kansas-State-Trommelverfahren) und die Berechnung des Prozentsatzes intakter Pellets. Der PDI beeinflusst direkt die Futterverwertung, die Tierleistung und die Kundenzufriedenheit. Pellets, die während der Handhabung zerfallen, erzeugen Feinanteile – kleine Partikel, die von den Tieren am Futtertrog aussortiert und zurückgewiesen werden. Dies führt zu Futterverschwendung, höheren Kosten pro Kilogramm Lebendgewichtszunahme und beeinträchtigt die von den Ernährungswissenschaftlern entwickelte Nährstoffgleichmäßigkeit. Dieser Artikel untersucht die Faktoren, die den PDI beeinflussen, und stellt praktische Strategien zur Verbesserung vor.
1. Die Ökonomie der PDI
Mangelhafte Pelletqualität hat messbare finanzielle Folgen:
Futterverluste. An der Futterkrippe aussortierte Futterreste stellen einen direkten Futterverlust dar. In Rindermastbetrieben können die beim Massentransport über unbefestigte Straßen entstehenden Futterreste 5–15 % des Liefergewichts erreichen, wenn der PDI-Wert unter 90 % fällt.
- Verminderte Tierleistung. Vögel und Tiere, die Futter sortieren, nehmen eine ungleichmäßige Ernährung auf, die vom formulierten Nährstoffprofil abweicht, was die Wachstumsrate und die Futterverwertungseffizienz verringert.
- Kundenbindung. Gewerbliche Futtermittelwerke, die integrierte Geflügelbetriebe oder unabhängige Viehzüchter beliefern, sehen sich Vertragsstrafen und Kundenabwanderung gegenüber, wenn die PDI-Werte unter den vertraglich vereinbarten Spezifikationen liegen.
Eine Fallstudie aus Hongyang in Kasachstan belegte den Zusammenhang eindeutig: Als sich der PDI-Wert im Rinderfutter von 88,7 % auf 94,2 % verbesserte (ein Zuwachs von 5,5 Prozentpunkten), erhöhte sich die tägliche Produktionskapazität von 130 auf 178 Tonnen – eine Steigerung des Durchsatzes um 36,9 %, die auch zu einer besseren Pelletqualität führte [1].
2. Faktorgewichtung: Was beeinflusst den PDI?
Branchenforschung hat ungefähre Gewichtungen für die fünf Hauptfaktoren ermittelt, die die Haltbarkeit von Pellets beeinflussen:
Faktor: Futterrezeptur (Bindeeigenschaften der Inhaltsstoffe). Ungefährer Beitrag zum PDI: 40 %.
Faktor: Konditionierung (Dampf, Feuchtigkeit, Temperatur, Zeit). Ungefährer Beitrag zum PDI: 20 %.
Faktor: Mahlung (Partikelgrößenverteilung). Ungefährer Beitrag zum PDI: 20 %.
Faktor: Spezifikationen der Ringmatrize (Kompressionsverhältnis, Lochdesign). Ungefährer Beitrag zum PDI: 15 %.
Faktor: Kühlung und Trocknung. Ungefährer Beitrag zum PDI: 5 %.
Diese Gewichtungen sind Näherungswerte und anwendungsspezifisch, verdeutlichen aber einen entscheidenden Punkt: Über ein Drittel des PDI wird durch Parameter bestimmt, die in der Pelletieranlage angepasst werden können – Konditionierung, Mahlung und Matrizenspezifikationen – was den PDI zu einer kontrollierbaren Kennzahl für Anlagen macht, die ihre Prozesse optimieren wollen.
3. Futterrezeptur: Der 40%-Faktor
Die Futterzusammensetzung ist der größte Einzelfaktor für die Pelletierbarkeit, unterliegt aber oft den größten Einschränkungen – Ernährungswissenschaftler optimieren die Zusammensetzung für Tierleistung und Kosten, nicht für die Haltbarkeit der Pellets. Dennoch lässt sich die Pelletierbarkeit innerhalb der ernährungsphysiologischen Grenzen durch verschiedene Anpassungen der Futterzusammensetzung verbessern:
Stärkegehalt. Die Stärkeverkleisterung während der Konditionierung und Pelletierung ist der primäre Bindungsmechanismus. Rezepturen mit höherem Stärkegehalt (Mais, Weizen, Gerste) lassen sich im Allgemeinen besser pelletieren. Maisbasierte Rezepturen mit einem Maisanteil von über 60 % profitieren von niedrigeren Kompressionsverhältnissen (im Bereich von 1:5), die eine Stärkeverkleisterung ohne Oberflächenverhärtung ermöglichen [2].
Fett-/Ölzugabe. Fett wirkt beim Pelletieren als Schmiermittel und reduziert Reibung und Matrizendruck. Die Fettzugabe nach dem Pelletieren verbessert die Pelletqualität durch Beschichtung der Pelletoberfläche. Ein zu hoher Fettgehalt im Vorpelletierungsmehl (über 3 %) verringert jedoch den Polydispersitätsindex (PDI) erheblich, da er die Stärke-Eiweiß-Bindung beeinträchtigt. Praktische Regel: Geben Sie maximal 1–2 % Fett in den Mischer; das restliche Fett wird nach dem Pelletieren zugegeben.
Proteinquellen. Natürliche Bindemittel wie Weizengluten und bestimmte Sojaschrotfraktionen verbessern den PDI durch Proteindenaturierung und -vernetzung während des Pelletierprozesses. Im Gegensatz dazu können hohe Anteile nicht-bindender Proteinquellen (wie Baumwollsaatmehl) den PDI verringern.
Fasern. Ein moderater Faseranteil (3–8 %) verbessert die Pelletqualität durch die Bereitstellung einer Strukturmatrix. Ein hoher Faseranteil (über 10–12 %) reduziert jedoch den PDI, da die Faserpartikel der Kompression widerstehen und Schwachstellen in der Pelletstruktur bilden.
4. Konditionierung: Der 20%-Faktor
Die Konditionierung ist der am besten steuerbare Hebel zur Verbesserung des PDI. Ziel ist es, eine gleichmäßige Wärme- und Feuchtigkeitsdurchdringung zu erreichen, die die Stärkeverkleisterung und die Proteinplastifizierung aktiviert, bevor das Material in die Düse gelangt.
Optimale Konditionierungsparameter:
Futterart: Broilerfutter (Mais-Soja). Feuchtigkeitsgehalt: 15–17 %. Temperatur: 80–85 °C. Verweilzeit: 30–60 Sekunden.
Futterart: Legehennenfutter. Feuchtigkeitsziel: 15–16 %. Temperaturziel: 75–80 °C. Verweilzeit: 30–45 Sekunden.
Futterart: Schweinefutter. Feuchtigkeitsgehalt: 15–17 %. Temperatur: 75–85 °C. Verweilzeit: 45–90 Sekunden.
Futterart: Rinderfutter (faserreich). Feuchtigkeitsgehalt: 14–16 %. Temperatur: 70–80 °C. Verweilzeit: 60–120 Sekunden.
Futterart: Aquafutter. Feuchtigkeitsgehalt: 16–18 %. Temperatur: 85–95 °C. Verweilzeit: 90–180 Sekunden.
Längere Verweilzeiten verbessern die Gleichmäßigkeit der Konditionierung. Doppelschaft- oder Langzeitkonditionierer, die die Verweilzeit auf 90–180 Sekunden verlängern, wirken sich deutlich positiv auf den PDI aus, insbesondere bei Fischfutter, wo die Wasserstabilität von entscheidender Bedeutung ist.
Dampfqualität. Gesättigter Dampf (weder Nassdampf, der überschüssige Feuchtigkeit zuführt, noch überhitzter Dampf, der nicht ausreichend Wärme überträgt) ist entscheidend. Nassdampf erhöht die Reibung in den Düsenlöchern und kann den PDI-Wert verringern; überhitzter Dampf gart die Maische nicht ausreichend.
5. Mahlen: Der 20%-Faktor
Die Partikelgrößenverteilung beeinflusst die Pelletqualität über zwei Mechanismen: die für die Stärke-Protein-Bindung verfügbare Oberfläche und die Partikelpackungsdichte innerhalb des Düsenlochs.
Optimale Partikelgröße. Für die meisten Geflügelfuttermittel bietet ein geometrischer Mittelwert des Partikeldurchmessers von 600–800 Mikrometern das beste Verhältnis zwischen Partikelgrößenverteilung und Tierleistung. Feineres Mahlen erhöht die verfügbare Oberfläche für die Bindung, steigert aber den Energieaufwand beim Mahlen. Gröberes Mahlen verringert die Bindungskapazität.
Gleichmäßigkeit. Eine enge Partikelgrößenverteilung ist wichtiger als eine bestimmte Zielgröße. Breite Verteilungen führen zu Pellets mit variabler innerer Dichte, wodurch Schwachstellen entstehen, die den PDI verringern.
6. Ringstempel: Der 15%-Faktor
Die Ringmatrize beeinflusst den PDI-Wert über drei Parameter:
Kompressionsverhältnis. Höhere Kompressionsverhältnisse führen – bis zu einem gewissen Punkt – zu härteren Pellets mit besserem PDI. Experimentelle Daten zu Mais-Sojamehl-Futter zeigen, dass die Pellethärte von 85 N bei einem Mischungsverhältnis von 1:5 auf 170 N bei 1:8 ansteigt, bei gleichzeitiger Reduzierung des Feinkornanteils von 12,3 % auf 4,8 % [2]. Jenseits eines Verhältnisses von 1:7 nimmt der Härtegewinn jedoch ab, während der Durchsatz sinkt. Das optimale Kompressionsverhältnis für einen guten PDI muss daher gegen die Anforderungen an den Durchsatz abgewogen werden.
Zustand der Matrizenlöcher. Abgenutzte Matrizenlöcher – vergrößert und durch abrasiven Verschleiß aufgeraut – führen zu Pellets mit niedrigerem PDI-Wert, da das effektive Kompressionsverhältnis sinkt und der Extrusionsdruck ungleichmäßig wird. Untersuchungen an kommerziellen Broilerfuttermitteln haben gezeigt, dass der Zustand der Matrizen (neu vs. überholt) die Pellet- und Krümelzusammensetzung in kommerziellen Futtermühlen signifikant beeinflusst [3].
Düsenlochdesign. Senkbohrungen verbessern den Materialfluss in die Düse, reduzieren die Vorverdichtung und fördern eine gleichmäßige Pelletbildung. Gerade Düsenlöcher mit ausreichender Entformbarkeit (Senktiefe 2–3 mm) sind Standard für die meisten Zuführanwendungen.
7. Fallstudie: Verbesserung des PDI in Kasachstan
Die Fallstudie von Hongyang Kazakhstan liefert die praktische Bestätigung dieser Prinzipien. Das Werk ersetzte eine veraltete Pelletpresse (Installation 2012, Standzeit der Ringdüse auf 600 Stunden reduziert) durch eine neue Anlage der Hongyang SZLH-Serie. Zu den wichtigsten Konfigurationsentscheidungen gehörten:
- Anwendungsspezifische Kompressionsverhältnisse: 1:9–1:10 für Rinderfutter (18–22 % Rohfaser), 1:7–1:8 für Schaffutter (höherer Fasergehalt)
- Ringmatrize aus X46Cr13 mit Vakuumhärtung auf HRC 58–60
- Passende Walzenschalen aus dem gleichen legierten Stahl
- Hocheffizienter Motor der IE3-Klasse
Ergebnisse nach acht Monaten Betrieb:
Parameter: PDI im Rinderfutter (%). Vor der Modernisierung (2024): 88,7. Nach der Modernisierung (2025–26): 94,2. Veränderung: +5,5 Prozentpunkte.
Parameter: PDI im Schafsfutter (%). Vor der Modernisierung (2024): 89,1. Nach der Modernisierung (2025–26): 93,8. Veränderung: +4,7 Prozentpunkte.
Parameter: Durchsatz bei Rinderfutter (t/h). Vor der Modernisierung (2024): 6,2. Nach der Modernisierung (2025–26): 8,5. Veränderung: +37,1 %.
Parameter: Energieverbrauch pro Rind (kWh/t). Vor der Modernisierung (2024): 16,8. Nach der Modernisierung (2025–26): 14,3. Veränderung: −14,9 %.
Parameter: Standzeit des Ringstempels (Stunden). Vor dem Upgrade (2024): 600. Nach dem Upgrade (2025–26): 880. Änderung: +46,7 %.
Quelle: [1]
8. Checkliste zur Verbesserung der PDI
Für Futtermittelwerke mit einem Zielwert für den PDI-Wert von ≥ 92 % (Branchenstandard für hochwertiges Handelsfutter):
1. ✅ Rezepturprüfung: Stärkegehalt, Zeitpunkt der Fettzugabe und Einbeziehung natürlicher Bindemittel bewerten.
2. ✅ Konditionierung prüfen: Dampfqualität (gesättigt, nicht nass), Temperatur (±2 °C vom Zielwert) und Verweilzeit prüfen.
3. ✅ Mahlgrad prüfen: Partikelgrößenverteilung (Zielwert 600–800 μm für Geflügel) und Gleichmäßigkeit messen
4. ✅ Zustand der Matrize prüfen: Lochdurchmesser messen (ersetzen, wenn Vergrößerung >15 %), Oberfläche auf Verschleiß/Verglasung prüfen
5. ✅ Kompressionsverhältnis prüfen: Sicherstellen, dass das Kompressionsverhältnis der Rezeptur entspricht (fragen Sie den Werkzeughersteller nach anwendungsspezifischen Empfehlungen)
6. ✅ Walzenspalt prüfen: 0,1–0,3 mm einhalten, gleichmäßigen Spalt über den gesamten Umfang sicherstellen.
7. ✅ Leistung des Kühlers prüfen: Sicherstellen, dass die Pelletaustrittstemperatur ≤ Umgebungstemperatur +5 °C und die Feuchtigkeit ≤ 12,5 % beträgt.
Abschluss
Der Pelletierindex (PDI) ist keine feste Eigenschaft einer bestimmten Futtermittelrezeptur. Während die Rezeptur schätzungsweise 40 % zur Pelletierstabilität beiträgt, stellen die verbleibenden 60 % – Konditionierung, Mahlung, Matrizenspezifikationen und Kühlung – einstellbare Parameter dar, die von den Betreibern der Futtermittelwerke kontrolliert werden können. Die Fallstudie aus Kasachstan zeigt, dass eine systematische Optimierung dieser Faktoren eine Verbesserung des PDI um mehr als 5 Prozentpunkte erzielen und gleichzeitig den Durchsatz um 37 % steigern sowie den Energieverbrauch um 15 % senken kann. Für Werke, in denen der PDI ein Wettbewerbsvorteil ist, amortisiert sich die Investition in die Prozessoptimierung und die Auswahl hochwertiger Ringmatrizen in der Regel innerhalb weniger Monate nach der Implementierung.
*Dieser Artikel ist Teil der technischen Ressourcenreihe zu Ringmatrizen.*
Veröffentlichungsdatum: 20. Juni 2026
