Haltbarkeit von Futterpellets aus arktischer Holzkohle: Fallstudie einer Ringmatrizen-Pelletmühle der Hongyang in Island

Zusammenfassung

Islands Aquakultursektor produzierte 2025 laut Statistics Iceland 64.417 Tonnen Zuchtfische, was einem Anstieg von 17 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Anteil des Arktischen Saiblings (Salvelinus alpinus) betrug 5.141 Tonnen und festigte damit Islands Position als weltweit größter Produzent dieser hochwertigen Kaltwasserfischart. Mit dem Wachstum des Sektors stehen Futtermittelhersteller zunehmend unter Druck, Pellets mit gleichbleibender physikalischer Qualität – insbesondere hinsichtlich Wasserstabilität und Haltbarkeit – in Produktionsmengen zu liefern, die der steigenden Nachfrage der Aquakulturbetriebe gerecht werden.

Diese Fallstudie untersucht, wie ein isländischer Hersteller von Fischfutter eine stabile Produktion und hohe Kundenzufriedenheit durch den Einsatz der Ringmatrizen-Pelletpresstechnologie von Liyang Hongyang Feed Machinery mit kundenspezifischen Ringmatrizenspezifikationen, die auf die Futterrezepturen für sinkende Arktische Saiblinge zugeschnitten sind, erreichen konnte.

Wachstumsdynamik der isländischen Aquakultur und der Futtermittelversorgung

Die rasante Expansion der landbasierten Lachs- und Saiblingszucht in Island hat eine beispiellose Nachfrage nach Spezialfuttermitteln für Fische geschaffen. Laxá, Islands größter inländischer Futtermittelhersteller mit Sitz in Akureyri, produzierte 2025 die Rekordmenge von 15.000 Tonnen Fischfutter – rund 3.000 Tonnen mehr als 2024. Geschäftsführer Gunnar Örn Kristjánsson bestätigte einen Jahresumsatz von rund vier Milliarden ISK (etwa 29 Millionen US-Dollar) und merkte an, dass die Fabrik noch immer unter ihrer maximalen Kapazität von 25.000 Tonnen arbeitet.

Das Produktportfolio von Laxá verdeutlicht die technischen Anforderungen an die Herstellung von Futtermitteln für Kaltwasserfische. Die fettarme Rezeptur ECO-LF, speziell optimiert für Arktischen Saibling und Forelle, enthält bis zu 28 % Fett und zeichnet sich durch hohe Verdaulichkeit aus. Das Unternehmen produziert außerdem das fettreiche Futter ECO (32 % Fett) für Atlantischen Lachs sowie spezielle Starterfutter für Fische in der Aufzuchtphase. Diese Rezepturen erfordern eine präzise Kontrolle der Pelletdichte – sinkende Pellets, die ihre Struktur auch bei längerem Aufenthalt in kaltem Wasser beibehalten, ohne dass es zu übermäßiger Nährstoffauswaschung kommt.

Die Herausforderung der Pelletqualität für arktisches Holzkohlefutter

Arktische Saiblinge sind Kaltwasser-Salmoniden, die bei Temperaturen zwischen 4 °C und 12 °C gedeihen und typischerweise in Kreislaufanlagen (RAS), Durchflussbecken und Becken gehalten werden. Ihr Fressverhalten erfordert sinkende Futterpellets mit spezifischen physikalischen Eigenschaften:

Wasserstabilität: Gemäß den von Anbietern von Aquakulturfuttertechnologie zitierten Branchenstandards sollten hochwertige sinkende Futterpellets ihre Struktur in stehendem Wasser mindestens 30 Minuten lang beibehalten, wobei der Gewichtsverlust 8 % nicht überschreiten darf. Für bodenlebende Arten, die eine längere Eintauchzeit benötigen, ist dieser Schwellenwert höher.

Pellet-Haltbarkeitsindex (PDI): Exportfähiges Fischfutter muss Schüttguthandling, pneumatische Förderung und lange Lagerung ohne übermäßige Feinanteilbildung überstehen. Ein PDI-Wert über 94 % gilt allgemein als Richtwert für kommerzielle Lieferungen.

Einheitliche Pelletgröße: Für das Futter von Arktischen Saiblingen werden typischerweise Pellets mit Durchmessern von 2,0 mm für Jungfische bis 6,0 mm für die Aufzuchtphase benötigt, wobei eine strikte Größenkonstanz erforderlich ist, um eine gleichmäßige Fütterung zu gewährleisten und Schwankungen der Futterverwertungsrate (FCR) über die Produktionszyklen hinweg zu minimieren.

Nährstoffdichte: Rezepturen für arktische Holzkohle erfordern einen Proteingehalt von 40–50 % und einen Fettgehalt von 15–25 %, was die Komponenten der Pelletpresse während der Kompression erheblich mechanisch beansprucht. Ein höherer Fettgehalt kann während der Extrusion als Schmiermittel wirken, die Reibung in der Düse erhöhen und die Pelletverdichtung beeinträchtigen, wenn die Ringdüse nicht korrekt dimensioniert ist.

Der isländische Hersteller stellte fest, dass Standard-Ringmatrizenkonfigurationen – primär für Atlantischen Lachs mit unterschiedlichen Fettsäureprofilen entwickelt – bei der Verarbeitung von Rezepturen für Arktischen Saibling uneinheitliche Ergebnisse lieferten. Die Pellethärte variierte zwischen den Chargen, und die Wasserstabilität nach 30 Minuten lag gelegentlich unter den zulässigen Grenzwerten, was zu Kundenbeschwerden über Futterverluste und eine Verschlechterung der Wasserqualität in RAS-Anlagen führte.

Hongyangs Ringmatrizen-Pelletmühlenlösung

Die Liyang Hongyang Feed Machinery Co., Ltd., gegründet 2006 und spezialisiert auf die Herstellung von Ringmatrizen und Pelletiermaschinen, wurde mit der Entwicklung einer kundenspezifischen Pelletierlösung beauftragt. Die Ingenieure von Hongyang analysierten eingehend die Rezepturparameter des Kunden – darunter Fettgehalt, Proteinquellen, Feuchtigkeitsgehalt und die gewünschten Pelletspezifikationen – bevor sie eine maßgeschneiderte Ringmatrizenkonfiguration empfahlen.

Parameter zur Anpassung von Ringmatrizen

Der wichtigste technische Eingriff konzentrierte sich auf die Spezifikation der Ringdüse:

Kompressionsverhältnis: Das Ingenieurteam von Hongyang berechnete ein optimales Kompressionsverhältnis basierend auf dem spezifischen Inhaltsstoffprofil der Rezeptur. Für das Sinkfutter für Arktische Saiblinge mit einem Fettgehalt von 26–28 % wurde ein höheres Kompressionsverhältnis gewählt, um trotz der schmierenden Wirkung des erhöhten Fettgehalts eine ausreichende Verdichtung zu gewährleisten. Dieser Parameter ist entscheidend: Eine größere effektive Matrizenlänge führt zu dichteren, härteren Pellets, die sich für Sinkfutter eignen, während eine unzureichende Verdichtung zu weichen Pellets führt, die sich im Wasser vorzeitig auflösen.

Düsenlochdesign: Die konische Einlassgeometrie wurde speziell entwickelt, um den Materialfluss in den Kompressionskanal zu optimieren und so den Energiebedarf für die Extrusion bei gleichbleibender Pelletdichte zu reduzieren. Die Düsenlochdurchmesser ermöglichten die Herstellung verschiedener Pelletgrößen – 1,8 mm, 2,5 mm, 3,5 mm und 5,0 mm – und deckten damit den gesamten Produktionszyklus von arktischem Saibling vom Jungfisch bis zur Ernte ab.

Material und Härte: Die Ringmatrize wurde aus hochchromhaltigem legiertem Stahl im Vakuumhärtungsverfahren von Hongyang gefertigt und erreichte eine Oberflächenhärte von HRC 60–62 bei einer Härtetiefe von 1,2–1,5 mm. Vollautomatische CNC-Tiefbohrmaschinen mit aus Deutschland importierten Bohrern gewährleisteten eine präzise Lochgeometrie und eine gleichmäßige Oberflächengüte in jedem Matrizenkanal.

Integration in die Pelletpresse: Die Ringmatrize wurde in die Pelletpresse der Hongyang HYPM-Serie integriert. Diese verfügt über ein zahnradgetriebenes Getriebe, das auch unter den für fettreiche Fischfutterrezepturen typischen variablen Lastbedingungen eine gleichmäßige Drehmomentabgabe gewährleistet. Im Gegensatz zu riemengetriebenen Alternativen, die bei Chargenschwankungen der Rezeptur und den damit verbundenen veränderten Fließeigenschaften der Mischung durchrutschen können, sorgt der präzisionsgeschliffene Schrägverzahnungsantrieb für einen stabilen Durchsatz.

Inbetriebnahme und Optimierung vor Ort

Hongyang entsandte einen leitenden Ingenieur zur isländischen Anlage, um die Inbetriebnahme vor Ort durchzuführen. Zu den wichtigsten Optimierungsschritten gehörten:

- Kalibrierung des anfänglichen Durchsatzes unter Verwendung der tatsächlichen arktischen Holzkohlrezeptur des Kunden anstelle von Standardreferenzmaterialien

- Anpassung der Dampfkonditionierungsparameter zur Erreichung einer optimalen Maischetemperatur (75–85 °C) am Düseneinlauf, um ein Gleichgewicht zwischen Stärkeverkleisterung und Vitaminerhalt zu gewährleisten.

- Feinabstimmung des Walzenspalts zur Erzielung einer gleichmäßigen Materialverteilung über die gesamte Werkzeugfläche

- Einlaufprozedur der Matrize im Rahmen eines kontrollierten Produktionslaufs zur Stabilisierung der Pelletqualitätskennzahlen vor dem Übergang zur vollen Produktion

Produktionsergebnisse und Kundenzufriedenheit

Nach der Inbetriebnahme und einer Stabilisierungsphase meldete der Kunde folgende Leistungskennzahlen:

Die verbesserte Wasserstabilität war besonders für die RAS-Anlagen des Kunden von Bedeutung. Weniger Feinanteile und geringere Nährstoffauswaschung führten zu saubererem Systemwasser, seltenerer Filterwartung und einer gleichmäßigeren Futteraufnahme der Fischpopulationen. Der Kunde berichtete von einem messbaren Rückgang futtermittelbedingter Reklamationen in den Saiblingszuchtbetrieben bereits im ersten Betriebsquartal mit der neuen Ringdüsenkonfiguration.

Durch eine Durchsatzsteigerung von rund 25 % konnte der Hersteller die wachsende regionale Nachfrage decken, ohne sofort in zusätzliche Pelletieranlagen investieren zu müssen. Die verlängerte Standzeit der Werkzeuge – bedingt durch Hongyangs Vakuumhärtungsverfahren und die Verwendung einer hochchromhaltigen Legierung – senkte die Werkzeugkosten pro Tonne und minimierte Produktionsausfallzeiten für Werkzeugwechsel.

Branchenkontext und weitergehende Implikationen

Islands Aquafutterbranche steht an einem Wendepunkt. Das Management von Laxá hat öffentlich erklärt, dass die maximale Produktionskapazität von 25.000 Tonnen „nur noch eine Frage der Zeit“ sei und die Planung für eine neue Produktionsanlage voraussichtlich in den nächsten Jahren beginnen werde. Islands reichhaltige saubere Wasserressourcen, erneuerbare Geothermie und strenge Biosicherheitsprotokolle ziehen weiterhin Investitionen in die landbasierte Aquakultur an.

Für Futtermittelhersteller in diesem Wachstumsumfeld sind die Zuverlässigkeit der Pelletierpresse und eine gleichbleibende Produktqualität unerlässlich. Die Leistung der Ringdüse – Genauigkeit des Kompressionsverhältnisses, Präzision der Lochgeometrie, Materialhärte und Verschleißeigenschaften – bestimmt direkt die Pelletqualität, die Produktionseffizienz und letztendlich die Kundenzufriedenheit auf den landwirtschaftlichen Betrieben.

Hongyangs Fähigkeit, maßgeschneiderte Ringdüsenlösungen anzubieten – abgestimmt auf spezifische Rezepturen statt auf Standardkonfigurationen – schließt eine Lücke, die standardisierte Düsenlieferanten oft nicht füllen können. Die hauseigene Fertigung, von der Rohmaterialanalyse über CNC-Bohren bis hin zur Vakuumhärtung, ermöglicht schnelle Designiterationen bei anspruchsvollen Rezepturen wie beispielsweise hochfetthaltigem arktischem Holzkohlefutter.

Abschluss

Der Fall des isländischen Herstellers von Arktis-Saiblingsfutter zeigt, dass die Spezifikation von Ringmatrizen keine bloße Standardentscheidung ist, sondern eine entscheidende technische Variable darstellt, die sich direkt auf die Pelletqualität, die Produktionseffizienz und die Zufriedenheit der Endverbraucher auswirkt. Durch die Anwendung präziser Kompressionsverhältnisberechnungen, optimierter Matrizenlochgeometrie und fortschrittlicher Materialhärtung, angepasst an die spezifischen Anforderungen von fettreichem, sinkendem Fischfutter, ermöglichte die Ringmatrizen-Pelletpressentechnologie von Hongyang dem isländischen Hersteller, eine gleichbleibende Pelletbeständigkeit von über 94 %, eine Wasserstabilität mit einem Gewichtsverlust von unter 7 % nach 30 Minuten und eine Durchsatzsteigerung von 25 % zu erzielen – und das alles bei gleichzeitiger Verlängerung der Matrizenstandzeit um ca. 70 %.

Da Islands Aquakultursektor seinen Weg zur vollen Auslastung der Futtermittelproduktion fortsetzt, wird die technische Partnerschaft zwischen Futtermittelherstellern und Ausrüstungslieferanten wie Liyang Hongyang Feed Machinery Co., Ltd. eine zunehmend wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung von Qualität und Effizienz entlang der gesamten Lieferkette für Kaltwasserfischfutter spielen.