Optimierung der Qualität von Mais-basierten Legehennenfutterpellets: Eine Fallstudie einer Hongyang-Ringmatrizen-Pelletmühle aus Kolumbien

Zusammenfassung

Kolumbiens Geflügelsektor produzierte 2025 die Rekordmenge von 19,5 Milliarden Eiern. Der Pro-Kopf-Verbrauch erreichte mit 366 Eiern pro Jahr einen Höchststand, wie der Nationale Verband der Geflügelproduzenten (FENAVI) mitteilte. Die Tierfutterindustrie des Landes überstieg im selben Jahr 13,2 Millionen Tonnen, wobei Geflügel mit rund 7,4 Millionen Tonnen 56,1 % der Gesamtproduktion ausmachte. Nahezu alle Hauptbestandteile (98,9 %) werden aus den USA importiert, wodurch Mais mit 69,3 % der Rezepturen der wichtigste Rohstoff ist.

Diese Fallstudie untersucht, wie Alimentos NutriAvícola SAS, ein regionaler Hersteller von Legehennenfutter, der Eierproduzenten im gesamten Korridor Cundinamarca-Boyacá in Kolumbien beliefert, anhaltende Probleme mit der Pelletqualität durch den Einsatz der Ringmatrizen-Pelletmühlentechnologie von Liyang Hongyang Feed Machinery mit einem speziell auf Mais-basierte Legehennenfutterrezepturen abgestimmten Kompressionsverhältnis gelöst hat.

Kolumbiens Geflügelfutterlandschaft

Kolumbiens Geflügelsektor verzeichnet ein anhaltendes strukturelles Wachstum. Zwischen 2014 und 2025 stieg der Hühnerfleischkonsum um 29 %, während der Eierkonsum von etwa 240 auf 366 Einheiten pro Kopf zunahm – womit Kolumbien zu den weltweit führenden Eierkonsumenten zählt. Der Sektor ist in über 650 Gemeinden aktiv und erwirtschaftet einen geschätzten jährlichen wirtschaftlichen Wert von 27 Billionen kolumbianischen Pesos.

Der Korridor Cundinamarca-Boyacá, dessen Zentrum die Verarbeitungsinfrastruktur Bogotás bildet, beherbergt die höchste Dichte an integrierten Geflügelbetrieben des Landes. Futtermittelhersteller in dieser Region beliefern sowohl große Integratoren als auch unabhängige Eierproduzenten, wobei Legehennenfutter einen erheblichen Anteil der Tagesproduktion ausmacht. Daten von FENAVI für den Zeitraum Januar bis Juli 2025 zeigen einen Anstieg der Legehennenaufzucht von 32,6 Millionen auf 34,5 Millionen, ein Plus von 5,7 % gegenüber dem Vorjahr. Dies signalisiert ein anhaltendes Wachstum im Eiersektor.

Kolumbianische Legehennenfutterrezepturen basieren überwiegend auf Mais und Soja. Mais macht etwa 60 % der Ration aus, Sojaschrot 20 %. Ergänzt wird das Futter durch Reiskleie, Calciumcarbonat (wichtig für die Eierschalenbildung) und Vitamin-Mineralstoff-Vormischungen. Im Gegensatz zu den in der europäischen Geflügelproduktion üblichen weizenbasierten Rationen stellen maisbasierte Rezepturen besondere Herausforderungen an die Pelletierung. Mais enthält weniger glutenbildendes Protein als Weizen, was zu einer geringeren natürlichen Bindung während der Konditionierung und Kompression führt. Dadurch ist die Pelletbeständigkeit – gemessen am Pelletbeständigkeitsindex (PDI) – ohne sorgfältige Anlagenkonfiguration deutlich schwieriger zu erreichen.

Die Herausforderung der Pelletqualität

Alimentos NutriAvícola SAS betreibt eine Futtermühle mittlerer Kapazität in der Nähe von Duitama, Boyacá, und liefert monatlich rund 2.800 Tonnen Legehennenfutter an ein Netzwerk von über 40 Eierproduzenten in der Region Altiplano Cundiboyacense. Die Mühle produzierte traditionell Legehennenfutter in Mehlform, das von den meisten Kunden für offene Stall- und Bodenhaltungssysteme akzeptiert wurde.

Mit der zunehmenden Reife des kolumbianischen Eiersektors – auch bedingt durch die ab 2025 geplante Zulassung von Eierexporten in die USA – begannen mehrere größere Kunden der Mühle, auf automatisierte Fütterungssysteme in klimatisierten Legehennenställen umzustellen. Diese Systeme benötigen pelletiertes Futter für einen effizienten Betrieb: Mehlfutter führt zu Brückenbildung in den Förderschnecken, erzeugt übermäßig viel Staub, der die Lüftungsfilter verstopft, und verursacht selektives Fressen, bei dem die Hühner bevorzugte Partikel herauspicken und feine Vitamin- und Mineralstoffpartikel zurücklassen.

Die bestehende Pelletieranlage der Mühle, ausgestattet mit einer riemengetriebenen Pelletpresse mit Standard-Ringmatrizenspezifikationen, lieferte bei den auf Mais basierenden Schichtfutterrezepturen uneinheitliche Ergebnisse:

• Variable PDIDie Pellethaltbarkeit schwankte zwischen 88 % und 92 % und lag damit unter dem Schwellenwert von 94 %, den automatisierte Fütterungssysteme für einen zuverlässigen Betrieb benötigen.
• Hoher Feinstoffgehalt: Die Siebung nach der Abkühlung ergab konstant 4-6% Feinanteile, die erneut aufbereitet werden mussten, was den effektiven Durchsatz verringerte und die Energiekosten pro Tonne erhöhte.
• Uneinheitliche HärteDie von Charge zu Charge auftretenden Schwankungen der Pellethärte führten zu Kundenbeschwerden – einige Lieferungen kamen mit akzeptabler Pelletintegrität an, während andere nach der 2-3-stündigen LKW-Fahrt von Duitama zu den Farmen in der Sabana de Bogotá erhebliche Bruchschäden aufwiesen.
• DurchsatzbeschränkungenDas Riemenantriebssystem zeigte unter variablen Lastbedingungen Schlupf, insbesondere wenn Unterschiede im Feuchtigkeitsgehalt von Charge zu Charge die Fließeigenschaften der Mischung durch den Konditionierer veränderten.

Sechs Kunden, die etwa 35 % des monatlichen Absatzvolumens ausmachen, gaben an, dass sie sich nach alternativen Lieferanten umsehen würden, falls sich die Pelletqualität nicht innerhalb eines Quartals verbessern sollte.

Hongyangs Ringmatrizen-Pelletmühlenlösung

Die Werksleitung prüfte Angebote von drei internationalen Ausrüstungslieferanten, bevor sie sich für Liyang Hongyang Feed Machinery Co., Ltd. entschied. Hongyang wurde 2006 gegründet und ist auf die Herstellung von Ringmatrizen und Pelletiermaschinen spezialisiert. Das Unternehmen verfügt über eine eigene Ringmatrizenproduktionsanlage, die eine präzise Anpassung von Kompressionsverhältnissen, Matrizenlochgeometrie und Materialspezifikationen ermöglicht.

Gerätekonfiguration

Hongyang empfahl die Ringmatrizen-Pelletpresse HYPM 508 mit ihrem zahnradgetriebenen Getriebe und präzisionsgeschliffenen Schrägverzahnungen. Der Zahnradantrieb war ein entscheidendes Unterscheidungsmerkmal: Im Gegensatz zum bisherigen Riemenantrieb gewährleistet er eine gleichbleibende Drehmomentübertragung unabhängig von Chargenschwankungen der Rezeptur und verhindert so Schlupf bei Rezepturen mit hohem Feuchtigkeits- oder Fettgehalt.

Ringmatrizenanpassung für Schichtfuttermittel auf Maisbasis

Der technische Kernschritt konzentrierte sich auf die Spezifikation der Ringdüse. Das Ingenieurteam von Hongyang analysierte die genaue Schichtzusammensetzung des Kunden – 60 % Mais, 20 % Sojaschrot, 8 % Reiskleie, 7 % Calciumcarbonat, 5 % Vormischung – und berechnete das optimale Kompressionsverhältnis, um die im Vergleich zu Weizen geringeren natürlichen Bindeeigenschaften von Mais auszugleichen.

VerdichtungsverhältnisFür die 3,0-mm-Maische wurde ein Verhältnis von 1:11 und für die 4,0-mm-Maische ein Verhältnis von 1:10 gewählt. Diese Werte liegen im oberen Bereich des üblichen Mischungsverhältnisses für Geflügel (1:8 bis 1:14) und gewährleisten die zusätzliche Kompressionszeit, die für die optimale Verdichtung von Maismehlen erforderlich ist. Die größere effektive Länge der Pellets sorgt dafür, dass die während der Dampfkonditionierung (Zieltemperatur der Mehlmischung: 80–85 °C) erreichte Stärkeverkleisterung vor dem Austritt aus der Matrize in der Pelletstruktur fixiert wird.

StanzlochdesignDie konische Einlassgeometrie mit einem Eintrittswinkel von 60 Grad optimiert den Materialfluss in den Kompressionskanal. Dadurch wird der spezifische Energieverbrauch pro Tonne reduziert, während gleichzeitig eine gleichmäßige Pelletdichte über alle Matrizenlöcher hinweg gewährleistet wird. Vollautomatische CNC-Tieflochbohrmaschinen mit importierten deutschen Bohrern sorgten für präzise Lochgeometrie und eine gleichmäßige Oberflächengüte – ein Detail, das sich direkt auf die Pelletgleichmäßigkeit und den Matrizenverschleiß auswirkt.

Material und HärteDie Ringmatrize wurde aus hochchromhaltigem legiertem Stahl (entspricht 20CrMnTi) gefertigt und durch das Vakuumhärtungsverfahren von Hongyang behandelt. Dadurch wurde eine Oberflächenhärte von HRC 60–62 mit einer Härtetiefe von 1,2–1,5 mm erreicht. Für Mais-basierte Rezepturen mit 7 % Calciumcarbonat – einem mäßig abrasiven Bestandteil – ist mit dieser Härte eine Werkzeugstandzeit von 5.000–7.000 Tonnen zwischen den Austauschvorgängen angestrebt.

Vor-Ort-Umsetzung

Hongyang entsandte einen leitenden Inbetriebsetzungsingenieur zum Werk in Duitama. Der dreitägige Inbetriebsetzungsprozess umfasste Folgendes:

1. Durchsatzkalibrierung unter Verwendung der tatsächlichen Schichtrezeptur des Kunden anstelle von Referenzmaterialien
2. Anpassung der Dampfkonditionierungsparameter zur Erreichung einer optimalen Verkleisterungstemperatur (82 °C) unter gleichzeitiger Erhaltung des hitzeempfindlichen Vitamingehalts
3. Feinabstimmung des Walzenspalts zur Erzielung einer gleichmäßigen Materialverteilung über die gesamte Werkzeugfläche – verifiziert durch Wärmebildaufnahmen zur Bestätigung einer konstanten Werkzeugtemperatur
4. Ein kontrollierter 48-stündiger Einlaufprozess zur Stabilisierung der Pelletqualitätskennzahlen vor dem Übergang zur vollen Produktion

Produktionsergebnisse

Die nach der Inbetriebnahme über einen 60-tägigen Stabilisierungszeitraum gesammelten Daten zeigten messbare Verbesserungen bei allen wichtigen Indikatoren für die Pelletqualität:

Die Verbesserung des PDI-Werts auf 95–97 % beseitigte die häufigste Ursache für Kundenunzufriedenheit. Eierproduzenten, die automatisierte Zuführsysteme einsetzen, berichteten von keinen weiteren Fällen von Förderschneckenbrücken oder selektiver Zuführung. Die Reduzierung des Feinanteils von 4–6 % auf unter 1,5 % führte direkt zu geringeren Nachbearbeitungskosten und einer um ca. 3 % höheren effektiven Ausbeute pro Produktionscharge.

Der Durchsatz stieg um ca. 45 % – von 3,8 auf 5,5 Tonnen pro Stunde – ohne zusätzliche Motorleistung. Dieser Zuwachs ist auf die gleichmäßige Drehmomentabgabe des Getriebes zurückzuführen, wodurch die zuvor beim Riemenantrieb auftretenden Drehzahlschwankungen vermieden wurden. Hinzu kommt die optimierte Geometrie der Ringdüse, die den Extrusionswiderstand verringert.

Kundenfeedback und Auswirkungen auf das Geschäft

Im ersten Betriebsquartal der neuen Pelletieranlage verlängerten die sechs Kunden, die zuvor mit Kündigung gedroht hatten, ihre Lieferverträge. Zwei weitere Eierproduzenten – einer davon mit einem Legehennenbetrieb mit 120.000 Tieren in der Sabana de Bogotá – wandten sich an NutriAvícola, um Liefervereinbarungen zu treffen, nachdem sie von der verbesserten Pelletqualität benachbarter Betriebe gehört hatten.

Der Geschäftsführer der Mühle berichtete, dass sich die Investition innerhalb von geschätzten 14 Monaten vollständig amortisiert habe, was auf drei Faktoren zurückzuführen sei: die Beseitigung des Kundenabwanderungsrisikos (das 35 % des monatlichen Volumens bedroht hatte), die Senkung der Energiekosten pro Tonne (22 gegenüber 28 kWh) und die Fähigkeit, das wachsende Segment der automatisierten Fütterung in der kolumbianischen Legehennenindustrie zu bedienen.

Abschluss

Kolumbiens Legehennenbranche steht an einem Wendepunkt. Rekordproduktionszahlen, neue Exportmärkte und die Umstellung von manuellen auf automatisierte Fütterungssysteme stellen höhere technische Anforderungen an Futtermittelhersteller. Die Pelletqualität – einst zweitrangig, da die meisten Kunden Mehlfutter verwendeten – ist zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil geworden.

Dieser Fall zeigt, dass die Spezifikation von Ringmatrizen für Schichtfutter auf Maisbasis keine reine Katalogauswahl, sondern eine komplexe technische Berechnung darstellt. Kompressionsverhältnis, Matrizengeometrie und Materialhärte müssen präzise auf die jeweilige Rezeptur abgestimmt sein, um gleichbleibende und transportstabile Pellets zu erhalten. Zahnradgetriebene Antriebssysteme bieten gegenüber riemengetriebenen Alternativen deutliche Vorteile hinsichtlich der Stabilität des Durchsatzes unter den in der kommerziellen Futtermittelproduktion üblichen variablen Lastbedingungen.

Die Fähigkeit von Liyang Hongyang Feed Machinery, Ringmatrizen an formelspezifische Parameter anzupassen – unterstützt durch die hauseigene Fertigung mit CNC-Präzision und Vakuumhärtungsbehandlung – ermöglichte es einer mittelständischen kolumbianischen Futtermühle, die Pelletqualität von einer Schwäche in einen Wettbewerbsvorteil zu verwandeln.