Granulu izturības indekss (PDI) ir barības nozares standarta rādītājs granulu fizikālajai kvalitātei. Mērot, apgriežot granulu paraugu standartizētā testerī (Holmen pneimatiskā vai Kansas State apgriežamās kannas metode) un aprēķinot neskarto granulu procentuālo daļu, PDI tieši ietekmē barības efektivitāti, dzīvnieku sniegumu un klientu apmierinātību. Granulas, kas sadalās apstrādes laikā, rada smalkas daļiņas — sīkas daļiņas, kuras dzīvnieki šķiro un izmet barības glabātuvē —, tādējādi izšķērdējot barību, palielinot izmaksas par dzīvsvara pieauguma kilogramu un apdraudot uztura vienveidību, ko izstrādājuši uztura speciālisti. Šajā rakstā tiek aplūkoti faktori, kas ietekmē PDI, un piedāvātas rīcības stratēģijas uzlabošanai.
1. PDI ekonomika
Slikta granulu kvalitāte rada izmērāmas finansiālas sekas:
- Barības atkritumi. Barības bunkurā izmesto smalko daļiņu daudzums ir tiešs barības zudums. Liellopu nobarošanas fermās smalko daļiņu daudzums, kas rodas beramkravu pārvadāšanas laikā pa neasfaltētiem ceļiem, var sasniegt 5–15 % no piegādātā svara, ja PDI nokrītas zem 90 %.
- Samazināta dzīvnieku produktivitāte. Putni un dzīvnieki, kas šķiro barību, patērē nekonsekventu diētu, kas atšķiras no noteiktā uztura profila, samazinot augšanas ātrumu un barības konversijas efektivitāti.
- Klientu noturēšana. Komerciālās barības ražotnes, kas apgādā integrētas mājputnu saimniecības vai neatkarīgus lopkopjus, saskaras ar līgumsodiem un klientu aizplūšanu, ja PDI neatbilst līgumā noteiktajām specifikācijām.
Kazahstānā veiktā Honjanas gadījuma pētījumā šī saistība tika skaidri dokumentēta: kad liellopu barības PDI uzlabojās no 88,7 % līdz 94,2 % (pieaugums par 5,5 procentpunktiem), dienas darbības jauda palielinājās no 130 līdz 178 tonnām, kas ir 36,9 % caurlaidspējas uzlabojums, kas nodrošināja arī labāku granulu kvalitāti [1].
2. Faktoru svēršana: Kas veicina PDI?
Nozares pētījumi ir noteikuši aptuvenu piecu galveno faktoru, kas ietekmē granulu izturību, ieguldījuma svaru:
Faktors: barības formula (sastāvdaļu saistīšanās īpašības). Aptuvenā ietekme uz PDI: 40 %.
Faktors: kondicionēšana (tvaiks, mitrums, temperatūra, laiks). Aptuvenais ieguldījums PDI: 20%.
Faktors: Slīpēšana (daļiņu izmēra sadalījums). Aptuvenais ieguldījums PDI: 20%.
Faktors: gredzenveida matricas specifikācijas (saspiešanas pakāpe, caurumu konstrukcija). Aptuvenais ieguldījums PDI: 15%.
Faktors: dzesēšana un žāvēšana. Aptuvenais ieguldījums PDI: 5%.
Šie svērumi ir aptuveni un specifiski lietojumam, taču tie ilustrē kritisku aspektu: vairāk nekā vienu trešdaļu PDI nosaka parametri, kurus var regulēt granulu dzirnavās — kondicionēšana, malšana un presformas specifikācijas, padarot PDI par kontrolējamu rādītāju dzirnavām, kas vēlas optimizēt savus procesus.
3. Barības formulējums: 40% faktors
Formulas ir vislielākais PDI veicinātājs, taču bieži vien tai ir arī vislielākie ierobežojumi — uztura speciālisti formulas veido, ņemot vērā dzīvnieku sniegumu un izmaksas, nevis granulu izturību. Tomēr, ņemot vērā uztura ierobežojumus, vairākas formulas korekcijas uzlabo PDI:
Cietes saturs. Cietes želatinizācija kondicionēšanas un granulēšanas laikā nodrošina primāro saistīšanās mehānismu. Preparāti ar augstāku cietes saturu (kukurūza, kvieši, mieži) parasti granulējas labāk. Uz kukurūzas bāzes veidotiem preparātiem ar kukurūzas saturu, kas pārsniedz 60%, ir zemākas kompresijas pakāpes (1:5 diapazonā), kas ļauj cieti želatinizēties bez virsmas sacietēšanas [2].
Tauku/eļļas pievienošana. Tauki darbojas kā smērviela granulēšanas laikā, samazinot berzi un presformas spiedienu. Lai gan tauku uzklāšana pēc granulēšanas uzlabo granulu kvalitāti, pārklājot granulu virsmu, pārmērīgs tauku daudzums pirms granulēšanas misā (virs 3%) ievērojami samazina PDI, traucējot cietes un olbaltumvielu saistīšanos. Praktisks noteikums: maisītājā pievienot ne vairāk kā 1–2% tauku; atlikušos taukus uzklāt pēc granulēšanas.
Olbaltumvielu avoti. Dabīgas saistvielas, piemēram, kviešu lipeklis un noteiktas sojas miltu frakcijas, uzlabo PDI, denaturējot olbaltumvielas un veidojot šķērssavienojumus granulēšanas procesā. Turpretī augsts nesaistošo olbaltumvielu avotu (piemēram, kokvilnas sēklu miltu) līmenis var samazināt PDI.
Šķiedrvielas. Mērens šķiedru līmenis (3–8%) uzlabo granulu kvalitāti, nodrošinot strukturālu matricu. Tomēr augsts šķiedru līmenis (virs 10–12%) samazina PDI, jo šķiedru daļiņas pretojas saspiešanai un rada vājos punktus granulu struktūrā.
4. Kondicionēšana: 20% faktors
Kondicionēšana ir visvadāmākais PDI uzlabošanas līdzeklis. Mērķis ir panākt vienmērīgu siltuma un mitruma iekļūšanu, kas aktivizē cietes želatinizāciju un olbaltumvielu plastifikāciju, pirms materiāls nonāk matricā.
Optimāli kondicionēšanas parametri:
Barības veids: Broileru barība (kukurūzas-sojas). Mērķa mitruma līmenis: 15–17%. Mērķa temperatūra: 80–85 °C. Izturēšanas laiks: 30–60 sekundes.
Barības veids: Slāņveida barība. Mērķa mitrums: 15–16%. Mērķa temperatūra: 75–80 °C. Izturēšanas laiks: 30–45 sekundes.
Barības veids: Cūku barība. Mitruma mērķis: 15–17%. Temperatūras mērķis: 75–85°C. Izturēšanas laiks: 45–90 sekundes.
Barības veids: liellopu barība (ar augstu šķiedrvielu saturu). Mitruma mērķis: 14–16%. Temperatūras mērķis: 70–80 °C. Izturēšanas laiks: 60–120 sekundes.
Barības veids: Ūdens barība. Mērķa mitrums: 16–18%. Mērķa temperatūra: 85–95 °C. Aiztures laiks: 90–180 sekundes.
Ilgāks aiztures laiks uzlabo kondicionēšanas vienmērīgumu. Divvārpstu vai ilgtermiņa kondicionieri, kas pagarina aiztures laiku līdz 90–180 sekundēm, ievērojami uzlabo PDI, īpaši ūdens padevei, kur ūdens stabilitāte ir kritiski svarīga.
Tvaika kvalitāte. Svarīgi ir piesātināts tvaiks (nevis slapjš tvaiks, kas pievieno lieko mitrumu, vai pārkarsēts tvaiks, kas nepārnes pietiekamu siltumu). Mitrs tvaiks palielina presformas atveres berzi un var samazināt PDI; pārkarsēts tvaiks nepietiekami izvāra misu.
5. Slīpēšana: 20% faktors
Daļiņu izmēru sadalījums ietekmē granulu kvalitāti, izmantojot divus mehānismus: virsmas laukumu, kas pieejams cietes un olbaltumvielu saistīšanai, un daļiņu blīvumu presformas atverē.
Optimāls daļiņu izmērs. Lielākajai daļai mājputnu barības ģeometriskais vidējais daļiņu diametrs 600–800 mikroni nodrošina vislabāko PDI un dzīvnieku snieguma līdzsvaru. Smalkāka malšana palielina saistīšanai pieejamo virsmas laukumu, bet palielina malšanas enerģijas izmaksas. Rupjāka malšana samazina saistīšanas spēju.
Vienveidība. Šaurs daļiņu izmēra sadalījums ir svarīgāks par konkrētu mērķa izmēru. Plašs sadalījums rada granulas ar mainīgu iekšējo blīvumu, radot vājās vietas, kas samazina PDI.
6. Gredzena štancforma: 15% faktors
Gredzenveida matrica ietekmē PDI, izmantojot trīs parametrus:
Saspiešanas pakāpe. Augstākas saspiešanas pakāpes rada cietākas granulas ar labāku PDI — līdz noteiktam punktam. Eksperimentālie dati par kukurūzas un sojas pupiņu miltu barību liecina, ka granulu cietība palielinās no 85 N pie 1:5 līdz 170 N pie 1:8, un smalko daļiņu daudzums samazinās no 12,3 % līdz 4,8 % [2]. Tomēr, pārsniedzot 1:7, cietības pieaugums samazinās, vienlaikus samazinoties caurlaidspējai. Optimālajai PDI saspiešanas pakāpei jābūt līdzsvarotai ar caurlaidspējas prasībām.
Šafras formas atveres stāvoklis. Nodilušas šafras formas atveres, kas palielinātas un raupjākas abrazīvā nodiluma rezultātā, rada granulas ar zemāku PDI, jo samazinās efektīvā kompresijas pakāpe un ekstrūzijas spiediens kļūst nepastāvīgs. Pētījumos par komerciālo broileru barību tika atklāts, ka šafras formas stāvoklis (jaunas vai atjaunotas) būtiski ietekmē granulu un drupaču sastāvu komerciālajās barības dzirnavās [3].
Štamplona atveres konstrukcija. Iegremdēti caurumi uzlabo materiāla plūsmu štancformā, samazinot iepriekšējo saspiešanu un veicinot vienmērīgu granulu veidošanos. Taisnu caurumu konstrukcijas ar atbilstošu atbrīvošanas iespēju (iegremdēšanas dziļums 2–3 mm) ir standarta risinājums lielākajai daļai padeves pielietojumu.
7. Gadījuma izpēte: Kazahstānas PDI uzlabošana
Hongyang Kazahstānas gadījuma izpēte sniedz šo principu reālu apstiprinājumu. Dzirnavas nomainīja novecojušu granulu dzirnavu (uzstādīšana 2012. gadā, gredzenveida matricas kalpošanas laiks samazināts līdz 600 stundām) ar jaunu Hongyang SZLH sērijas iekārtu. Galvenie konfigurācijas lēmumi ietvēra:
- Lietojumam specifiskas saspiešanas pakāpes: 1:9–1:10 liellopu barības devai (18–22 % jēlšķiedras), 1:7–1:8 aitu barības devai (augstāks šķiedrvielu saturs)
- X46Cr13 ekvivalenta gredzenveida veidne ar vakuuma sacietēšanu līdz HRC 58–60
- Saskaņoti rullīšu čaulas no vienas un tās pašas leģētā tērauda markas
- IE3 klases augstas efektivitātes motors
Rezultāti pēc astoņu mēnešu darbības:
Parametrs: Liellopu barības PDI (%). Pirms modernizācijas (2024. g.): 88,7. Pēc modernizācijas (2025.–2026. g.): 94,2. Izmaiņas: +5,5 procentpunkti.
Parametrs: Aitu barības PDI (%). Pirms modernizācijas (2024. g.): 89,1. Pēc modernizācijas (2025.–2026. g.): 93,8. Izmaiņas: +4,7 procentpunkti.
Parametrs: Liellopu barības caurlaidspēja (t/h). Pirms modernizācijas (2024. g.): 6,2. Pēc modernizācijas (2025.–2026. g.): 8,5. Izmaiņas: +37,1 %.
Parametrs: Enerģijas patēriņš, liellopi (kWh/t). Pirms modernizācijas (2024. g.): 16,8. Pēc modernizācijas (2025.–2026. g.): 14,3. Izmaiņas: −14,9 %.
Parametrs: Gredzenveida matricas kalpošanas laiks (stundas). Pirms modernizācijas (2024. g.): 600. Pēc modernizācijas (2025.–2026. g.): 880. Izmaiņas: +46,7 %.
Avots: [1]
8. PDI uzlabošanas kontrolsaraksts
Barības dzirnavām, kuru mērķis ir PDI ≥ 92% (nozares standarts augstākās kvalitātes komerciālai barībai):
1. ✅ Receptes audits: cietes satura, tauku pievienošanas laika un dabisko saistvielu iekļaušanas novērtēšana
2. ✅ Pārbaudiet kondicionēšanu: pārbaudiet tvaika kvalitāti (piesātināts, nevis mitrs), temperatūru (±2°C no mērķa) un aiztures laiku
3. ✅ Apstipriniet malumu: izmēriet daļiņu izmēra sadalījumu (mājputnu gaļai mērķis ir 600–800 μm) un vienmērīgumu
4. ✅ Pārbaudiet presformas stāvokli: izmēriet caurumu diametrus (nomainiet, ja palielinājums ir >15%), pārbaudiet virsmu, vai nav nodiluma/glazūras.
5. ✅ Pārbaudiet saspiešanas pakāpi: apstipriniet, ka CR atbilst formulai (sazinieties ar presformas ražotāju, lai saņemtu ieteikumus konkrētajam lietojumam).
6. ✅ Pārbaudiet veltņu atstarpi: uzturiet 0,1–0,3 mm, pārbaudiet vienmērīgu atstarpi pa visu perimetru
7. ✅ Novērtējiet dzesētāja veiktspēju: pārliecinieties, ka granulu izejas temperatūra ir ≤ apkārtējās vides temperatūra +5°C, mitrums ≤ 12,5%
Secinājums
PDI nav noteikta barības formulas īpašība. Lai gan formula veido aptuveni 40 % no granulu izturības, atlikušie 60 % — kondicionēšana, malšana, presformas specifikācijas un dzesēšana — ir regulējami parametri, ko kontrolē barības dzirnavu operatori. Kazahstānas gadījuma izpēte parāda, ka sistemātiska šo faktoru optimizācija var nodrošināt PDI uzlabojumu par vairāk nekā 5 procentpunktiem, vienlaikus palielinot caurlaidspēju par 37 % un samazinot enerģijas patēriņu par 15 %. Dzirnavām, kurās PDI ir konkurētspējīgs diferenciators, ieguldījumu atdeve no procesa optimizācijas un augstākās kvalitātes gredzenveida presformas izvēles parasti tiek atgūta dažu mēnešu laikā pēc ieviešanas.
*Šis raksts ir daļa no Ring Dies tehnisko resursu sērijas.*
Publicēšanas laiks: 2026. gada 20. jūnijs
