Hóa đơn tiền điện của một nhà máy thức ăn chăn nuôi đã tăng rõ rệt trong hai năm qua. Quản lý sản xuất đã rà soát hiệu suất động cơ, máy nén khí, chiếu sáng và cải thiện một số điểm. Nhưng anh ấy không giải thích được vì sao hóa đơn dao động nhiều như vậy từ tháng này sang tháng khác. Khi so sánh sổ sách, hóa ra những tháng hóa đơn cao chính là những tháng tỷ lệ lúa mạch và phụ phẩm nhiều xơ trong công thức tăng lên và tỷ lệ thức ăn viên cao hơn.
Năng lượng đi đâu?
Trong nhà máy thức ăn hỗn hợp, phần lớn điện năng dùng cho hai công đoạn: nghiền và ép viên. Trộn, vận chuyển và làm nguội cũng tốn năng lượng nhưng tỷ trọng nhỏ hơn. Hơi nước dùng để hấp (conditioning) là một khoản năng lượng riêng, thường được tạo ra bằng khí tự nhiên hoặc nhiên liệu khác.
Năng lượng cần cho nghiền phụ thuộc vào độ cứng, độ ẩm của nguyên liệu và độ mịn mục tiêu. Ngô, lúa mạch và lúa mì tốn lượng năng lượng nghiền khác nhau. Nguyên liệu nhiều xơ thường cần nhiều hơn. Nghiền càng mịn thì năng lượng mỗi tấn tăng càng nhanh. Ở khâu ép viên, thành phần công thức, độ dày khuôn và chất lượng hấp quyết định kết quả. Công thức kết dính tốt và được hấp tốt sẽ đi qua khuôn với ít năng lượng hơn.
Một ví dụ
Các con số chỉ mang tính minh họa. Giả sử một nhà máy dùng 8 kWh mỗi tấn thức ăn cho nghiền, 15 kWh cho ép viên và 7 kWh cho các công đoạn khác, tổng cộng 30 kWh. Với giá 4 TRY mỗi kWh, chi phí năng lượng là 120 TRY mỗi tấn. Ở nhà máy sản xuất 10.000 tấn mỗi tháng, con số đó là 1,2 triệu TRY mỗi tháng.
Giả sử khi tỷ lệ lúa mạch và phụ phẩm nhiều xơ trong công thức tăng, năng lượng nghiền lên 10 kWh mỗi tấn và năng lượng ép viên lên 18 kWh mỗi tấn do hỗn hợp cứng hơn, kém kết dính hơn. Tổng thành 35 kWh và chi phí năng lượng lên 140 TRY mỗi tấn. Chênh lệch là 20 TRY mỗi tấn, tức 200.000 TRY mỗi tháng. Nếu thay đổi công thức đó tiết kiệm 30 TRY mỗi tấn về chi phí nguyên liệu, thì chênh lệch năng lượng đã lấy lại hai phần ba khoản tiết kiệm.
Điều này cho thấy không nên ra quyết định công thức chỉ dựa trên giá nguyên liệu. Chi phí chế biến một nguyên liệu trong nhà máy là một phần chi phí thực của nó.
Đưa chi phí chế biến vào công thức
Một cách thực tế để phản ánh điều này khi lập công thức là cộng chi phí chế biến cho từng nguyên liệu. Ví dụ, một loại hạt cứng có thể mang chi phí nghiền mỗi tấn, còn nguyên liệu dùng không cần nghiền thì không. Khi cộng các chi phí này vào giá nguyên liệu, OptiFormula sẽ so sánh các nguyên liệu theo chi phí thực của chúng đối với nhà máy.
Ghi chi phí ép viên trực tiếp vào nguyên liệu thì khó hơn, vì một hỗn hợp ép viên ra sao phụ thuộc vào cách các nguyên liệu tương tác với nhau. Đây là lúc hệ thống tính điểm dùng cho chất lượng viên có thể giúp ích. Công thức kết dính tốt nghĩa là viên tốt hơn và năng lượng ép viên thấp hơn. Đặt mức tối thiểu cho chất lượng viên cũng gián tiếp kiểm soát được năng lượng tiêu thụ.
Độ mịn khi nghiền
Độ mịn khi nghiền là điểm cân bằng giữa năng lượng và năng suất vật nuôi. Thức ăn nghiền mịn hơn thường cho chất lượng viên tốt hơn và, ở một số loài, tỷ lệ tiêu hóa tốt hơn. Nhưng chi phí năng lượng tăng, và ở gia cầm, nghiền quá mịn có thể làm mề phát triển kém. Trong thức ăn cho gia súc nhai lại, hạt nghiền rất mịn lên men nhanh trong dạ cỏ và làm tăng nguy cơ nhiễm toan.
Vì vậy cần đặt độ mịn mục tiêu riêng cho từng loại thức ăn và chọn cỡ lỗ sàng phù hợp. Nghiền mọi loại thức ăn qua cùng một sàng thường là sự thỏa hiệp tệ nhất cho cả năng lượng lẫn năng suất.
Kế hoạch sản xuất
Kế hoạch sản xuất là một yếu tố khác của chi phí năng lượng. Ở những vùng có giá điện thay đổi theo giờ, chuyển khâu nghiền tốn nhiều năng lượng sang giờ rẻ hơn giúp tiết kiệm đáng kể. Điều đó cần đủ sức chứa silo cho nguyên liệu đã nghiền. Thay đổi công thức thường xuyên cũng làm tăng năng lượng mỗi tấn do thêm thời gian dây chuyền chạy không tải hoặc phải vệ sinh.
Một kế hoạch giải các loại thức ăn của nhà máy cùng lúc theo những giới hạn chung cũng có thể coi công suất dây chuyền ép viên và công suất nghiền là các ràng buộc. Khi đó các công thức được cân nhắc cùng với tải mà dây chuyền chịu được và chi phí năng lượng.
Hơi nước và khâu hấp
Ngoài điện, chi phí hơi nước tạo ra cho khâu hấp cũng gắn với công thức. Một số hỗn hợp, ví dụ loại nhiều ngũ cốc, cần nhiệt độ hấp cao hơn để có viên tốt. Hỗn hợp nhiều chất béo hấp thụ ít hơi hơn. Hiệu suất nồi hơi, việc thu hồi nước ngưng và bảo ôn đường ống cũng quyết định lượng nhiên liệu mỗi tấn. Giữ nhiệt độ hấp cao hơn mức cần thiết làm tăng chi phí nhiên liệu và đẩy nhanh việc mất một số vitamin và enzyme.
Đo lường và ghi chép
Bước đầu tiên để quản lý năng lượng tiêu thụ là đo lường nó. Lắp đồng hồ riêng cho dây chuyền nghiền và ép viên, ghi lại mức tiêu thụ mỗi tấn theo từng công thức sẽ cho thấy công thức nào tốn kém về năng lượng. Theo thời gian, dữ liệu đó cũng giúp xác định chính xác hơn cần ghi bao nhiêu chi phí chế biến cho từng nguyên liệu.
Trong OptiFormula, chi phí chế biến có thể được tính đến bằng cách cộng vào giá nguyên liệu, có thể định nghĩa ràng buộc cho chất lượng viên, và ở phiên bản Premium có thể giải các công thức của nhà máy cùng lúc với giới hạn công suất. Khi giá năng lượng tăng, đưa các chi phí bên trong nhà máy vào công thức là cách để bảo đảm công thức chi phí thấp nhất thực sự có chi phí thấp nhất.
