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Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos

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En los últimos años, ha evolucionado de forma considerable la tecnología de acondicionamiento de piensos compuestos.

Esta evolución vino marcada por las exigencias sobre la calidad física, la mejora nutritiva, la higiene microbiológica así como la flexibilización en la incorparción de nuevas y variadas materias primas.

En particular destaca el aumento en la incorporación de líquidos, especialmente grasas y melazas. En piensos de avicultura y porcino cada vez se trabaja con niveles energéticos más elevados, por lo que las grasas tienen un gran interés económico, pues su incorporación en porcentajes altos permite importantes ahorros. Sin embargo en fábricas clásicas su inclusión está muy limitada para mantener una calidad del gránulo aceptable.

Por estas razones, la tradicional elaboración de piensos (molienda, mezclado y granulación) cede terreno ante las nuevas tecnologías (extrusión, expansión, maduración, doble granulación, etc.)

En todos los casos, se trata de manejar a conveniencia los parámetros físicos: presión, temperatura y tiempo, que son los determinantes en un acondicionamiento. Todo ello va encaminado a obtener una buena calidad del gránulo, aspecto que cada vez adquiere más importancia tanto por razones comerciales, como por su influencia sobre los índices productivos.


2.- PROCESAMIENTO CLASICO


2.1. Molturación

Es el primer procesamiento que sufren las materias primas en la elaboración del pienso.
Con el molino se pretende conseguir la granulometría adecuada de las partículas en tamaño y forma según la presentación del pienso: harina o gránulo.

Existen materias primas (fosfato, carbonato, etc.) que por su presentación y por evitar un dispendio energético no es deseable que pasen por el molino. Para ello se instala una criba by-pass.

Para modificar a voluntad la granulometría de cada materia prima, es recomendable el sistema de premolienda, frente al de premezcla ya que usaremos el tamiz más adecuado, según la materia prima de que se trate, mientras que en premezcla todas las materias primas están obligadas a pasar por el mismo tipo de tamiz.

Las granulometrías diferentes favorecen la desmezcla del producto. Esto lo hemos de tener presente siempre, particularmente cuando la presentación del pienso sea en harinas.

El tamaño de las partículas dependerá del tipo de molino (martillos, rodillos), del diámetro de orificio de la parrilla o de las revoluciones del motor así como de otros factores:

estado de las placas de choque, superficie perforada y disposición de los orificios de la parrilla, número y estado de los martillos, cantidad de aire de la aspiración, etc.

Cuando el pienso se presenta en forma de harina, la granulometría ha de permitirnos una buena fluidez del mismo en la granja. Para ello es suficiente con que el nivel de "finos" (partículas que pasan por un tamiz de 0,5 mm) no sea superior al 20% o también es práctico para controlar la fluidez disponer de una serie de embudos con diferente diámetro de salida en el laboratorio.

Si por el contrario, el pienso se presenta en forma de gránulos, las harinas cuando entran en la granuladora deben respetar la siguiente granulometría:+

  • Superior a 1,0 mm hasta 10%
  • Superior a 0,5 mm hasta 45%
  • Superior a 0,3 mm hasta 25%
  • Inferior a 0,3 mm mínimo 20%

El clásico molino de martillos horizontal con todas las innovaciones que ha sufrido (alimentación, ventilación, etc.) es el que más puede verse en las fábricas, por razones de granulometría y funcionalidad (Ruetsche, 1989).

En los últimos años aparece en el mercado el "molino vertical" que parece tener ciertas ventajas en cuanto a rendimiento sobre el horizontal. Su uso es más frecuente en fábricas de premolienda.


2.2. Mezcla

Es el acondicionamiento que tiene por objeto la homogenenización del conjunto de materias primas que integran la ración.

Sobre la calidad de la mezcla influyen una serie de factores tales como:

1.- Tiempo de mezcla: éste es de aproximadamente 4 minutos pero dependerá del tipo de mezcladora y de los ingredientes a mezclar. Es recomendable hacer ensayos (microtrazadores o algún parámetro químico) para ver el tiempo óptimo de mezcla en cada caso.

2.- Granulometría: las partículas muy gruesas o extremadamente finas desfavorecen la mezcla. Es aconsejable, en función de la proporción del ingrediente, la granulometría máxima siguiente:

  • Para 1 g/Tm..........45 μm de diametro
  • Para 200 g/Tm.......270 μm de diametro
  • Para 1 kg/Tm.........440 μm de diametro
  • Para 5 Kg/Tm........720 μm de diametro

3.- Densidad y forma de las partículas: las más pesadas tenderán a ir al fondo y las mas redondas fluirán mejor.

4.- Otros factores: la adición de líquidos provoca adherencias y disminuye por este motivo la eficiencia de la mezcladora. Así mismo provocan adherencias las partículas cargadas electrostáticamente.

La mezcladora más usual en fábrica de piensos es la horizontal con un único motor y con dos hélices concéntricas de doble sentido de desplazamiento, aunque también se usan, sobre todo en la entrada de materias primas a molinos, las de tipo vertical.

La mezcladora horizontal de motor único con hélice necesita un tiempo de mezcla (generalmente) de 3,5 a 4 minutos y su eje gira a 18-33 rpm, según diámetro y diseño.

El eje del motor debe quedar siempre cubierto con productos y éste repartirlo uniformemente a lo largo de la mezcladora.

El motor de la mezcladora será de una potencia de 10 a 20 CV por tonelada de capacidad de la máquina.

No debe llenarse la mezcladora más del 60% de su capacidad nominal.


2.3. Acondicionamiento convencional

Homogeneizador

Es el primer y clásico tratamiento térmico que sufren las harinas de un pienso que se va a granular.

El equipo está situado entre el alimentador de la granuladora y ésta; también se puede localizar delante del madurador o del expander. Es un mezclador de turbulencia en continuo, que gira a unas 300 rpm aproximadamente. Su función es la mezcla homogénea del vapor de agua (y frecuentemente melaza) con las harinas.

Cuanto mayor sea la longitud del equipo, mayor tiempo de retención y por tanto mejor homogeneización. Este tiempo no suele ser superior a los 20 segundos.

Melazadora

Tiene el diseño de un homogeneizador (acondicionamiento convencional) y es el lugar apropiado para la inyección de melaza, pero también se pueden inyectar otros líquidos.

Es deseable una molturación fina del producto, para que haya una mayor superficie, que facilite la adherencia del líquido. Para una buena distribución del líquido en las harinas, es imprescindible que el líquido vaya dirigido al producto y no al rotor o a las paredes de la melazadora.

Este equipo suele instalarse después de la mezcladora, aunque pudiera localizarse en algún otro punto (antes de la mezcladora, del madurador, etc). La adición de líquidos necesita de un mando automático ya que se trata de un proceso contínuo y el caudal de harinas determina la cantidad de líquido a añadir.


2.4. Granulación


El proceso de granulación significa someter al pienso en forma de harina a un efecto combinado de compresión y "extrusión".

La granulación tal y como se entiende actualmente es el resultado de una evolución que comenzó con un equipo rudimentario que unicamente moldeaba hasta llegar en la actualidad a equipos que efectuan una comprensión-"extrusión".

Concebido globalmente, el proceso de granulación se realiza en varias etap as:

1.- Acondicionamiento hidrotérmico
2.- Compresión-"Extrusión"
3.- Secado-Enfriado

2.4.1. El acondicionamiento hidrotérmico

Consiste en la preparación del pienso en harina para el proceso de compresiónextrusión.

Este acondicionamiento se hace con vapor inyectado en un homogeneizador directamente sobre la mezcla molida, y en otros casos modificando las condiciones de presión, temperatura y tiempo de tratamiento según conveniencia.

Los efectos más favorables del vapor se consiguen a presiones que varían entre 1 y 4 kg/cm2 y totalmente seco. Este aspecto de la preparación de las harinas es de los que más ha preocupado, y por tanto evolucionado, a lo largo del tiempo.

2.4.2. La compresión-extrusión


Se realiza en la propia granuladora. Las granuladoras más habituales en las fábricas de pienso tienen matriz vertical con rodillos de compresión de las harinas. De la misma manera, el manto exterior de los rodillos (camisa) tiene distinto diseño según necesidades.

La compresión la realiza el rodillo sobre las harinas y contra la matriz. La compresiónextrusión se lleva a cabo en el canal de la matriz. De la matriz sale el gránulo conformado y a través de su observación podemos predecir y por tanto corregir los defectos y sus soluciones (ver figura 1):


A.- Gránulo curvado y agrietado Cuchillas mal reguladas posiblemente.

El gránulo tendrá 3 ó 4 veces de largo su diámetro.
Los gránulos deben romperse por "volteo".


B.- Gránulo con forma de abeto

Sucede generalmente en fórmulas muy fibrosas.
Puede estar provocado por una mala molturación, un defecto de humedad o poca compresión de la matriz.
Revisar las parrillas.


C.- Gránulo con agrietamiento longitudinal Una desmezcla en el pienso o una alta velocidad de la matriz.

Revisar la caída de las harinas al silo de la granuladora.
Añadir más líquidos en mezcladora.
Reducir la producción de la máquina.


D.- Gránulo con partículas gruesas Puede ser una molienda muy grosera o una parrilla rota.

Revisar el estado de las parrillas frecuentemente.
Poner un cernedor y un imán antes del molino.


E.- Gránulo deforme con fisuras

Una molturación gruesa puede ser la causa.
Moler más fino. Aireación a todo lo largo de la parrilla.
Revisar estado de los filtros. Alimentar el molino a todo lo ancho de la parrilla.


F.- Gránulo con aspecto "velludo"

Un exceso de vapor, de temperatura o la presencia de partículas gruesas de fibra puede provocar este fenómeno.
Reducir la presión de vapor. Ver granulometría de las harinas.


G.- Gránulo con forma de pastillas

Una compresión alta o una deficiencia de vapor suele ser la causa.
Añadir grasa en mezcladora. Bajar compresión.
La diferencia de temperatura entre la harina y el gránulo nunca será mayor de 15ºC.


H.- Gránulo con vetas

La deformación de los orificios de la matriz, bien por un ataque químico, por abrasión ó por desprendimiento de costras de metal por una elevada concentración de carbono en la elaboración de la matriz.
Cambiar la matriz.

Figura 1. Diferentes tipos de gránulos defectuosos

En granulación, así como en otras áreas de producción, se ha de buscar el mejor rendimiento. Se entiende como tal, el óptimo de la relación entre producción y consumo de energía, obteniendo gránulos de calidad.


2.4.3. Enfriado-secado

Este proceso se lleva a cabo en los equipos llamados enfriadores cuya misión es reducir la humedad y la temperatura del gránulo para su mejor conservación. Existen tres tipos de enfriadores: vertical, horizontal y en contracorriente con diferentes modelos en cada caso.

No se puede afirmar que un tipo sea mejor que otro, aunque en la actualidad, el vertical es el menos utilizado. Cada fábrica decidirá según su experiencia.

El enfriador horizontal se emplea sobre todo en casos de productos de difícil fluidez y con adiciones elevadas de líquido.

El enfriador en contracorriente tiene buena utilidad para enfriar productos de fácil fluidez. El principio de contracorriente consiste en que el aire más frío entra en contacto con los gránulos mas fríos y los más calientes con el aire calentado a través de la capa. En el enfriador vertical los gránulos fluyen por gravedad y el aire es aspirado a través de las dos columnas de gránulos por medio de un ventilador.

El mejor vehículo para sacar la humedad es el aire seco. Los gránulos entran en el enfriador con una humedad de 14-18% y con una temperatura de 60-90ºC. A la salida del enfriador habrá una humedad de 11-14% y una temperatura de 20-30ºC. La pérdida de humedad en el enfriador corresponde aproximadamente a la añadida con el vapor. La temperatura a la salida no será superior en mas de 5-7ºC a la ambiente.

La velocidad del aire en el enfriador será lo más baja posible, para que enfríe y seque interior y exteriormente el gránulo, pero se evite su arrastre por la corriente de aire. La cantidad de aire necesaria dependerá del tiempo de permanencia del producto en el enfriador, así como de la calidad del aire, del espesor de la capa de gránulo, del tipo y presentación del pienso, etc,. Con una humedad elevada del aire, es recomendable usar aire caliente para el secado.


3. NUEVOS PROCESAMIENTOS

3.1. Maduración

Esta técnica de acondicionamiento consiste en el contacto durante largo tiempo (menor o igual a 20 min) a una temperatura aproximada de 40ºC de las harinas en unión con vapor y los líquidos (melazas, grasas).

De esta manera se consigue una mayor interacción líquidoharina y una mejor predisposición a la granulación. La adición de líquidos se hace en un acondicionador situado antes del madurador. El madurador consiste en una cuba vertical, normalmente de uno o varios pisos y con un eje vertical al que se acoplan unas palas que son las encargadas de remover el producto durante su estancia en la cuba. El madurador va situado entre la celda de harinas y la granuladora. Este equipo está pensado para raciones de alto contenido en fibra y con niveles elevados de subproductos y melaza, que es el caso de los rumiantes. Existe una variante del tradicional madurador "RIPENER" que no tiene pisos, y el calentamiento se hace con vapor en la propia cuba sobre el producto de manera que actúa como una "caldera" de cocción, de ahí su nombre "KETTLE".

Las melazas en su acondicionamiento con las harinas llegan a interaccionar con las partículas sólidas (figura 2).

Es de hacer notar que no todas las materias primas tienen la misma capacidad de absorción. El cuadro 1 nos muestra esta característica. Hemos de recordar a la hora de pensar en la incorporación de esta máquina de disponer de bastante espacio para su instalación y de que su capacidad no sea un cuello de botella en la granulación.

Figura 2. Interacción entre melazas y partículas de pienso (Larsen, 1990)


Cuadro 1. Indices de capacidad de absorción de líquidos de diferentes materias primas (Walter, 1990)

3.2. Doble granulación

Se trata de un equipo más, que nos permite la utilización de materias primas de difícil granulación (subproductos, etc), así como la incorporación de mayor cantidad de líquidos (grasas, melazas, etc); puede o no acompañarse de madurador.

El proceso consiste en hacer pasar la harina una vez acondicionada con los líquidos por una primera matriz que hará una ligera compresión, para luego entrar en la segunda matriz o matriz principal en óptimas condiciones para producir un buen gránulo (figura 3).

Figura 3. Esquema de la doble granulación

El montaje de este equipo admite dos variantes. Una consiste en el sistema Mixcompress desarrollado en Dinamarca y que incluye en la misma máquina las dos matrices.

La otra consiste en la colocación de dos granuladoras en serie que nos da la posibilidad de hacer uso de la doble o de la simple granulación.

Lo mismo que en el esquema del madurador, la doble granulación supone un tratamiento de humedad, temperatura y tiempo que le diferencia de la simple granulación.

La incorporación de la doble granulación a una fábrica puede suponer una inversión de 15-25 millones de pesetas para una granuladora de tipo medio (250 CV) suponiendo que no existe deficiencia de producción de vapor en la caldera ni de potencia en la instalación eléctrica. El sobrecoste de energía que supone la doble granulación frente a la simple es de aproximadamente un 10-20% o mayor, según la dificultad de la ración a granular.

Por contra, la doble granulación supone una gran libertad para el formulador a la hora de incorporar todo tipo de materias primas y líquidos a niveles impensables con la simple granulación.

Es un método adecuado para formulaciones con materias primas "no nobles" y altas cantidades de melazas, vinazas, etc, (rumiantes) sin que la calidad del gránulo se vea mermada.


3.3. Extrusión

Ha sido adaptado de la industria de alimentación humana. Inicialmente se usó para el tratamiento térmico del haba de soja. Hoy también se usa en otras leguminosas (colza, guisantes, etc). También está muy extendido su uso en la elaboración de dietas para animales domésticos (perros, gatos y peces), así como piensos de caballo u otros con formas atractivas de presentación

El empleo de la extrusión en los cereales va orientada fundamentalmente al desdoblamiento de los almidones, mientras que en el caso de las leguminosas, se persigue principalmente la eliminación de los principios antinutritivos.

La mejora del aspecto alimenticio y la calidad higiénica de subproductos es otro campo de aplicación. En los piensos (perros, gatos, peces) la textura, forma y densidad que se puede aportar con este tratamiento es importante.

El extruder puede usarse, por tanto, sólo o en combinación con una máquina granuladora. Esta máquina (extruder) puede tener simple o doble tornillo extrusionador, dando lugar a diferentes tratamientos de presión y temperatura según el objetivo buscado y el tipo de material.

La figura 4 muestra un esquema de un extruder con el perfil de la presión según la zona donde se encuentre la materia prima o pienso a extrusionar (Jansen, 1991).

Entre los efectos positivos de la extrusión podemos citar:

- Incremento de la digestibilidad de los almidones.
- Desnaturalización de las proteínas.
- Mejora de la digestibilidad de la fibra.
- Destrucción de los factores antinutritivos (inhibidor de la tripsina, etc) y de enzimas indeseables (ureasa, peroxidasa, lipoxigenasa, etc).
- Destrucción de componentes tóxicos (glucosinolatos, gossipol, aflatoxinas).
- Destrucción de microorganismos (salmonelas, etc).

Como efectos negativos:

- Destrucción de vitaminas (A y C) y pigmentos.
- Inactivación de enzimas (amilasa, fitasa, etc).
- Destrucción de aminoácidos (lisina, etc).
- Reacciones indeseables (Maillard, etc,).

Figura 4. Variaciones de las presiones a lo largo del extruder

3.4. Expansión

La industria de los piensos compuestos dispone desde hace algunos años de los llamados expanders. Se trata de acondicionadores STHT (corto tiempo alta temperatura).

Están basados en la técnica inicial de los extruders.

La expansión y la extrusión son procesos hidrotérmicos de preparación o de "dar forma" (Pipa-Frank, 1989).

La combinación de una granuladora con un expander ha abierto nuevas posibilidades para la elaboración de piensos por su capacidad para la incorparación de grandes cantidades de líquidos con la mejora de los aspectos físicos o higiénicos del pienso.

El expander es un tubo mezclador de pared gruesa (similar a un extruder de un eje) y está equipado con un eje apoyado en un punto. En este eje están montados elementos para mezclar y amasar. El tubo lleva pernos interiores y válvulas inyectoras de vapor. A lo largo del tubo, ademas del tratamiento térmico se produce un proceso de amasado y cizallamiento.


La 3.4. Expansión

La industria de los piensos compuestos dispone desde hace algunos años de los llamados expanders. Se trata de acondicionadores STHT (corto tiempo alta temperatura).

Están basados en la técnica inicial de los extruders.

La expansión y la extrusión son procesos hidrotérmicos de preparación o de "dar forma" (Pipa-Frank, 1989).

La combinación de una granuladora con un expander ha abierto nuevas posibilidades para la elaboración de piensos por su capacidad para la incorparación de grandes cantidades de líquidos con la mejora de los aspectos físicos o higiénicos del pienso.

El expander es un tubo mezclador de pared gruesa (similar a un extruder de un eje) y está equipado con un eje apoyado en un punto. En este eje están montados elementos para mezclar y amasar. El tubo lleva pernos interiores y válvulas inyectoras de vapor. A lo largo del tubo, ademas del tratamiento térmico se produce un proceso de amasado y cizallamiento. La granuladora con la doble opción: pasar el producto expandido por la granuladora o directamente a un enfriador con un by-pass (figura 5).

Figura 5. Esquema de la instalación del expander (Wetzel, 1991)

Existen tres tipos de cabezal de salida del expander:

a) Rendija-anillo (KAHL)
b) Rendija-dado (BUHLER)
c) Diafragma (LA MECANICA).

Los parámetros físicos: presión, temperatura y tiempo nos marcan las condiciones de tratamiento del expander. La presión puede alcanzar los 40 bar, la temperatura puede llegar a 140ºC y el tiempo de estancia de la harina en el tubo no sobrepasa los 10-15 segundos. La gráfica de la figura 6 nos compara como evoluciona el tratamiento térmico a lo largo del tiempo en una granuladora y en un expander.

Figura 6. Evolución de la temperatura en el expander

Uno de los aspectos mas interesantes actualmente para el uso del expander está en la industria avícola (pollos y ponedoras) para eliminar la contaminación bacteriana, particularmente salmonelas y coliformes (cuadro 2).

Cuadro 2. Efecto del expander sobre la calidad bacteriológica

La avicultura inglesa es pionera en este terreno por las exigencias actuales del mercado, referidas a productos libres de salmonela. Así la experiencia particular de una fábrica fue que de 200 muestras analizadas antes de instalar el expander encontraron presencia de salmonela en un 4,5%, mientras que de 2.000 muestras analizadas después de la instalación del expander no encontraron ninguna muestra positiva.

El tratamiento térmico de los alimentos tiene su origen posiblemente cuando el hombre descubre el fuego, es decir es tan viejo como la humanidad, sin embargo a la industria de los piensos compuestos no se incorporó hasta los últimos años, en que aparecen máquinas que permiten alcanzar temperaturas elevadas en espacios muy cortos de tiempo y por tanto permiten manejar muchas toneladas de harina por hora, sin necesidad de grandes espacios.

Uno de los principales objetivos del tratamiento térmico en alimentación humana ha sido eliminar los factores antinutritivos de los alimentos. La mayoría de lo que hoy conocemos como factores antinutritivos son proteínas termolábiles, que una vez desnaturalizados por el calor pierden sus propiedades antinutritivas para los animales, siendo ésta otra de los grandes ventajas del expander.

Al someter los almidones a calor y humedad se produce una absorción de agua y los gránulos de almidón pierden su estructura cristalina, este proceso que se inicia con temperaturas de unos 60ºC se acelera dentro del expander por el aumento rápido de las temperaturas, llegando a explotar los gránulos de almidón, produciendo una masa gelatinosa (Peisker, 1992) es decir se produce la gelatinización de los almidones, que se completa a la salida del expander al producirse un descenso brusco de presión (expansión).

Las ventajas de la gelatinización sobre el aprovechamiento de los almidones sin embargo son bastante relativas, pues la digestibilidad de los almidones es muy elevada, incluso cuando el pienso se suministra en harina sin ningún tratamiento térmico, salvo en el caso de animales muy jóvenes. Otro efecto sobre el almidón es la unión física con otros principios nutritivos, especialmente proteínas, con lo que se reduce la solubilidad de la proteína, pero su valor biológico no se ve afectado, pues la disponibilidad de los aminoácidos permanece constante.

Al someter el pienso a temperaturas elevadas y presión es lógico esperar una destrucción parcial de vitaminas, sin embargo existen muy pocos datos bibliográficos que cuantifiquen esta destrucción. Por esta razón y a falta de nuevos datos una medida prudente sería incrementar en un 20% los niveles vitamínicos, en especial las vitaminas A, K, B1 yácido fólico y por supuesto la vitamina C en caso de incorporarla al pienso. En el cuadro 3 se resumen las ventajas y desventajas del expander.

Otras consideraciones sobre el expander:

- Es sin duda el equipo más complejo que se usa hoy en las fábricas de pienso.
- Parece ser que su mayor justificación está en fórmulas con niveles altos de líquidos y ricas en almidón (pollos y cerdos).
- Actualmente existe una corta experiencia con esta máquina.
- Es un equipo costoso (15-30 millones de pts).
- Es necesaria una buena automatización.
- Los expander para sacarle rendimiento necesitan personal cualificado.
- El consumo de energía del equipo es de 10-20 KW/Tm.
- El expander es una máquina con futuro.
- Nunca llegaremos a una "máquina universal" que lo resuelva todo.

Cuadro 3. Ventajas y desventajas potenciales de la expansión y extrusión en piensos de lechones


Para ver la imagen en tamaño real click aquí

4. ADICION DE LIQUIDOS

El objetivo de la incorporación de líquidos en una fábrica de piensos es variado: aporte de energía (grasas animales y vegetales) de azúcares (melaza), de aminoácidos (metionina, lisina), de vitaminas (colina), de antifúngicos, de pigmentantes, de saborizantes, de humedad (agua), etc.

La adición de líquidos tiene cada vez más interés no sólo por razones de tipo económico sino por la practicidad en su dosificación. La dificultad surge a la hora de la cantidad y tipo de líquidos a añadir. Para ello se han equipado adecuadamente las fábricas en los últimos años.

Los dos líquidos cuantitativamente más importantes en una fábrica son las grasas y la melazas. En el cuadro 4 vemos unos niveles orientativos de las cantidades de grasas y melazas que se incorporan a los diferntes piensos.

Cuadro 4. Niveles de inclusión de grasas y melazas en piensos

En general la adición de líquidos en el pienso suele hacerse cuando éste está en forma de harina.

La homogenización del líquido en la harina depende de varios factores: tipo de producto cuadro 1), granulometría (cuanto más fino esté molido, mejor superficie específica y mejor absorción), humedad del producto (el agua rechaza la grasa), temperatura (cuanto más alta mejor), dosificación (el chorro irá dirigido a las harinas, nunca a las paredes).

Como norma general, todo líquido debe ser transportado, almacenado e inyectado a la temperatura mínima necesaria para su manejo y homogeneización. La temperatura elevada disminuye la viscosidad y facilita el manejo, pero es un enemigo para la conservación. En las grasas va a favorecer la oxidación y en las melazas la caramelización de los azúcares.

Los depósitos de almacenaje, han de ser generalmente cilíndricos, con un gran filtro de recepción y poca luz de malla, de acero inoxidable, forma cónica en la base, niveles de vaciado y llenado, calefacción tipo serpentín en el cono, con la toma del líquido cerca de la base del cono y situado a un metro sobre el nivel del suelo.

La dosificación puede hacerse mediante contadores o por pesada. El sistema de pesada se suele usar cuando se adicionan en la mezcladora varios líquidos y tiene la ventaja de la exactitud y de la premezcla.

Los contadores volumétricos, actualmente son de gran exactitud y permiten una dosificación sencilla y económica. Los más usados son los de émbolo rotativo y los de tipo inductivo (líquidos conductores). Es recomendable en este tipo de dosificadores hacer controles frecuentes por las variaciones en densidad y el desgaste de las piezas.

Tanto la bomba como los contadores, las conducciones y las boquillas inyectoras han de ser de un material anticorrosivo.

En la figura 7 se muestran los puntos más importantes de adición de grasas y melazas en una fábrica (Walter, 1990).

Figura 7. Principales puntos de adición de líquidos en una fábrica

4.1. Mezcladora

Es el lugar adecuado para la incorporación de grasas, vitaminas, aminoácidos, etc. Las melazas ensucian demasiado la mezcladora aunque es una práctica usual en algunos países (Inglaterra).

Nunca debe de haber menos de 3 boquillas en la barra inyectora, sobre todo en líquidos añadidos en pequeñas cantidades. Hay que vigilar la limpieza de boquillas, mezcladora y dirección del chorro, así como hacer controles de dosificación.

Hemos de dar un tiempo de mezcla de 15-22 seg antes de iniciar la inyección, para una mejor homogeneización. Una vez terminada la inyección es recomendable hacer un soplado con aire para evitar el goteo y limpiar la conducción.

El nivel de incorporación de grasa en mezcladora depende de la fluidez del pienso, si su presentación es en harina o de la compresión de la matriz que tenga detrás si es granulado.

En cualquier caso no será superior a un 3-5%.


4.2. Melazadora

Puede llamarse también homogeneizadora, mezclador en continuo o incluso melazador. Es la máquina idónea para mezclar líquidos (grasas y melazas) con las harinas.

Se puede ubicar en lugares muy diferentes de la fábrica: después de la mezcladora, antes de la granuladora, antes del madurador, antes del expander.

Dado que se trata de un mezclador en continuo, el paso del producto determinará la cantidad de líquido a adicionar y será necesario un mando automático de control de paso. Su capacidad de homogeneización dependerá del número y disposición de las paletas, así como de la longitud del tubo y de las revoluciones de la máquina. La cantidad de líquidos adicionados en este aparato dependerá de la máquina que tenga a continuación. Así, si está antes del madurador podremos poner altas cantidades de melaza (11-15%).

Como se trata de una máquina muy revolucionada, no habrá formación de grumos. Ha de llevar un recubrimiento interno de plástico. La boquilla o boquillas inyectoras estarán situadas al comienzo del tubo mezclador a la entrada de las harinas.


4.3. Mezclador-Granuladora


Es un acondicionador, por lo tanto vale lo dicho para éste con las matizaciones siguientes:

Aquí se suelen añadir pequeñas cantidades (< 3%) de líquidos (grasas y melazas) ya que hay poco tiempo de contacto harina-líquido y pueden aparecer puntos de rotura en el gránulo.

Cuanto mayor sea la longitud del tubo y menor la inclinación de las paletas, más tiempo de contacto.

Vigilar el desgaste de las paletas. Hacer controles de caudal de harinas y líquido.

Este mezclador es el equipo obligado para la adición de vapor en granulación además de ofrecer la posibilidad de poner líquidos; sin embargo no es el lugar más adecuado.


4.4. Matriz

Es un sistema práctico de añadir grasa y poco costoso, se añade sobre el gránulo. Se aprovecha la circunstancia de que en este lugar, el gránulo sale muy caliente de la matriz y es así cuando tiene su mayor capacidad de absorción. Se puede usar todo tipo de grasas, aunque se absorberá mejor cuanto más bajo sea su punto de fusión, o cuanto mayor sea la temperatura de inyección. Nunca se debe pasar del 2% de grasa en este punto. Un nivel mayor puede provocar problemas de goteo hacia el enfriador o incluso riesgo de incendio. Un aspecto negativo puede ser que la grasa tapone la salida de la humedad interior del gránulo y no se seque bien en el enfriador, con el consiguiente problema de conservación.

El equipo (figura 8) consta de una bomba, un contador de flujo y una conducción que dirige la grasa a la o las boquillas situadas en la puerta protectora de la matriz. Las boquillas provocarán una estela de grasa pulverizada que abarque todo el ancho de la matriz para que no queden gránulos sin reengrasar. Esta dosificación estará controlada por un equipo de tal
manera que automáticamente se modifique en función de la producción de la granuladora. Es conveniente hacer controles frecuentes.

Figura 8. Esquema de adición de grasa en la granuladora

La capacidad de absorción del gránulo no sólo dependerá de la temperatura del mismo y de la grasa, sino también de su área superficial, cuanto mayor es el gránulo menor superficie por unidad de peso y por tanto menor capacidad de absorción. Un gránulo de 3 mm presenta el doble de superficie que uno de 6 mm y su capacidad de absorción es un 50-100% superior (Wetzel, 1989).


4.5. Tambor de rociado

El tambor de rociado (figura 9) es el mejor sistema de reengrase de gránulo en frío, aunque existen otras posibilidades, como es el caso del reengrase en cascada seguido de una gran rosca sinfin de rotación lenta para la homogeneización.

Como se trata de gránulo una vez salido del enfriador, por razones de temperatura, la capacidad de absorción de grasa se reduce. Es por esto que suele calefactarse el equipo y las conducciones e incluso el local.

Figura 9. Tambor de reengrase

En el tambor de reengrase puede llegar a añadirse hasta un 4-5% de grasa en pienso de pollos.

Es importante el regulador automático del caudal de pienso granulado. El pienso llega al tambor tamizado, para evitar la formación de grumos. Hay que vigilar la limpieza de las boquillas y hacer controles de dosificación.

Es un método de reengrasar caro pero muy práctico. Los otros sistemas (cascada,etc.) no son tan caros, pero son menos recomendables.

La capacidad de absorción de grasa dependerá del área superficial del gránulo.

También es un lugar adecuado para la adición de productos muy poco estables a temperaturas elevadas, como enzimas líquidas, aromatizantes, etc.

5. CONCLUSIONES

El procesamiento del pienso así como el tratamiento ha experimentado una importante evolución, por múltiples razones:

El tamaño y la forma de las partículas de las materias primas componentes del pienso tienen interés trascendente para el posterior tratamiento y por tanto para el aprovechamiento de sus nutrientes por el animal.
La calidad de la mezcla es obvio que tiene vital importancia tanto para la granulación (si se produce) como para la alimentación de los animales.

Todos los tratamientos térmicos, nos ayudarán a conseguir aspectos positivos variados, tales como predisponer para su mejor aprovechamiento los principios nutritivos, evitar aquellos llamados factores antinutritivos, posibilitar a la fábrica de piensos para poder hacer uso de mayor número y calidad de materias primas de difícil granulación, etc.

Todavía no se ha dicho la última palabra en este campo. Hay que estar espectantes a las nuevas invenciones tecnológicas y no estar pendientes de lo que le pase al vecino con la nueva máquina para decidirnos nosotros.

Todos podemos decir algo y todos tenemos nuestra obligación en este aspecto en el momento de la fabricación de piensos.

6. BIBLIOGRAFIA

Bayley, P.T. (1988) Feed International 9, 40.

Best, P. (1993) Feed Magazine 2, 24.

Best, P. (1993) Feed International 14, 32.

Jansen, H.D. (1991) Advances in Feed Technology 5, 58.

Larsen, E.B. (1990) Advances in Feed Technology 4, 6.

Leaver, R. y Waldron, S. (1984) Feed International 5, 37.

MacMahon, J. y Payne, J.D (1981) Manual Holmen para la granulación.

Maier, D.E.; Kelley, R.L. y Bakker-Arkema, F.W. (1992) Feed management 43, 28.

Pague, J. (1986) Feed International 7, 34.

Payne, J. y Chemical, H. (1987) Feed International 8, 34.

Peisker, M. (1992) Feed International 13, 16.

Peisker, (1992) International Milling Flour and Feed. March, 15 .

Pipa, F. y Frank, G. (1989) Advances in Feed Technology 2, 22.

Ruetsche, P. (1989) Advances in Feed Technology 1, 38.

Schultz, R. (1990) Advances in Feed Technology 3, 6.

Veenendaal, J. (1990) Advances in Feed Technology 3, 60.

Walter, M. (1990) Advances in Feed Technology 4, 36.

Wettstein, A. y Wild, R. (1992) Feed Compounder 2, 29.

Wetzel, W. (1989) Feed Magazine. March, 31.

Wetzel, W. (1991) Feed Magazine 2, 24.

Wild, R.A (1992) Advances in Feed Technology 8, 46.


Presentado en el IX CURSO DE ESPECIALIZACION FEDNA. BARCELONA, 8 y 9 de Noviembre de 1993.
 
Autor/es
Galicia, España
Gerente Técnico
(22436)
(23)
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
06/06/2008 | La verdad este articulo me parecio muy completo pero mi interes se centra en los sistemas de adicion de liquidos sobre todo en el sistema de adicion de sebo (reengrase o post-engrase).....alguien podria darme alguna bibliografia en la cual se encuentren aspectos tecnicos de estos sistemas.

muchas garacias.
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Roberto Horacio Altamiranda
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Salto, Buenos Aires, Argentina
Director
Dinamarca,
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
11/06/2008 | Luis, para agregar grasas en los pellet , lo mejor es hacer un engrase post pellet , en el preacondicionador es muy poco lo que se puede agregar , pero siempre va a depender de las distintas formulas que usted quiera peletear, cuales son los componentes de las mismas (materias primas) y a que grado de energía se quiere llegar.

Roberto Altamiranda
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España
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
12/06/2008 | Luis Hernan

Un buen sistema para añadir grasa a pellets es el disc coater que está compuesto de una cinta pesadora en continuo donde se evalúa la cantidad de granulado que entra y que es procesado por un autómata que adecua la cantidad de liquido a adicionar.
Espero que sea de su utilidad
Joan Codony
Mixerplan
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Fredy Vargas
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Quito, Pichincha, Ecuador
Ing. Electromecánico
Pichincha, Ecuador
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
12/06/2008 | Estimados panelistas.

Es de mi interés saber cual es el aporte o que tan importante es el acondicionador en todo el proceso de expandido y peletizado, puesto que en nuestro sistema nosotros contamos con un acondicionador que tiene un tiempo de retención de apenas 11 segundos y de acuerdo a la bibliografía indica que el tiempo de retención debería ser de por lo menos 35 seg, como actividades para obtener un mayor tiempo de acondicionado hemos reducido la velocidad del acondicionador en 50% de su velocidad y llegamos a 15 seg de retención, además se ha re-direccionado las paletas.

Aparte de cambiar el equipo cual sería su recomendación?

Saludos.
Fredy Vargas
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Javier Caceres Rivera
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es, Cataluna, España
Gerente de producción
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
13/06/2008 | Apreciado Sr. Vargas:

Para obtener un buen rendimiento y calidad de gránulo el preacondicionamiento del pienso es uno de los procesos que mas ayudan a su obtención. Desde mi experiencia ( peleándome con prensas) el objetivo mínimo de preacondicionamiento no debe ser menor a 90seg. y mejor 120 seg. Ya que lo que nos ayuda a peletizar es el desdoblamiento de los almidones y esto solo podemos conseguirlo mediante Humedad, Calor y Tiempo de Contacto del pienso con los precedentes.

En cuanto que puede hacer depende mucho de los líquidos que agregue en el acondicionador y de la produccion de la maquina, aun que, donde no hay no cabe. Si solo añade vapor las rpm se pueden reducir mucho (60-70rpm) pero si entra melaza u otros líquidos no le aconsejo bajar de las 100rpm con una configuración de las paletas en la que una de cada tres tenga unos 15º de retención. Y ajustar la producción al consumo del acondicionador.

Esperando serle de ayuda

Javier
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Argentina
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
17/06/2009 | ¿Para una planta de procesamiento d soja para la obtención de aceite crudo y harina que debería utilizar un expander o un extrusor?
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Enrique Diaz
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Fort Worth, Texas, Estados Unidos de América
Ingeniero en Produccion Animal - Zootecnista
Texas, Estados Unidos de América
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
09/12/2009 | Estimado Jorge Gómez,
Entiendo que NO quieres producir Harina de Soya Integral (Full Fat) sino que mas bien estas en la mira de un proceso de extracción de aceite crudo de soya mediante vías mecánicas. Para este proceso en particular, recomendamos el uso de extrusores de proceso seco (los cuales no utilizan vapor de agua) y donde el calor / temperatura necesarias para el acondicionamiento y desactivación de los factores antinutricionales se logran debido a la fuerza de fricción que se genera dentro del barril de extrusión, alcanzando temperaturas entre 280º - 310ºF y elevando la humedad hasta 22%

Ahora bien, con un frijol de soya conteniendo 18% de aceite y una humedad inicial de 9%, usando nuestro sistema Super Soya, el cual esta fundamentado en el uso de un extrusor DOX de proceso seco y una Prensa Expeller, estas en la capacidad de producir al menos unas 35-40 toneladas métricas por dia (24 horas de operación), dejando entre un 6.5-7% de aceite residual en el cake o torta.

Existe otro procedimiento de extracción convencional el cual llamamos Full Pressing, este método NO incorpora el extrusor en el proceso, la extracción del aceite lo hace la Prensa Expeller y la capacidad alcanza las 10-12 toneladas métricas por día (24 horas de operación), dejando los mismos niveles de aceite residual. Es decir, de un 18% total de aceite en el frijol y perdiendo un 2-3% por efectos de la evaporación, Usted esta en la capacidad de extraer un 10% efectivo del total de aceite contenido en el frijol de soya.

La obtención de la harina es un simple proceso posterior al proceso de extracción de aceite, ya que en la Prensa Expeller obtenemos dos productos, el aceite crudo y la torta (cake), esta última sale del Expeller a 120ºF con una humedad alrededor de 5-6% y un contenido de aceite de mas o menos 6-7%. Este cake deberá ser enfriado (alrededor de 8-10º por encima de la temperatura ambiental) y posteriormente transferido hacia un molino de martillos donde se reduce el tamaño de partícula para la obtención de la harina de soya.

No obstante, debo mencionar que los resultados del proceso pueden variar en función de la instalación de los equipos básicos de preparación del frijol previos al proceso de extracción del aceite, esto quiere decir, que es necesario utilizar un molino quebrador con dos pares de rodillos para reducir tamaño de partícula del frijol a mas o menos 1/16 (1.5-1.6 mm) y luego decidir si vamos a procesar el fijol parcialmente o completamente descascarado, esto se logra mediante nuestro sistema de multiaspiración y separación para remover las cáscaras y dejar el frijol listo para el proceso de extrusión y/o extracción mecánica.

Recibe un cordial saludo de nuestra parte.
Ing. Enrique Díaz
R&D Equipment Company
Fort Worth, TX
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Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
10/12/2009 | Que tal compañeros, tengo entendido que al someter a altas temperaturas y altas presiones (como en la extrusión) ocurre el proceso de Maillard en donde baja la calidad de las proteínas del alimento, mi pregunta es la siguiente, a la hora de formular un alimento para ser extruido ¿se debe tomar en cuenta esta pérdida en la calidad de las proteínas?, ¿Qué tanto es lo que se pierde de lisina durante la extrusión?, o mejor dicho ¿Cómo debo de modificar la dieta para que se mantengan los niveles de lisina que deseo en el producto final?, ¿esto también aplicaría a la hora de Peletizar?, gracias!!.
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David Chavez
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Perú
Nutriólogo
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
13/04/2011 | Estimados colegas:

Cuando se proyecta la instalación de una nueva línea de peletizado para aves (30 TM/hora) con dietas maiz y harina de soya como principales insumos, usualmente es un poco difícil justificar económicamente la adquisición de un Expander; esto debido a su alto costo de compra y elevado consumo de energía electrica.
¿Con que tipo de insumos es posible lograr un beneficio significativo por el uso del Expander? , ¿ Cuál es la cantidad máxima de insumos líquidos o porcentaje máximo de humedad dentro del expander es posible trabajar, sin tener problemas en la prensa peletizadora? y por último ¿Es posible producir harina de soya integral Full Fat, con un expander?.
Les agradecere sus comentarios.
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Fausto Gonzalez
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Duran, Guayas, Ecuador
Ingeniero Químico, Diplomado, Máster en Productividad y Calidad
Re: Nuevas tecnologías en fabricación de piensos: doble granulación, expander y adición de líquidos
05/07/2011 | Hola a todos
Me gustaria saber sobre un equipo para pesar los líquidos por medio de celdas de carga (kilos) y a su vez esta informacion sea llevada por una interfaz a una base de datos o a una archivo de texto, para ser descargados del inventario, los líquidos son enviados al mezclador del 1 al 4%, al momento estoy agregando los líquidos por medio de una bomba en cierto tiempo, pero como ustedes saben estos vienen de distintos proveedores y la densidad cambia y con ello la cantidad adicionada.
El liquido que uso es aceite de pescado.
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