Ingeniería del proceso, enfocada a molienda y peletizado

Actualmente, los desarrollos tecnológicos en genética animal, aditivos, materias primas y nutrición, demandan mejores procesos y maquinaria en las plantas de alimentos balanceados para fabricar mejores texturas y tratamientos que ayuden a aprovechar el potencial de las diferentes especies animales, así como el uso eficiente de energías más limpias. Es por ese motivo que los fabricantes de maquinaria para la industria pecuaria buscan aportar diseños que ayuden en controles para mejorar la productividad e inocuidad de los alimentos balaceados. En el caso específico de molinos y peletizadoras, encontraremos una gran diversidad de opciones, que implican un gran reto, como lo es elegir el equipo correcto que aporte beneficios a la producción pecuaria. Hoy en día existen trabajos científicos con información que ayuda a la toma de decisiones. Entonces, la pregunta es: ¿Se compra lo que se requiere o nos venden lo disponible?

 

Antecedentes.

Es una de las operaciones más antiguas en la fabricación de los alimentos balanceados, ya que la molienda inicialmente se utilizó para moler grano para consumo humano y posteriormente se descubrió que al moler los granos para dietas de los animales estos tenían un mejor aprovechamiento nutricional. Aportación de Fraps (1932) observó que había una mejoría en la digestibilidad de nutrientes del grano de sorgo molido, en comparación con el grano de sorgo entero. Y así se fueron perfeccionando los diseños de las máquinas para mejorar su eficiencia y desempeño. Actualmente se siguen especializando los sistemas de molienda debido a las necesidades de cada fabricante de alimentos, ya sea para cerdos, aves, pet food, acuícolas, rumiantes etc. Nos enfocaremos a molinos de martillos y de rodillos que son los más comúnmente utilizados.

 

Su principal característica es el impacto.

Este equipo puede estar provisto de un sistema de asistencia de aire que hará más eficiente esta operación, con una mejora de un 15% a 40% (Olson, 1983) dependiendo del producto, velocidad de las puntas del martillo, diámetro de orificios de la criba y humedad. (fig. 2) Este tipo de molino se utiliza tanto en la pre-molienda como en la post-molienda. Además es muy versátil, ya que se pueden cambiar el diámetro de la partícula con cambios de velocidad, cambios de cribas con diferentes tamaños de orificios y configuración del número y grueso de los martillos.

Habrá que tomar en cuenta que la eficiencia de molienda puede ir desde un 50 al 85% tomando en cuenta las variaciones en el contenido de humedad del grano, el desgaste de martillos y cribas, así como el tipo de grano a moler y numero de maniobras en el cambio de cribas.

El Consumo de energía es alto y se incrementa cuanto más fina es la molienda. (Wodra,1995b.)

Otro factor a tomar en cuenta es el tipo de grano a moler, ya que unos granos son más duros que otros. Baker (1960) encontró que los granos de sorgo eran más fáciles de moler que el maíz y, además que el maíz era más fácil de moler que la avena.

El moler mas fino en dietas para cerdos tiene sus beneficios, debido a que se aprovechan mejor los nutrientes y esto se refleja en mejores ganancias de peso y conversión alimenticia.(Wodra,1995e.) experimento de lactación.

Su principal característica es la compresión y corte.

Este equipo se utiliza principalmente para moliendas gruesas, aunque también puede moler texturas más finas y uniformes pero su rendimiento baja considerablemente. El molino se puede componer desde un par de rodillos de hasta 3 pares, todo dependerá de su uso y el material a procesar. Se prefieren en la molienda de granos para ponedoras por su uniformidad y el mayor número de partículas gruesas por arriba de 1.0 mm. (Mateos, 2005) según el ajuste de separación a los rodillos.

Su consumo de energía es más bajo con respecto al de martillos.

Ambos son útiles para la industria pecuaria, lo importante es conocer las características del material a moler y elegir un sistema de molienda y no solo el molino.

En la actualidad es importante evaluar tomar en cuenta en un sistema de pre-molienda, contar con líneas independientes desde los silos o bodegas de almacenamiento hasta la estación de molienda, ya que podría haber necesidad de moler 2 tipo de granos a la vez y lo anterior lo haría más versátil y eficiente, ya que no habría necesidad de estar haciendo cambios de granos, cribas, y tolvas o silos de alimentación de los molinos y por lo tanto tiempos muertos, y así aprovechar las oportunidades de precios del mercado, escases de grano, o bien una transición gradual de un grano a otro.
 

Factores a tomar en cuenta para un sistema de molienda:

• Características del material. Tamaño inicial, rangos de humedad, dureza y sensibilidad a la temperatura.
• Tamaño de partícula. Requerimientos de la casa genética, experiencias del nutricionista, y apoyo en investigaciones científicas.
• Alimentación. Tipo de alimentador de acuerdo al material que tenga la versatilidad de cambiar de grano sin afectar la fabricación.
• Capacidad de la molienda. Considere la densidad, dureza y friabilidad, así como demanda actual y proyecciones futuras de crecimientos dentro de la compañía, esto último podría determinar si se requiere más de un equipo.
• Área y espacio. Dimensionar los requerimientos de espacio para los equipos, tomando en cuenta la supervisión, limpieza, mantenimiento, ergonomía y seguridad.
• Operación. Requisitos de demanda de electricidad tomando en cuenta la demanda actual como la proyectada, si requiere personal calificado, puertos de muestreo durante el proceso.
• Seguridad. Instalación de sensores que faciliten el monitoreo de la operación como de la integridad del personal y maquinaria.
• Mantenimiento. Seleccione equipos de mantenimiento sencillo, así como presupuestar las refacciones y consumibles, Evaluar la vida útil del equipo.
• Equipos auxiliares. Seleccionar correctamente los siguientes equipos: alimentador, tipos de imanes, sistema de asistencia de aire, transportadores, elevadores, cajas de direccionamiento, esclusas, y cierres rasera.
• Control y automatización. Determinar el grado de automatización y operaciones manuales. Medir eficiente esta operación ayudará a controlar rendimientos y mermas.

 

Antecedentes.

Es una de las operaciones más costosas dentro del proceso de fabricación de alimentos balanceados, ya que implica la utilización de energía eléctrica y energía térmica (vapor) este último utilizado para acondicionar (calentar y trasmitirle humedad) a la harina y lograr desdoblar parte del almidón de los granos como la plasticidad de algunos ingredientes que ayudaran a la aglutinación una vez que pase a través del dado o matriz , además de bajar la carga microbiana de los ingredientes utilizados en el alimento y ofrecer un alimento más inocuo a los animales.

Investigaciones de este proceso realizadas en Europa y América han demostrado que las dietas peletizadas para cerdos de destete incrementan la GDP y G/A en un 9 a 10%. Las dietas para crecimiento-finalización tuvieron un incremento del 3 al 5% en GDP y de un 7 a 10% en G/A (Hanke y col.,1972;Tribble y col., 1979; Harris y col., 1979; Skoch y col., 1983; Walker y col.,1989; Wondra y col., 1994). A continuación se presenta una lista parcial de los atributos del peletizado que pueden contribuir a mejorar dicho desempeño (Behnke, 1994):

1. Disminución del desperdicio de alimento.

2. Reducción de la alimentación selectiva.

3. Menor segregación de los ingredientes.

4. Disminución del tiempo y energía gastados en tragar.

5. Destrucción de microorganismos patógenos.

6. Modificación térmica del almidón y las proteínas.

7. Mejoramiento del sabor.

El principio de la maquina es prensar el alimento previamente acondicionado o preparado con poco o demasiado calor, y dependiendo de la velocidad y el grosor del dado o matriz el alimento sufrirá un segundo calentamiento, gran parte de los trabajos científicos hasta ahora son con fórmulas sencillas (sin enzimas).

 

 

Este proceso ofrece grandes beneficios, pero para obtener un buen rendimiento del equipo tendremos que conocer los principales factores que afectan el rendimiento de la peletizadora y calidad del pelet. A continuación mostraremos algunos factores que afectan la calidad del pelet. (Behnke, 1994).

1. La Formulación
2. Tamaño de partícula.
3. Acondicionamiento.
4. Humedad
5. Tiempo de retención y diseño del acondicionador
6. Calidad del vapor.
7. Selección del Dado o matriz.

Y agregaríamos otro factor que, aunque su incidencia es menor, no deja de ser importante: el enfriamiento y secado (Reimer, 1992). Y por mi parte incluyo el factor humano, ya que el operador o el técnico que controle el sistema manual o automatizado podrá realizar los ajustes necesarios para el óptimo funcionamiento y calidad del pellet.