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Tratamiento térmico en la industria de raciones

Publicado: 9 de junio de 2010
Por: Marco Lara, Gerente de ventas del área de Feed Business de Buhler, Brasil.
En respuesta a la demanda del mercado de cadena alimenticia de proteína animal en el sentido de la reducción microbiológica, el tratamiento térmico de las raciones tuvo una evolución llegando a lo que es hoy, en el uso del retensor.
Las tecnologías utilizadas para la reducción microbiológica se iniciaron con el peleteado con acondicionamiento simple, proceso ese donde ya ocurre una reducción microbiológica, pero en menor escala.
A continuación se introdujo la utilización del expander, que se trata de equipamiento colocado entre el acondicionador y la peleteadora, que trabaja a través del uso de presión, calefacción y posterior expansión, permitiendo la reducción microbiológica a través de altas temperaturas en un corto espacio de tiempo, por el efecto de la presión y descompresión, destruyendo la membrana de los microorganismos.
El expander es un equipamiento que no se mostró efectivo para la función de reducción microbiológica, por cuestiones de alto costo de energía eléctrica y de mantenimiento, inviabilizándose como solución para el tratamiento térmico.
En la misma época, los fabricantes de raciones y de equipamientos propusieron la alternativa de doble acondicionamiento, o hasta incluso el triple de acondicionamiento, donde se buscaba mayor tiempo de retención del producto.
En este momento la calefacción del propio equipamiento se tornó necesaria para evitar puntos de condensación que provocarían puntos de crecimiento microbiológico.  Por este motivo se colocaron dispositivos de calefacción que variaban desde la calefacción con chaqueta de vapor hasta el uso de resistencia eléctrica con aislamiento térmico.
También surge en esta época la innovación del uso de resistencia eléctrica cubierta con camadas de silicona que permitía su colocación en partes en donde los otros dispositivos no tenían acceso, tales como las partes frontales de los acondicionadores y puntos de transición.
El doble y el triple acondicionamiento buscaba el aumento del tiempo de retención a través del aumento del tamaño y del número de acondicionadores. Sin embargo, su dispositivo de agitación eran palas, lo que no garantizaba que todas las partículas de la ración permanecieran el mismo tiempo en la retención - principio first in first out (FIFO, o en portugués, PEPS -  el primero que entra es el primero que sale). 
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 1
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 2
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 3
Figura 1
. Representación didáctica del principio FIFO y comportamiento real en el retensor y en el acondicionador.
La evolución de este sistema surgió a mediados de 2000 con el uso del Retensor y hoy y hoy se tornó un padrón para el tratamiento térmico de raciones. Este proceso permite que el acondicionador actúe en su función original (mezcla eficiente del vapor en el salvado, dejando la retención para otro dispositivo adecuadamente dimensionado para esa funcionalidad, garantizando entonces el First In First Out del producto.
El principio de retención fue proyectado a través del uso de helicoide, permitiendo que las partículas se muevan lentamente y garantizando el FIFO. Sin embargo, el helicoide tiene el efecto de generar pulsos en la descarga del producto, lo que llevó a un ajuste a través del uso de un dispositivo de uniformización de flujo.
El retensor posee las siguientes ventajas:
- garantiza del principio first in first out;
- mantiene la temperatura del producto constante dentro del equipamiento;
- bajo consumo de energía eléctrica específica (kw/ton de ración);
- bajo costo de mantenimiento;
- control que permite alta flexibilidad de ajuste de los parámetros de tiempo de retención y temperatura de la ración;
- la retención tiene efectos de mejora de absorción de agua por el salvado, lo que puede acarrear la mejora en la capacidad de la peleteadora y/o mejora de la calidad del peleteado.  
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 4
Figura 2 -
En la parte superior, el acondicionador, en la parte inferior, el retensor. Ambos con calefacción
 
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 5
Figura 3 -
Helicoide interno del retensor 
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 6
Figura 4
-  Dispositivo de uniformización de flujo de producto
El mercado brasilero de ración es conciente que el factor sanidad es de suma importancia para su plantel y visando atender a las exigencias de sus clientes externos, ya estableció el uso del retensor como un patrón en la adquisición de nuevas líneas de peletización, así también como para la colocación en líneas existentes.
Tratamiento térmico en la industria de raciones - Image 7
Figura 5
- Sistema de Peletización con acondicionador y retensor.
Figuras y fotos - cortesía Buhler.
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Jorge Ramses Amaya Soto
Vimifos
11 de agosto de 2011
Que hay en el caso de este tratamiento termico para alimentos con sorgo...Alguien tiene alguna experiencia al respecto?..Cuanto vapor, retencion y presion debe aplicarse para obtener un pellet de buena calidad sin tantos finos?
Daniel Carlos Besso
CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
2 de agosto de 2011
Estimado José: No necesita ningún otro tratamiento. El salvado de trigo, que acá en Argentina manejamos, posee aprox. 14 % de proteínas y 11 a 12.5 % de humedad, según como lo peletearon (acá se maneja a granel en forma de pellets, aunque también se lo consigue en forma de harina, con una malla semejante, que es mejor). No me atrevo a darte indicaciones de uso pues desconozco cuales son los requicitos que debe cumplir el producto final y no conozco los datos del restos de los ingredientes. Calculando que nuestro afrechillo o salvado posee aprox. 14% de proteinas y unas 1500 KCal/kg de E.M., ponganle aprox 2.5 a 3 % y creo que será suficiente. Corrijan la fórmula como para mantener los valores originales. Suerte. Mándame unas fotos con bastante acercamiento para tener una idea de lo que se trata. Si puedo ayudarte, estaré encantado.
Daniel Carlos Besso
CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
1 de agosto de 2011
Estimados José y Christophe: El único gluten que sirve para ese propósito es el de trigo. De el deviene la palabra "AGLUTINAR". que viene a ser amalgamar. si te pones una cucharada de salvado de trigo en la boca y lo masticas durante un rato, verás que se forma una especie de goma de mascar,...ese es el gluten del trigo (gliadinas y gluteninas). Es lo que permite que el CO2 que liberan las levaduras cuando leudan el pan, quede atrapado y forme las burbujitas de la miga. Por esa misma razón se puede hacer pan con maíz, con centeno, con avena, con debada o hasta con harina de papa, pero siempre debe llevar una porción importante de harina de trigo y/o su gluten, sino no leuda.
Christophe Jaguelin
Grupo Nutec
1 de agosto de 2011

Estimado Daniel, estoy totalmente de acuerdo contigo, las propuestas que haces son muy pertinentes y van a mejorar el peletizado con un angulo de vista de formulación.

Aparte, considerando el lado de maquinaria, completo la respuesta con 2 otras opciones:

1- instalar un fat-spray a la salida del dado (cuidado, la dificultad de esa instalación es la buena dosificación proporcional de la grasa y no se puede incluir más de 2% de grasa)
2- instalar un engrasador de pellets después de la zaranda, justo antes el envio al ensacado o a granel. Estas opciones implican inversiones, pero puede ser interesante en caso de un volumen importante de alimento con mucha grasa. José, espero que estos elementos van a ayudarte, quedo atento a tus comentarios si requieres más detalles técnicos .

Daniel Carlos Besso
CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
29 de julio de 2011
Con permiso del autor y de los compañeros foristas. Estimado José: Si el pellet se disgrega facilmente, es casi seguro que se debe a la gran cantidad de grasa (¿aceite?). Hace el efecto "hojaldre", se interpone una fase grasosa entre las partículas. Dos opciones para lograr una mayor cohesión en los pellet son, usar bentonita o algúna arcilla o alumino silicato (de paso te sirve de secuestrante) o usar subproductos de molinería de trigo como salvados fino o gueso, pero con la mayor proporción posible de gluten. Debe ser de Trigo y no de otro cereal de invierno pues lo que debes buscar es el gluten. Luego cuentanos como te fué.
Daniel Carlos Besso
CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
22 de julio de 2011
Con permiso del autor de la nota, voy a darle unos parámetros a tener en cuenta según su pregunta a la amiga Diana Marcela: Cuanto mayor sea la temperatura alcanzada por la mezcla del alimento, mayor será el grado de esterilización en una curva que se hará paralela al eje de las temperaturas (más que esteril no puede llegar a estar). A mayor cantidad de vapor y temperatura, mayor será el acondicionamiento de los nutrientes (en especial los almidones). A mayor tiempo de exposición a estas altas temperaturas retención), mayor será el grado de desinfección (muerte de eventuales patógenos, banales, esporos, o formas resistentes esporuladas, etc. presentes en la mezcla). Resumiendo: cualquiera sea el procedimiento a emplear la desinfección y el acondicionamiento en general serán directamente proporcionales a la temperatura, tiempo de exposición y grado de humedad (recordar que no es lo mismo temperatura que cantidad de calor y la transmicion del calor es mayor en humedo que en seco, por la capacidad calórica intrinseca del agua) Por otro lado la humificación vehiculiza las sales de caracter polar (SO4Fe,SO4Cu,SO4Zn, etc.) que son muy agresivas ante muchas vitaminas, antibióticos y otras fuentes minerales. El remanente de aditivos luego del tratamiento térmico, en general y según mis experiencias es inversamente proporcional a los mencionados parámetros.
Christophe Jaguelin
Grupo Nutec
20 de julio de 2011

El tema muy interesante del tratamiento térmico iniciado por Marco Lara abarca dos objetivos distintos. El primero tiene un enfoque sobre la reducción microbiogica del alimento (efecto sanitario), y el segundo tiene como objetivo la mejora del proceso de peletizado (efecto tecnológico y productivo).

En el primer tema, se hicieron muchos estudios en Europa para definir los parámetros óptimos de tratamiento, que sea por la universidad Wageningen en Holanda, el instituto IFF en Alemania, o el centro técnico Tecaliman en Francia. Dentro de toda la rica documentación disponible sobre este asunto, les recomiendo dos referencias: - “Mash pasteurisation and drying: principles and application”, E. Heidenreich, Advances in Nutritional Technology 2001, p.97-108, ISBN 9074134998 - Ficha técnica numero 67 “Evaluación de la eficiencia bacteriolítica de una línea de peletizado o de tratamiento térmico”, Tecaliman, 2007 Aprovecho mi participación en este foro para precisar que Tecaliman esta estudiando actualmente la sinergía entre el tratamiento térmico y los acidificantes.

El objetivo es reducir al máximo el consumo de energía con la ayuda de acidificantes, y proponer baremos de tratamiento adecuados. Por mi experiencia, un buen tratamiento térmico debe incluir:

1- una evaluación del nivel inicial de contaminación de la harina
2- un equipo de tratamiento térmico adaptado (que sea continuo o por batch), evitando el “sobre-tratamiento”. Insisto en este punto, porque tratar de manera excesiva el alimento puede conducir a resultados contra-productivos. Un alimento libre de bacterias se recontamina más rapidamente y con microflora patógena.
3- evitar la recontaminación después del tratamiento Para el tema de la mejora de productividad y/o de calidad del pellet a través del acondicionamiento, es indispensable como dice Marco separar la función “mezcla” de la función “retención” con dos equipos (en caso de descarga libre de la harina).

La unica excepción es el caso de extracción regulada con esclusa y trabajo a carga llena del acondicionador.

Otras recomendaciones: - con las instalaciones de nuestros clientes, suelo abrir los acondicionadores antes de emitir ni siquiera una opinión, en general un diagnóstico detallado permite detectar muchas áreas de mejora. - un acondicionamiento con retención alta necesita un sistema de automatización y regulación muy preciso de la linea de peletizado (por experiencia, muy pocos sistemas eficientes existen en el mercado, si necesitan mas informaciones podemos ayudarles)

Saludos a todos

Daniel Carlos Besso
CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
27 de junio de 2011
Concuerdo con el Dr Craig. Las enzimas son proteinas y como tales poseen una estructura cuaternaria, de la cual depende su capacidad de ensamblarse con el sustrato que han de atacar. El primer daño que ejerce el calor sobre las proteinas es modificar su extructura cuaternaria. A ese fenomeno se lo concía desde antiguo como desnaturalización. De alguna manera la desactivación del factor antitrípsico de la soja no es más que eso, "desnaturalización de esa substancia protéica. Las primeras experiencias de desactivación de soja, las hemos hecho en la década del 70 del siglo pasado aumentando el tiempo de pasaje de la soja molida por el tornillo acondicionador en las peleteadoras. El objetivo era desnaturalizar, cocinar de algún modo el poroto de soja molido y lo lográbamos. Supongo que debíamos estar produciendo una pasteurización bastante efectiva de los alimentos tanto aumentando las presiones de trabajo en las calderas como aumentando la longitud de los tornillos acondicionadores y los acudales de vapor seco. Muchos nutrientes mejoran notablemente su digestibilidad mediante el acondicionado y otros, los más lábiles, son probadamente destruidos. Es mucho más fácil determinar el contenido remanente de microorganismos presentes (antes y después), que tener una idea acabada del daño efectuado sobre los aditivos, que son muy caros y frágiles a la vez. Para ello creo que solo resta la posibilidad de incorporarlos por aspersión sobre el producto antes de su expedicion.
Nestor Londoño
25 de abril de 2011
Importante como extenso el tema de acondicionamiento de alimento para Peletizar y/o extruir; el analisis comienza desde la compra de la materia prima (calidad-manejo-conservación-secamiento) hasta el proceso en la planta de concentrados; en este tema participan tantas personas como especialistas, supongamos que "tenemos unas muy buenas materias primas" y una muy "buena formulación" ajeno a los costos que esto implica, entonces debemos comprometernos a un muy buen proceso de fabricación de producto terminado, la formula debe ser tan consecuente con el proceso como el saber que tanta humedad le recibe, que tanto tiempo de retención requiere, pero como necesitamos de un factor común que se acomode a un sinfín de variables y aun mas a una gran variabilidad de productos, nuestro equipo se debe acercar en lo posible a un Standard que le permita trabajar en condiciones aceptables tanto en formulas blandas como en formulas duras. Los parámetros mas cercanos con los cuales nos debemos comprometer comienzan en una buena molienda 480-560 micrones, coefientes de variación en la mezcla lo mas bajo posibles, retención de acondicionamiento que oscile entre 30-45 segundos y temperaturas entre 85-92 grados centígrados, ganancias de humedad en el acondicionador desde mas 3.5 a 4.5 grados de humedad. Con los anteriores parámetros ponemos a correr una formula blanda y miramos los resultados y comparamos con una formula dura, necesariamente hacemos una estadística y todo esto nos conduce a un promedio de 10.5 HP motor por tonelada producida hasta 18 HP motor por tonelada producida. Como Uds podran analizar el tema es muy extenso y para variar cada maquina al igual que cada fabricante de alimentos manejan variables que difieren desde la materia prima hasta el proceso. NJLN
Guillermo Craig
25 de abril de 2011
Creo que un tema clave como cosecuencia de aumentar los tiempos de retencion en los acondicionadores es el efecto que puedan tener sobre la estabilidad de los aditivos termosensibles esto es, enzimas, antibioticos, ciertas vitaminas, probioticos, etc. sobre todo en aquellos aditivos en que su termoproteccion es dudosa. No hay suficientes evidencias registradas en que se garantice una recuperacion analitica de al menos 85-90% en ciertas enzimas, cuando los tiempos de retencion sean mayores a 40 segundos.
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