Extrusión termoplástica de almidones y productos amiláceos

Publicado el: 02/11/2017
Autor/es: José Luís Ramirez Ascheri, Investigador, Embrapa Agroindústria de Alimentos. Brasil

1. Introducción El almidón está contenido en una gran variedad de plantas, como los cereales (50-80%), leguminosas (25-50%) y tubérculos (60-95%). Entre las nuevas técnicas físicas de procesamiento usadas en alimentos para materiales amiláceos, la cocción por extrusión ha ganado notable importancia por ser considerado como un proceso...

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2 de Noviembre de 2017
Antes de terminar de leer este articulo, solo tengo la idea de AGRADECER al nuestro Profesor Sr J Luis Ramirez por este tremendo articulo que contiene aspectos teoricos y practicos aplicables en toda industria de extrusión.
En nuestra Planta de alimentos de mascotas, de Quantum Integral SA, de propiedad de Laboratorios Drag Pharma de Chile, estamos aplicando el mismo nivel de excelencia de este artículo a nuestro diseño, operación y control.
Este articulo es un gran refuerzo a algunas cosas que ya sabemos y otras muchas de las que nunca se termina de aprender...
Me refiero también a la espectacular bibliografía aplicada.
En futuro comentario espero referirme a aspectos específicos de este artículo.
Gracias Profesor....
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
2 de Noviembre de 2017
Ignacio Arancibia
Muchas gracias por sus apreciaciones!!
José Luis
Responder
6 de Marzo de 2018
Mario Hernandez ,le agradezco el gran trabajo y fue un buen momento encontrar en su bibliografia a Hudson Harper profe de univ de Colorado.
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
6 de Marzo de 2018

Caro, Mario Esteban Hernandez Escamendi, Sí, un investigador de nombre muy importante en la área de Teconología de Extrusión. Ha sido y continúa un ejemplo de dedicación al profundo detelle de lo que es esta tecnologia. Muchos siguen sus preceptos y definiciones!!!, entre ellos el que subscribe!!
Saludos Mario!

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6 de Marzo de 2018
Jose Luis Ramirez Ascheri Claro y gracias, hay que escuchar a los que saben,
Responder
13 de Marzo de 2018
Jose Luis Ramirez Ascheri ,
Felicityaciones por trabajo tan completo sobre el tema. con gráfico e table como complentaciones, A Bibliografia mui completa o que aiuda los que tien algo en comun a hacer. Parabéns Jose luis Ramirez
Gracias Francisca Pinheiri
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
13 de Marzo de 2018
Prezada Francisca Pinheiro
Agradeço pelas suas palavras! Sem dúvida é um estímulo para nós pesquisadores!
Abraço!!
José Luis Ascheri
Responder
3 de Noviembre de 2017
Muy Bueno!!
Muchas gracias por el aporte!!!
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
20 de Febrero de 2018
Ernesto Benavidez

Es una satisfacción poder aportar con un grano de arena en esa basta área de trabajo que es la extrusión termoplásca de alimentos!.
Responder
20 de Febrero de 2018
Excelente, muchas gracias por compartir sus conocimientos.
Responder
5 de Marzo de 2018
Existe alguna demanda para almidón de papa "orgánico". En Perú tenemos papas nativas (Cultivado en los andes con tecnología ancestral) con alto contenido de materia seca, que pueden tener también procesos de producción ecológicos (Energía hidroeléctrica) y componentes de protección de ecosistemas y captura de carbono. Les agradeceré su opinión.
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
5 de Marzo de 2018
En realidade no tengo información sobre demanda de almidón orgânico. Lo que si tenemos que tener en cuenta que cada variedad de papa, estan sujetas a su proporción de amilosa y amilopectina y porcentaje de matéria seca. Según estas propriedades podrá ser utilizada para usos específicos, no apenas culinário. La cuestión de demanda, si es industrial, está relacionada con la capacidade de producción. En muchos casos podrá haber necesidad de producción en gran escala, y si es el caso de cultivos suiguiendo modelos ancestrales, me temo que no será de gran productividad. De manera que si pensamos el uso de estos almidones para uso en energia renovable, habria que utilizar grandes cantidades, lo que implica extensiones de tierra de cultivo compactibles a esse objetivo. Seún vuestro interés podremos continuar el tema. Um abrazo!
Responder
6 de Marzo de 2018
Jose Luis Ramirez Ascheri Muchas gracias. En realidad la productividad TM/Ha, se ha triplicado, pero la producción es en muy pequeñas áreas agrícolas. SE está produciendo un exceso de oferta, con las mismas tecnologías de cultivo y con las mismas áreas de producción. La variedad nativa ha sido seleccionada y mejorada. Estamos en busca de uso industrial de estas papas por quelos productores son muy pequeños y están en condiciones de pobreza. Se pensó en almidón, pero el mercado esta dominado por zonas de alta productividad y además subsidiados. Se está pensando en alcohol de papa (Vodka) y en papa deshidratada para competir con proveedores de carbohidratos en la dieta. Les agradeceré sus comentarios.
Responder
6 de Marzo de 2018
Jose Luis Ramirez Ascheri Por supuesto. Es un tema que se debe seguir, pues los beneficiarios son personas de muy bajos recursos económicos, viven por encima de los 3,600 msnm y su sustento en70% es la papa y algunos cereales andinos.
Si fuera un gran negocio ya algunos capitales hubieran rondado la zona. Pero es ecosistema, incluyendo al humano como parte de la fauna. Debemos algunos pensar en algo. O esperar que se extingan como ya pasó con varias de sus hermosas variedades de papas nativas.
Dr, Jose Luis, busquemos ideas. Convoquemos pensamientos, unamos mentes, hay tiempo aún para lograr imposibles.
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
6 de Marzo de 2018
Caro Santos Jaimes Serkovic
El tema propuesto, está en una esfera distante de lo que trata el Foro, que és mas para extrusión. Pero lo que puedo. Sugerir, para el caso. Es que se tente buscar proyectos que tengan como objetivo Verificar el potencial fermentativo de ese tipo de papa. Ai podrá verificarse rendimientos, tipos de procesos fermentativos, para luego Destilarse. Estos conocimientos no son faciles de conseguirse si no hay dedicación propria al asunto. Lo ideal seria que hubieran entidades de Investigación que tomen el problema par luego darle Una salida.
Particularmente, yo puedo sugerir un producto diferente.....seria harina de papa pre-geltinizada por extrusión, para uso en purés o alimentos para bebes, o preparaciones semi-prontas para el Cheff o ama de casa utilizarlos. O pre-mezclas para panes, entre otras alternativas. De esa manera se agrega valor y se evita vender materia prima y sí un producto para uso inmediato sin necesidad de cocinar.
Responder
6 de Marzo de 2018
Profesor: retomando mis comentarios y ahora en forma de consulta.
Tengo la inquietud de cual es la verdadera interaccion física-química entre el almidon y los lípidos en una mezcla ( similar a un petfood) en el proceso de extrusión.
Bueno, sabemos que el mayor contenido de lípidos disminuye el efecto de expansión por efectos de lubricación pero, me ha parecido leer o escuchar que aparte de ese efecto hay una interaccion química entre las moléculas de lípido y almidon formando ciertos complejos, que en definitiva también provocan una disminución en el efecto expansivo e incluso en los valores de la gelatinización debido a toda la secuencia de eventuales cambios en la viscosidad, cizallamiento y tiempo de residencia....
Ocurre que en algunos casos ciertos profesionales solicitan procesar un producto superpremium con alto contenido de lípidos, harinas de carnes, etc, y muy pocos almidones presentes y a la vez solicitan una muy baja densidad final del producto ( 370-390 kg/m3) y yo les explico que eso no es posible del todo a menos que ponga tal restricción en la matriz que la capacidad de mi extrusor se vuelve antieconómica......
Mucho agradecería sus comentarios al respecto que sin duda no solo me sirven a mi sino a todos los participantes....
saludos
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
7 de Marzo de 2018

Caro Ignacio Arancibia,
Sin duda el tema es complejo. Esto porque están de por medio varias condicionantes. (1) factor máquina, ente este caso tenemos que considerar la configuración de los equipos utilizados. Un extrusor de doble o simple tornillo tendrá diferentes efectos al trabajar con mayor tenor de lípidos. Si el extrusor posee sistema exasuting, que alivia eventuales altas de presión. También hay que considerar el tamaño del cañón del extrusor, cuantas zonas tiene y como estas controlan las temperaturas. Otro factor está relacionado con la posibilidad de intercambio de elementos del o de los tornillos de extrusión. Que pueden ser de baja, media o alta tasa de cizallamiento. Todo esto implica en la mejor interacción de los ingredientes dentro del sistema. Por ejemplo, el efecto de los niveles de grasa en la calidad del producto (sistemas de un solo tornillo), se puede visualizar así: <7% de grasa en la mezcla, poco o ningún efecto; ya con 7-12% por cada 1% de grasa por encima del 7%, la densidad aparente final aumentará 16 g / l. Con 12-17%, El producto tendrá poca o ninguna expansión, pero conservará algo de durabilidad. Arriba de 17% de grasa la durabilidad del producto final puede ser pobre. Para el caso del extrusor de doble tornillo considere adicionar un 5% a las cifras anteriores.
(2) factor, materia prima.
TABLA . EFECTOS DE LOS INGREDIENTES EN LA CALIDAD DE LOS PELLETS
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ingredient Protein (%) Fat (%) Fibre (%) Palatability Abrasivity
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dehydrated alfalfa bran 20 3 20 Average High
Barley 10 2 6 Average Average
Maize 8.4 3.8 2.5 Average Low
Oat hulls 3.5 1 34 Very low High
Rice bran 14 0.6 15.5 Low High
Soybean meal 45 2 5 High Low
Wheat middlings 15 3.8 8 High Low
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Source: Bellaver and Nones, 2000

Cada Ingrediente posee una característica de composición, que hasta entre un mismo tipo puede variar.
Esto va influencias en la palatabilidad del pellet.
Considerando esto, cuando procesado con diferentes tenores de grasa, cada uno de ellos va tener un resultado que deberán juntarse todos esos factores mencionados.
Hay que sumar a esto la granulometría, esto es, el tamaño de partículas que ingresan al sistema de extrusión. Cuanto más regular y fino mucho mejor es su integración.

Espero le ayude estas consdraciones.
Atte. José Ascheri

Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
18 de Julio de 2019
Caro colegaI gnacio Arancibia , Hay que considerar que cuando se trabaja com altos tenores de grasa en la formulación, esto normalmente son realizados en extrusores adecuados, esto queire decir, con buenos precondicionadores, extrusores com mayor cantidad de zonas de calentamiento, y por lo tanto maior tiempo de residencia en el sistema de cocimiento. qUIER DECIR QUE PROCESAR ALTOS CONTENIDOS DE GRASA REQUIERE EXTRUSORES D DOBLE TORNILLO, parâmeros que permiten el vedadero efecto térmico en las fórmulas puestas. Si, es evidente que tendremos las reacciones lipido-proteícas-amuláceas, que são justamente los que hacen la integidad del pellets.
Saludos!
Dr.José Ascheri
Responder
22 de Julio de 2019
Jose Luis Ramirez Ascheri Estimado Ingeniero: Este comentario suyo, sería aplicable al caso (como ejemplo) del pulpa o semente de macaúba o licurí? por su alto grado oleico?. Y sería recomendable la utilización de Extrusora de doble tornillo?
Obrigado
Responder
Jose Luis Ramirez Ascheri Jose Luis Ramirez Ascheri
Ingeniero de Alimentos
23 de Julio de 2019
Estimado Hugo Marcelo Vicentin . LO ideal, en su pregunta, hubiera sido para que tipo de uso
deseba su producto processado por extrusion. Antes que nada al tratarse de fuentes con altes tenores de fibras, a lo parece esas pulpas citadas, tenemos que considerar su granulomería. Esto queire decir matenerlas lo mas fino posible. Esto implica molinos que tengas esa capacidad, lo que genera cierto costo adicional. Sabemos que procesar formulaciones con altos contenidos lípidos, no sólo se considera la proria extrusora, mas también el sistema de pré-condicionamiento. El pré-condicionador, que trabajando con vapor, mínimo 50% del total de agua necessária em forma de vapor, y tiempo de residencia adequados, prepara la materia prima para la extrusión, de forma que durante la extrusón, tenemos mejores resultados. En general extrusores de doble tornillo tienen mejor desempeño con este tipo de material, llegeando a aceptar 12% de grasa, en el total de la formulación, para alimentos balanceados. En el caso de pulpa o semillas de macaúba, no me imagino procesando apenas este material y si formando parte de una formulación. La razón es que este material, con su alto teneor de fibras, provocaria um desgaste considerable a los tornillos se fuera una práctica constante. Otra situación de se trabajar con material de ese tipo, es que se complica la formatación/integración de los pellets, visto que tendria que existir agentes aglutinantes, como algunos materiales amiláceos. Además el material puro extruído estaria restricta a un determinada especie? . En general, materiales con alto contenido de grasa requeire de extrusores com mayor cantidad de zonas de calentamiento, en general de doble tornilo, de esa forma se puede controlar los otros parámetros: rotación, tipo de tornillos, com o sin restrictores deflujo, de alta o media tasa de cizallamiento, matrices (die) temperaturas, humedades, arriba de 25%, entre otros factores.
Responder
Gustavo Cajamarca Gustavo Cajamarca
TECNOLOGO EN ALIMENTOS - INGENIERO COMERCIAL
7 de Marzo de 2018
Excelente aporte Dr. Ramirez.
Respecto a lo indicado por el Dr. Arancibia puedo comentar que efectivamente, si la extrusion se realiza a humedades <20% y a altas temperaturas (150C), se forman complejos lipidos/amilosa y lipidos/proteina. Es por esto que para hacer un analisis de grasa en un alimento extruido no se debe hacer por metodo tradicional Soxhlet sino por hidrolisis acida (metodo AACC 30-14).

Para que expanda un producto con alta grasa, alta proteina y bajo almidon, es muy complicado. Se puede probar con extrusor de doble tornillo y usar proteina funcional.

Saludos.
Responder
22 de Julio de 2019
Hola creo que sería bueno aclarar por parte de los técnicos cuanto es alta grasa y alta proteína ya que no todos los productos que el mercado puede requerir tienen el volumen y valor agregado como para invertir en extusores de doble tornillo y acondicionadores previo proceso,a mi se me ocurre que es bueno aprender de estos procesos,de cuáles son los resultados físico químicos que obtenemos ya que supongo que ya el desactivado de Soya full fat nos da como resultado un alimento con beneficios alimentarios mucho más que la suma de valores energéticos ,proteico,bienvenida la información científica.
Responder
24 de Julio de 2019
Muy interesante la discusión de este foro. A modo de comentario me gustaría indicar que en la industria de alimentos balanceados para uso acuícola, los extrusores para la producción de alimentos para salmónidos de alta energía y de alta densidad de nutrientes en dietas de alto desempeño es bastante común encontrar dietas de engorda con niveles de lípidos que fluctúan entre un 35 - 40% en el producto terminado. Esto se logra con la incorporación de mezclas de aceites post-extrusión mediante el uso de aceitadores con vacío. De modo que la obtención de productos con alto contenidos de lípidos es viable produciendo primero en el extrusor un alimento seco con una expansión y densidad salida del extrusor adecuada que permite en una etapa posterior adicionar el diferencial de lípidos (aceites y materias grasas) en base al contenido de materia grasa total intentada.
Responder
2 de Octubre de 2019
Buenas tardes, quisiera me asesoren en la transformación de harina de trigo en almidón.
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Nelson Ruíz
Nelson Ruíz
PhD Nutrición Animal
  Atlanta, Georgia, Estados Unidos de América
 
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