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

El Expander de abertura anular se ha popularizado en las fábricas de alimentos balanceados para animales, sobre todo en aquellas que pertenecen a cadenas de integración pues los resultados de campo, no sólo en el aspecto sanitario sino en el nutricional, han sido muy buenos. En datos recogidos en algunas fábricas de España como GUCO, se observa que, con un expander trabajando en condiciones óptimas, los costos por tonelada (que es lo que más asusta a los operadores de fábricas de balanceados) comparando la peletización tradicional con la combinación expander/pellet, son prácticamente los mismos, con las ventajas sobre el producto que el proceso hidrotérmico de expansión trae. Juan Camilo Gaviria

Estimado Juan Camilo, Interesante el tema. ¿Podrías ampliar un poco más esta información a nivel de planta y de granja? Saludos.

buenas tardes la situacion a dia de hoy en España, es que la extrusión sigue siendo claramente mas cara que la granulación, pues por una parte los costes de amortización del equipo son muy superiores, debido a la elevada inversion inicial, pero tambien son superiores los costes energéticos para realizar el extrusionado, por estos motivos hasta donde yo conozco, para garantizar una buena higiene de los piensos considero que es suficiente con los sistemas de preacondicionado de las granuladoras actuales, que permiten aumentar los tiempos de retención y la temperaturas de tratamiento de las harinas, reduciendo los niveles de enterobacterias a menos de 100 ufc/g. Por tanto para animales de engorde creo que es suficiente la granulación con un buen sistema de preacondicionado, otra cuestión es para lechones, donde si puede estar justificado un tratamiento enérgico

La tecnología de expansión se basa en el superacondicionamiento y es básicamente un derivado o un primo (si así lo podemos llamar) del extruder. Un expander consiste en una serie de cilindros dispuestos horizontalmente que contienen un eje central que mueve unas palas (de distintos pasos y configuraciones al interior del equipo) transportando el producto preacondicionado (con vapor y líquidos) hacia una salida anular. El tamaño de la salida es regulada mediante un pistón cónico impulsado por un sistema hidráulico. En en cuerpo del expander (muy semejante al de un extruder de un solo eje) se colocan bulones interruptores que permiten la fricción y el transporte del producto. Con el cono hidráulico se regula la apertura y por tanto la presión al interior de la cámara de expandido lo que genera el aumento drástico de la temperatura por muy corto tiempo (para no afectar los nutrientes). Este efecto HTST High temperature short time) abre las moléculas de los almidones aumentando su disponibilidad para ser digeridos por los animales. Claramente las ventajas de contar con un expander tipo Kahl en una planta de alimentos para animales son: Con el mismo sistema de acondicionamiento se instala un expander entre el acondicionador y la peletizadora, se aumenta el rendimiento de la línea hasta en un 30% La inclusión de aceite en la fórmula se puede incrementar notablemente, pues las partículas de este líquido van a quedar totalmente dispersas en la masa del alimento sin perjudicar el peletizado La energía disponible de una fórmula se aumenta drásticamente pudiendo obtener mejores resultados de campo o mantenerlos con fórmulas tradicionalmente más pobres en energía (ahorro de costos) Se elimina por completo la segregación de materiales ya que en el expander la masa se homogeniza totalmente. Se elimina la posibilidad de que los pellets se quibren por la presencia de partículas gruesas ya que la masa se convierte en una sola sin diferencia de granulometrías. Debido básicamente a la diferencia de presiones entre la cámara del expander y el exterior, las paredes celulares de las bacterias más resistentes se estallan logrando una excelente higienización del alimento. Las diferencias entre un expander y un extruder son: El extruder necesita niveles de humedad de aprox 25% para conseguir formas, texturas y flotabilidad (en el caso de alimentos para peces), Al necesitar tanta humedad, el extruder necesita secador al final de la línea mientras que el expander se puede acomodar sin problemas en una línea tradicional de peletizado. El extruder desdobla hasta el 100% de los almidones mientras que el expander desdobla hasta el 60% (suficiente para la mayoría de especies, teniendo en cuenta que el peletizado sólo desdobla el 20 - 30% cuando más) En el mundo hay más de 200 expanders KAHL instalados de los cuales cerca de 12 están en Brasil. En fábricas de alimento para cerdos y aves donde hay expanders incluso se está prescindiendo de la peletizadora pues esta solamente da forma al producto pero el trabajo de acondicionamiento y homogenización ya está hecho por el expander (se ahorran mucho dinero al retirar la peletizadora). Además muchas de las empresas que fabrican alimento para aves quebrantan el pellet después de la peletización generando pérdidas y más costos. Instalando un expander de apertura anular el producto que sale expandido se pasa por un sencillo quebrador de aspas y la presentación es muy superior a la de un quebrantado tradicional (no hay finos ni segregación de partículas como en el peletizado tradicional). Saludos, Juan Camilo Gaviria

ESTIMADO ING.JUAN CAMILO GAVIRIA, FELICITACIONES POR SU EXPOSICIÓN, MI CONSULTA ES LO SIGUIENTE: TENGO UNA PEQUEÑA PLANTA Y LA PELETIZADORA TIENE UNA PRODUCCIÓN DE 300 A 500 KILOS POR HORA, PUES UD. MENCIONA EL EXPANDER... ¿CÓMO PUEDO ACONDICIONARLE A LA PELETIZADORA? O CASO CONTRARIO ¿DÓNDE PUEDO ADQUIRIR UN EXPANDER CON SIMILAR PRODUCCIÓN A MI PELETIZADORA? PORQUE ES SUFICIENTE LA PRODUCCION QUE TENGO PARA ALIMENTAR A MIS PECES Y COMERCIALIZAR PARA LOS DEMÁS PRODUCTORES DE LA REGIÓN, FAVOR ESPERO SU RESPUESTA.

Estimado Ing. Maldonado, El expander se instala normalmente entre el acondicionador y la peletizadora. Para conocer los modelos de máquinas y sus precios, le sugiero contactar a la empresa Amandus Kahl en internet la consigue en akahl, de y allí selecciona la opción de contacto y escribe (puede ser en español). Saludos, Juan Camilo Gaviria

Estimados panelistas: Como siempre, el tema planteado es mas que interesante y felicito al autor de esta recopilación relativa al tema. Modestamente agregaré algunos comentarios productos también de la experiencia personal y del estudio del tema. El principio de funcionamiento y la concepción mecánica y teórica así como los efectos físico químicos sobre los alimentos en un Extrusor y un Expander son en mayor o menor grado, exactamente los mismos. La única diferencia entre ambos equipos es la matriz de salida o la forma de salida del producto. En un extrusor ponemos una matriz perforada para dar formas específicas para productos de mayor valor agregado ( petfoods, snacks, fishfoods, etc) produciéndose mayores presiones interiores, en cambio en el expander lo único que se hace es dar un tratamiento térmico que termine por gelatinizar algo mas los almidones después del acondicionamiento y a la vez eliminar algunos microorganismos patógenos así como también degradar factores antinutricionales, trabajando en general a menores presiones y temperaturas. En general, los dos equipos hacen lo mismo yo diría que el expander es hijo del extrusor ya que si nos remontamos al abuelo de ambos, el extrusor de plásticos en la era de los años 40 del siglo pasado originalmente éste llevó a la concepción del extrusor de alimentos debido a que los alimentos se componen también de macromoléculas (proteínas, almidones) similares físicamente a los polímeros plásticos. Un extrusor no puede descalificarse por generar mas altas temperaturas : la verdad es que con este equipo podemos trabajar a la temperatura que queramos... Hoy en día se está priorizando en muchos casos el proceso de preacondicionamiento anteponiéndolo antes del peletizado o de la extrusión o de la expansión: objetivo principal, Gelatinizar almidones. El proceso de extrusión en general es mas caro que la expansión si comparamos equipo a equipo, pero es obvio pues con el extrusor podemos producir productos de mucho mayor valor por lo tanto, cada equipo para cada alimento. Obviamente también la extrusión es un proceso mucho mas sofisticado que el granulado (peletizado) y mas caro que éste último por razones mas que obvias. Para quien tenga un extrusor puede comprobar perfectamente que puede utilizarlo como expander también si no lo logra pues para eso estamos aquí, puede contactarme en este medio y podemos asesorarlo. Para el caso de una pequeña peletizadora, un preacondicionador se puede fabricar cerca de su planta, en una maestranza normal: sólo que hay que diseñarlo de acuerdo al principio de retención y de mezcla. Es importante también mencionar, amigo Gaviria, que Kahl no es el único tipo de expander existente aquí debemos mencionarlos todos o ninguno para no hacer promociones gratis.

Estimado panel de expertos: Creo muy importante destacar que la tecnología disponible, extrusión, expander o peletización, (con o sin preacondicionador) como los 3 tipos de maquinarias principales disponibles para los procesos de fabricación de alimentos para animales, creo que depende del nivel de precio al cual se puede vender el producto, y si ese precio permite la viabilidad de la tecnología. Además, vamos a hacer un paralelo entre estos 3 sistemas. Extrusión: Es el proceso más caro de los 3 porque en su linea de producción se necesita un secador, para sacar de un 18-20% de humedad, y secarlo a un 12% máximo de humedad de esta forma evitando la proliferación de hongos en los productos. Es el proceso con el cual se puede lograr mayor valor agregado, el que tiene mayor grado de digestibilidad, se pueden lograr formas y sabores increíbles, existen procesos como la co-extrusión, donde se pueden juntar en una misma matriz, dos tipos de mezclas de diferentes colores y composición nutricional, logrando productos de las mas diversas formas y colores y se pueden hacer productos muy particulares. Además existen algunos snacks que presentan humedades muy altas, cercanos al 25% los cuales se mantienen gracias al proceso térmico y a aditivos antifúngicos de gran potencia. También estan los extrusores de doble tornillo, los cuales son muy versátiles, logran temperaturas impresionantes y se logran productos fantásticos, e incluso se pueden usar porcentajes muy altos de carbohidratos (90%). Peletización: Es el proceso más ampliamente usado a nivel mundial, no creo que me equivoque mucho si digo que pareto esta presente en esta historia, es decir un 80% de la producción de piensos a nivel mundial se debe producir con máquinas peleteras y un 20% restante con extrusión y expander, si es que la relación no es mayor, por lo tanto la peletización es la tecnología masiva a nivel global. Expander: El expander es fantástico, yo no se como las grandes compañías no lo usan todas. A pesar de conocerlo técnicamente donde yo estudie, en Suiza SFT-Buhler, creo que la descripción del señor de Colombia es buenísima y doy mi opinión al respecto. Los expander son mecánicamente muy parecidos a los extrusores Anderson o Almex, ya que son tornillos configurables, con steam locks, y también con pernos incrustados a todo el largo de las camisas del extrusor, los cuales confieren los elementos de retención al flujo másico de la mezcla a expandir, y son los responsables junto con el vapor injectado directamente al tornillo, de ayudar a generar la dextrinixación de los almidones al 60%, tal como lo dice el colega. Además tienen esta matriz cónica ajustable hidráulicamente, lo cual genera temperaturas y presiones no tan altas como en los extrusores, ya que el open die, o abertura en la punta del expander es muy grande, y por eso es que tiene grandes productividades. Simplemente se da el proceso térmico que se necesita para desdoblar al 60%. Con esto se logra productividad y un beneficio nutricional impecable para los animales. Estas maquinarias tienen una capacidad de producción muy grande, 20-30 ton/hr, son máquinas muy robustas y el eje del expander es mucho mas largo que el eje de un extrusor simple, yo creo que debe ser como 2 veces el largo de un extrusor, se tiene que averiguar bien la relación diámetro/largo. De todas formas, si este proceso desdobla el 60% de almidones contra 30% de la peletización, entonces los dueños de las compañías que producen pollos o cerdos, debieran meter mano a sus calculadoras y que hagan ensayos de digestibilidad, porque el factor de conversión de un producto expandido es mucho mayor que un producto peletizado, por esta razón si le das al animal, la misma cantidad en kilos de un producto expandido y de producto peletizado, con el producto expandido vas a tener una menor cantidad de fecas, por lo cual una mayor porción de alimento se convierte en carne, con lo cual el proceso de alimentación se hace mas económico y si sumamos esos ahorros de manera anual, tal vez resulten varios expander gratis.

Estimados panelistas, el expander es muy importante en una línea de pellet principalmente para una integración , la diferencia entre tener el expander y no tenerlo es que la prensa peletera no puede gelatinizar los almidones del maíz mas de un 30% , en el caso de tener el expander se puede llegar a un 60% de gelatinización, por lo tanto la digestibilidad de los alimentos es mayor, esto nos permite poder llegar a una muy buena conversión principalmente en aves. En el caso de una integración de pavos si no trabajamos con expander no vamos a llegar nunca a tener una buena conversión, no pasa lo mismo con un cerdo o con un pollo que podemos aun trabajar sin expander, si lo tenemos lo aprovechamos y mejoramos la convertibilidad. Atte. Roberto Altamiranda

Durante cuatro años fui operador del tren de peletizado de Granjas Carrol, de México, donde se opera un Expander de 700 hp. con un software muy anticuado de Amadus kahl. Hoy en día esta compañía se fusionó con Beta Raven, donde la operación se facilita bastante. En cuanto el manto del equipo, es caro, por eso se debe tener un buen limpiador de harina, aunado con imanes en las caídas del flujo de harina. Cabe mencionar que esta máquina aumenta el rendimiento de la peletizadora menos desgaste de dados, además el amperaje tanto de la peletizadora y el expander es bajo.

muy buenas tardes amigos,bueno el tema a tratar es muy importante,lo que a mi me gustaria saber es que tan beneficioso puede ser colocar un expander ya que nosotros peletizamos alimento para aves,y si al hacer esto podria de repente influir en mi capacidad productiva. saludos,

Carlos, colocando el expander para la producción de alimentos para aves lo que va a lograr es mayor convertibilidad, el expander produce una mayor gelatinización de los almidones y una mayor cocción de las harinas. Comparado con el preacondicionador que usted pueda tener sobre la prensa (Pellet) esto le permite tener a usted una fórmula con mayor digestibilidad de las proteínas, lo que si tiene que evaluar es si el costo de un expander entra dentro del precio al cual usted comercializa su alimento, si este costo le da le aconsejo colocar el expander. Atte. Roberto Altamiranda

Buenos días. Sr. Carlos, El expander permite incrementar el rendimiento de la peletizadora en aprox 20[percent]. Esto se da pues la peletizadora sólo debe formar el alimento y para esto puede Ud. usar una matriz más delgada. el aliento ya viene trabajado del expander y la peletizadora actúa sólo como molde.

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.

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

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

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

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

¿Para una planta de procesamiento d soja para la obtención de aceite crudo y harina que debería utilizar un expander o un extrusor?

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[percent] Ahora bien, con un frijol de soya conteniendo 18[percent] de aceite y una humedad inicial de 9[percent], 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[percent] 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[percent] total de aceite en el frijol y perdiendo un 2-3[percent] por efectos de la evaporación, Usted esta en la capacidad de extraer un 10[percent] 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[percent] y un contenido de aceite de mas o menos 6-7[percent]. 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