Produccion de Alimentos Extruídos para Mascotas

Hoy en día existen en el mercado una extensa variedad de extrusores que se utilizan en la industria de alimentos para animales domésticos, éstos se encuentran desde maquinas relativamente simples que requieren de muy poca preparación de la harina hasta maquinas sofisticadas que ameritan un proceso más complejo, hay definitivamente una diferencia bien marcada entre el costo de estos extrusores y una gran variación en la capacidad de proceso de cada tipo de extrusor. Un Expander™-Cocedor de eje sencillo y continuo ofrece una gran capacidad de producción de muchos tipos de alimento para animales y para otras aplicaciones, incluyendo alimento para peces por flotación y hundimiento a un costo moderado de producción en comparación a otras máquinas más sofisticadas.   

El mecanismo interno del Expander™ consiste de un eje segmentado con helicoidales reemplazables con álabe interrumpido de rotación rápida dentro de un barril o cuerpo de extrusión de pared lisa equipado con tornillos interruptores de flujo del producto dentro del Expander™. La razón del entremezclado de los helicoidales giratorios con los tornillos interruptores de flujo es proporcionar una acción de corte, un mezclado turbulento que amasa la mezcla solida con el agua y el vapor inyectados en el barril para suministrar una absorción rápida y uniforme. A medida que se absorbe el vapor éste deja escapar su calor de vaporización el cual ayuda a elevar la temperatura de la mezcla. Adicional y paralelamente se genera un calor por fricción debido al movimiento de los alabes mientras compactan y amasan la mezcla sometiéndola a presión cada vez más alta conforme pasa a través del barril de extrusión. Al llegar a la sección de descarga la mezcla ya está completamente cocida y expuesta bajo alta presión, lo suficientemente elevada que toda el agua contenida queda en estado líquido a pesar de que la temperatura puede oscilar entre 120º a 150º C.  El grado de cocción puede variar cambiando la humedad y temperatura final alcanzada dentro del barril de extrusión poco antes de la sección de descarga de producto, los niveles típicos de humedad después de inyectar el agua y el vapor varían entre 20% por peso hasta 30% o más dependiendo del tipo de producto a procesar o formulación. Los niveles de humedad son influenciados por la cantidad de agua y vapor inyectados y a su vez la temperatura se ve influenciada  por la humedad total inyectada en forma de vapor de agua y también por la cantidad de caballos de fuerza consumidos a una capacidad de proceso determinada que es a su vez influenciada por el número y tamaño de las aberturas seleccionadas en el plato de descarga para el tonelaje siendo extruido. El Expander™ tiene varios aspectos atractivos. Primero, no requiere que la mezcla sea previamente humedecida o calentada, la única preparación requerida es la molienda del material que va ingresar al Expander™, para que así todo pase por medio de una malla de calibre 20 por pulgada (US Malla Serie 20), y la única actividad requerida posterior a la extrusión es el secado y enfriamiento del producto. Una gran variedad de productos para alimentos de mascotas (gatos y perros) se producen  de este modo al igual que los alimentos flotantes y por hundimiento para peces. Las dimensionales transversales de los “collets” son controlados por la velocidad de giro del cabezal cortador el cual contiene las cuchillas cortantes. El corte preciso es generado por el filo de las cuchillas y la distancia entre ellas y la placa porta-insertos o dados los cuales dan la forma y figura a las croquetas.

La densidad de la masa y la textura del producto están influidas por la formulación y el nivel de humedad durante el proceso de extrusión. Las formulas con un alto contenido de almidón se expanden a densidades más bajas y tienen texturas más friables, en contraste, las formulas con un alto contenido de grasa se expanden a densidades mayores. La selección prudente de niveles de almidón y grasa suministra una manera eficiente para pre-determinar la densidad de la masa y la textura del producto final. Alimentos para mascotas preparados producidos con Expander™ de eje sencillo pueden variar de una gravedad especifica de0.28 a0.48 (densidad de la masa de 18-39 libraspor pie cubico) y variar de una textura densa y dura a una textura que se desborona fácilmente en la boca del animal. El producto siempre va a expandirse hasta cierto punto justamente al salir del Expander™ (siempre y cuando se haya alcanzado la temperatura optima de cocción). Si el nivel de humedad es bajo el producto pierde algo de humedad debido a la evaporación a medida que se expande y se endurece; en contraste, si el nivel de humedad es alto el producto no pierde suficiente humedad para endurecerse y se “desinfla” un poco antes de endurecerse. Tomar ventaja de este fenómeno proporciona gran flexibilidad en la densidad de la masa y textura aun en formulaciones relativamente idénticas. Comúnmente, durante la operación, la variación una sola válvula de inyección de vapor es más que suficiente para hacer los ajustes de corrección en la densidad del producto.

Además de utilizar el Expander™ para cocer y expandir alimentos para animales también se utiliza para pre-cocer granos y cereales feculentos así como también los productos de fécula separados del cereal para obtener niveles específicos de gelatinización o dextrinación del almidón. Los cocedores que funcionan a alta humedad y baja temperatura solo proporcionan una ligera gelatinización mientras que los cocedores que trabajan a baja humedad y alta temperatura suministran un alto grado de gelatinización y cierta dextrinación del almidón. Esto es muy importante cuando se usa la extrusión para cocinar almidón y usarlo como adhesivo, aglutinante o ligante. Cuando se producen materiales ligantes, se puede obtener un cocido ligero si se opera el Expander™ a una temperatura de88ºCy a una humedad de 30%, y por el contrario, se puede obtener un cocido fuerte cuando la temperatura alcanza los204ºCo mayor y una humedad sobre 15%

La proteínas son fáciles de desnaturalizar sin dañar en exceso la cadena de aminoácidos esenciales (son aquellos aminoácidos que el cuerpo no puede sintetizar por sí mismo). La lisina por ejemplo es un aminoácido muy importante en la nutrición de los animales y es termo-sensible. Es común que los alimentos procesados en un Expander™ obtengan toda la lisina de proteínas vegetales o animales. A pesar de que todo pasa por el Expander™, el producto mantiene los niveles de lisina nutritiva requerida por el animal en cualquiera de sus etapas de vida. Con el fin de asegurar lo anterior, los alimentos para mascotas comúnmente se procesan a temperaturas de 115º a 140º y a un nivel de humedad de 23% a 27% dependiendo del tipo de formulación. Estas dos condiciones son suficientes para precipitar la desactivación de las enzimas no deseadas, para destruir sabores ácidos y para inactivar ciertos factures anti-nutricionales pero sin comprometer la integridad nutricional proteica del producto.

Existe un periodo de residencia muy corto (20-30 segundos) del producto dentro del barril de extrusión. Si hay variaciones en la alimentación o en el ritmo del paso de la mezcla, del paso del vapor o del agua y en especial hay variación en el nivel de humedad, el equilibrio cambiara causando un cambio en la calidad final del producto. Esto se puede evitar asegurando alimentación uniforma y constante de la mezcla manipulando el alimentador de velocidad variable del Expander™ y usando reguladores para mantener la presión de inyección tanto del agua como del vapor uniforme ya que la corriente o flujo de agua y vapor es directamente proporcional a la presión. Con el control apropiado de los 3 flujos se nivela fácilmente el Expander™ a una operación estable.

Algunos alimentos o prácticamente todos los alimentos extruidos para animales son cuberitos con grasa/aceite después de ser extruidos y secados, algunos son suplementados con vitaminas antes de la extrusión. A pesar de que algunas vitaminas, en partículas las vitaminas A y C tienden a deteriorarse durante el proceso de cocción del alimento, por lo cual vale la pena agregarlas antes de ejecutar el proceso de extrusión. Es común que se agregue en exceso una cantidad de vitaminas termo-sensibles para permitir que el producto mantenga la cantidad necesaria de vitaminas usables. Los aditivos como saborizantes o palatabilizantes pueden usarse para complementar los sabores naturales de la formulación o bien para esconder y enmascarar los sabores no deseados. Estos aditivos normalmente no son agregados al alimento crudo entrando al Expander™ ya que las altas temperaturas y altas condiciones de humedad pueden descomponer el perfil químico del aditivo cambiando el sabor cuando se evapora el vapor del alimento durante la descarga a través del plato porta-insertos o dados. La inyección o incorporación de sabores micro-encapsulados estabiliza el aroma a altas temperaturas que en algunos casos se agregan al alimento al entrar al Expander™.

Los alimentos para mascotas secos, semi-húmedos (con un 20% a un 35% de humedad) y de humedad intermedia (12% a 18%) son producidos en los Expander™. Además se puede producir harina de soya integral para usarse como ingrediente en formulaciones de monogastricos (aves y cerdos). El proceso de molienda del frijol de soya es el único pre-tratamiento requerido, preferiblemente a un calibre de malla de 20 a pesar de que se pueden obtener resultados satisfactorios con partículas de tamaño geométrico mayor. Se inyecta suficiente vapor para incrementar la temperatura a 120º - 135ºC y el producto se descarga en forma de harina sin requerir corte alguno y luego se seca térmicamente para reducir la humedad a 10%. Tanto la enzima ureasa como el inhibidor de tripsina son completamente desactivados a estas temperaturas siempre y cuando la humedad interior este alrededor de los 18-19% con temperatura alta o bien con humedad de 25% a temperatura más baja. Los resultados típicos en harina de soya integral son 0.0 a 0.09 incrementos de pH (actividad ureasica) y de 2 a 5 unidades de inhibidor de tripsina por miligramo de frijol de soya procesado.