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Fabricación de piensos flotantes y hundidos con tecnología de doble husillo

por Alain Brisset, Clextral, Francia

Los mariscos que se consumen hoy en todo el mundo se pueden dividir entre la producción acuícola y la captura silvestre:esto representa respectivamente 80 millones de toneladas métricas (53%) para los animales empanizados y 71,2 millones de toneladas métricas (47%) para los peces capturados.
Estos animales acuáticos incluyen peces de aleta, crustáceos y moluscos. Entre los animales cultivados en 2016, algunos se alimentan con piensos manufacturados (56,6 millones de toneladas métricas), mientras que algunos no se alimentan con piensos manufacturados (23,4 millones de toneladas métricas, como ostras, mejillones, ..) Finalmente, se estima que se necesitan de 35 a 40 millones de toneladas métricas por año de alimento para la industria de la acuicultura.


Piensos flotantes y hundidos
Para satisfacer esta demanda, el pienso puede distribuirse como desperdicio de alimentos o como pienso preparado. Hay diferentes tecnologías disponibles para preparar el pienso como mezcladores, prensas de pellets, expansores y extrusoras.
La tecnología de extrusión es una tecnología relativamente reciente utilizada en la industria de la acuicultura, originario hace aproximadamente 40 años. La extrusión es un proceso termomecánico que consiste en forzar un producto a través de un orificio de pequeño tamaño, bajo presión y temperatura gracias a un dispositivo mecánico llamado tornillo de Arquímedes. Las funciones de una extrusora generalmente se consideran para alimentar, transporte apresamiento, cocinar y dar forma continuamente.


Extrusión de doble tornillo
Una diferencia fundamental entre la tecnología de un solo tornillo y la de doble tornillo es la capacidad de mezcla de una extrusora de doble tornillo (TSE). Esta operación unitaria es generada por los dos tornillos entrelazados que co-giran en un cilindro cerrado (el barril) mientras que una extrusora de un solo tornillo (SSE) trabaja con un solo tornillo tipo Arquímede.
El transporte en un SSE se basa en la fricción entre el material que se procesa y la superficie interna del barril. mientras que un TSE puede transferir cualquier mezcla de agua pura a masas muy viscosas, incluso que contengan altos niveles de grasa, similar a una bomba positiva.
Un TSE no es sensible a los "inductores de deslizamiento" como el agua y las grasas. Las propiedades de mezcla de TSE permiten una transferencia muy homogénea de cizallamiento mecánico y temperatura en la masa procesada, dándole una forma homogénea de cocción y viscosidad. También es posible mezclar en un líquido TSE como agua y grasa, para afinar el grado de expansión final.
Adicionalmente, la menor disponibilidad de harina y aceite de pescado ha llevado a los fabricantes a utilizar materias primas alternativas en sus recetas:proteínas vegetales, proteínas animales procesadas, mezclas de diferentes aceites y nuevos materiales como harinas de insectos, comidas de krill, proteínas unicelulares. Necesitamos una máquina muy flexible para manejar estas recetas en constante cambio y también las posibles composiciones de materias primas.


Piensos flotantes y hundidos
Un TSE proporciona una flexibilidad extremadamente alta debido a su capacidad de mezcla; Adicionalmente, al proceso de diferentes materias primas, ofrece independencia de parámetros, como la velocidad de alimentación y la velocidad del tornillo, y control muy fino de temperatura y cizallamiento en las diferentes zonas modulares de la extrusora:esta es una herramienta perfecta para dominar fácilmente los parámetros de hundimiento y flotación.
El pienso extruido debe cumplir con las necesidades nutricionales del animal, pero también con los requisitos físicos y el comportamiento del animal:alimento de hundimiento rápido para las especies bentónicas o demersales, hundimiento lento para las especies pelágicas o superficiales. El contenido de sal (marina, aguas dulces y salobres) también juega un papel en esta solicitud.


¿Cómo se controla esto?
Primero, el preacondicionamiento debe ser eficaz con una cocción optimizada del almidón y la desnaturalización de las proteínas. Debido a que algunas recetas presentan un contenido bajo de almidón (8-10% para muchas), Es importante comenzar la gelatinización con un buen dispositivo para mezclar igualmente agua y vapor con el polvo. También es crucial mantener el tiempo de retención adecuado para permitir que el vapor se condense y dé su energía latente. Se deben considerar otros aspectos, como la seguridad, limpieza y control automático de parámetros que ayudan a cambiar rápidamente de una receta a otra.
Luego se lleva a cabo un proceso clave en la propia extrusora:para hundir pellets, necesitamos una alta densidad aparente, relativamente duro pero granulado digerible y estable al agua. Obtendremos un pellet estable al agua cuando el almidón y las proteínas estén bien cocidos; la extrusora debe tener la configuración de tornillo correcta para controlar la cizalla y las temperaturas a lo largo del barril.
Si queremos ajustar la densidad aparente correcta por ejemplo para alcanzar valores entre 350 y 580 g / L, tenemos que controlar el grado de expansión de los granulados.
Por lo tanto, tenemos que aumentar / disminuir la viscosidad interna del material procesado en la extrusora.
Esto se logrará con un perfil de temperatura correspondiente y un enfriamiento interno eficiente de los barriles modulares; por encima de 580 g / l, Podemos utilizar un sistema de ventilación que recupere los vapores / energía en el preacondicionador.
Debido a este sistema, se puede disminuir inmediatamente la temperatura de la masa y extruir una masa cocida de alta viscosidad que mostrará una expansión limitada. Con tal proceso es posible alcanzar densidades de hasta 750 g / l, que es un buen valor para la alimentación de camarones. Obviamente, la estabilidad del agua debe permanecer correcta (por ejemplo:3-10h dependiendo de la receta de los camarones).
Finalmente, se puede extruir la masa cocida y viscosa a través de la matriz. El diseño de la matriz y la superficie de extrusión también contribuyen al grado de expansión (y por lo tanto a las propiedades de flotación / hundimiento). Para pellets flotantes de alta expansión, puede elegir canales relativamente cortos para el troquel:de 1,0 a 1,5 de diámetro, y con una superficie de extrusión relativamente pequeña (MM2 / kg / h extruido).


Conclusión
Una máquina TSE ofrece la máxima flexibilidad para controlar con precisión los parámetros del proceso y adaptarse rápidamente a los cambios en la composición de la receta y la materia prima. Permite la producción de pellets de alimento para peces flotantes y hundidos en un rango de 350 a 750 g / l, según recetas y tamaño del producto. Un TSE cocinará perfectamente, absorber algunas variaciones, y controlar las temperaturas, cizallamiento y tiempo de residencia del material procesado.
El uso de un dispositivo de control de densidad combinado con el diseño correcto de tornillo y matriz proporcionará definitivamente ventajas técnicas y económicas al fabricante, con el fino control del grado de expansión asegurando una calidad constante.


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