por Mian N Riaz, Director del Centro de Investigación y Desarrollo de Ingeniería de Procesos en Texas A&M University
La extrusora es una máquina ideal que puede diseñarse para procesar alimentos acuáticos flotantes o que se hunden ajustando la fórmula. La extrusión requiere humedad, calor, y presión para procesar la alimentación acuática. Se necesitan temperaturas superiores a 100 ℃ para lograr la expansión de la alimentación acuática a medida que sale de la matriz.
En extrusión, la temperatura se consigue mediante el preacondicionamiento y la inyección de vapor. Al mismo tiempo, el material también se somete a una presión relativamente alta. La diferencia de presión en el interior de la extrusora y el ambiente externo provocará la extrusión del alimento acuático. A medida que el material se aprieta a través de los orificios del troquel en el extremo del barril de la extrusora, parte del agua en la masa sobrecalentada se vaporiza inmediatamente y causa expansión. Durante la extrusión, Los pellets de alimentación acuática de alta calidad se obtienen mediante la desnaturalización de proteínas y la gelatinización de almidones. La industria de fabricación de piensos acuáticos es ampliamente reconocida como una de las industrias de piensos de más rápido crecimiento en el mundo.
La extrusión no es una tecnología nueva. Desde que se inició la tecnología de extrusión en 1948, el equipo para producir alimentos acuáticos puede verse diferente, pero los principios de procesamiento siguen siendo los mismos; cocinamos el pienso a altas temperaturas. Cuando una empresa se compromete con la tecnología de extrusión, Puede estar seguro de que una extrusora durará más de 20 a 30 años si se mantiene correctamente. La decisión sobre qué extrusora comprar se basa en los costos, apoyo y compromiso de la empresa. Una extrusora de alimentación acuática típica consta de dispositivos de alimentación, preacondicionador, barril extrusor, morir y cortador.
Dispositivos de alimentación (Sistema de suministro de alimento)
Esencial para cualquier operación de extrusión son los sistemas de suministro de alimento. Las tolvas o contenedores son una parte integral de un dispositivo de alimentación y se utilizan para mantener los ingredientes secos sobre los comederos. Estos sistemas deben poder alimentar uniformemente tanto un ingrediente seco y / o líquido como una mezcla de ingredientes.
Preacondicionador
El paso de preacondicionamiento inicia el proceso de calentamiento mediante la adición de vapor y agua al macerado seco. La penetración uniforme y completa de la humedad de las materias primas mejora significativamente la estabilidad de la extrusora y mejora la calidad del producto final. Los objetivos de un paso de preacondicionamiento son hidratar continuamente, calor, y mezcle uniformemente todas las corrientes de aditivos junto con la receta seca.
El proceso de preacondicionamiento es sencillo. Las partículas de materia prima se mantienen en un ambiente cálido húmedo, ambiente de mezcla durante un tiempo determinado y luego se descargan continuamente en la extrusora. Este proceso da como resultado que las partículas de materia prima sean hidratadas y calentadas por el vapor y el agua en el medio ambiente.
Barril extrusor
El conjunto del cilindro del extrusor consta de un eje y elementos giratorios del extrusor (tornillos segmentados y cierres de cizallamiento), una carcasa de barril estacionaria (compuesta de secciones segmentadas), y un conjunto de troquel y cuchillo. La relación entre la longitud y el diámetro del cilindro de la extrusora se puede variar, así como el diseño geométrico real de cada componente individual.
Los elementos de tornillo disponibles varían según el fabricante y la aplicación. Además de simplemente transportar el material desde la entrada hasta la matriz, la geometría del tornillo puede influir en la mezcla, amasadura, calentamiento y desarrollo de presión. El tornillo giratorio de la extrusora y los elementos de bloqueo de cizalla transportan y calientan secuencialmente el material mediante la disipación de energía mecánica.
El movimiento y la transformación de material dentro de la extrusora se pueden describir como una operación de tres unidades; alimentación, amasado o transición, y las zonas de cocción final. Hay tres tipos de extrusoras que se utilizan con mayor frecuencia en la industria de piensos acuáticos. Estos son los de un solo tornillo, extrusoras de doble husillo co-giratorio de eje paralelo y extrusoras cónicas de doble husillo co-giratorio.
Diseño de troquel / cuchillo
La tecnología de matrices y cuchillas es similar para todas las extrusoras de cocción. La cámara de extrusión está tapada con una matriz final que cumple dos funciones principales. Proporciona restricción al flujo del producto, lo que hace que la extrusora desarrolle la presión y el cizallamiento requeridos. Además, la boquilla final da forma al extruido a medida que el producto sale de la extrusora. La cantidad de expansión deseada en el producto final se puede controlar mediante la manipulación de la fórmula y el área abierta en la matriz. Sin expandir, pero completamente cocido, los piensos generalmente requieren de 550 a 600 milímetros cuadrados de área abierta por tonelada métrica de producción. Las alimentaciones altamente expandidas requieren de 200 a 250 milímetros cuadrados de área abierta por tonelada métrica de producción.
