por Brabender, Alemania
Proporcionar un suministro adecuado de proteínas para la población mundial en continuo aumento es un tremendo desafío mundial. El consumo de pescado y marisco está tradicionalmente arraigado en muchas culturas dietéticas y se recomienda como una fuente importante de proteínas para mejorar la nutrición.
Sin embargo, en vista de la situación actual con los océanos sobreexplotados en todo el mundo, es necesario buscar alternativas:aquí la acuicultura brinda una solución. Consecuentemente, el rendimiento anual global de la acuicultura, que asciende a aproximadamente 100 millones de toneladas desde 2015, ha superado la cantidad de "captura silvestre" para el consumo humano.
Un mayor crecimiento es una conclusión inevitable:se prevé un aumento del 50 por ciento en la producción para las próximas dos décadas.
Acuicultura en auge:¿Qué alimento para qué especie?
Hablamos con Julian Foerster (JF) y Michael Landers (ML), los técnicos de aplicación en el laboratorio de extrusión de Brabender, sobre el uso de productos extruidos hechos a la medida para resolver los problemas que enfrenta actualmente la industria de alimentos acuícolas.
Alimentos acuícolas extruidos:¿dónde existe la demanda?
JF: Ya sea la piscicultura con sistemas de flujo continuo, jaulas de red, o sistemas de recirculación que preservan los recursos, como las granjas acuapónicas o en alta mar:todos estos peces y crustáceos necesitan alimento; casi 40 millones de toneladas por año en todo el mundo.
El 70 por ciento es producido por los principales productores de alimentos acuícolas de la región de Asia y el Pacífico, particularmente en China, El 10 por ciento proviene de América Latina, y otro 10 por ciento de Europa. Por supuesto, hay que diferenciar entre qué especies deben alimentarse.
Actualmente, el 30 por ciento de la producción se utiliza para la cría de carpas, Se requiere el 15 por ciento para los crustáceos, seguido de tilapia, bagre, salmón, y granjas de truchas.
ML: Los productos extruidos ofrecen posibilidades de marcar tendencias que prometen éxito en el mercado e innovación de productos en el desarrollo de la alimentación adecuada para cada especie de forma práctica. Prácticamente no hay otro proceso que ofrezca tanto potencial para remodelar por completo una matriz de alimentos acuícolas.
Por esta razón, las prensas granuladoras puramente mecánicas han sido reemplazadas cada vez más por la tecnología de extrusión más avanzada para la producción. Hoy dia, Por tanto, las extrusoras de laboratorio son "herramientas" necesarias para los desarrolladores de productos en empresas, así como en universidades e institutos de investigación. Con TwinLab-F 20/40, Brabender ha presentado ahora su modelo superior actual para el mundo de los laboratorios de I + D.
¿Cuál es el alimento "adecuado" para una especie?
JF: Primero, necesitamos determinar las materias primas y su porcentaje de proteínas y carbohidratos que son prácticos para diversas aplicaciones de productos. Primero es necesario determinar la tendencia del alimento a flotar o hundirse, dependiendo de los hábitos alimentarios del tipo específico de pez.
En principio, el alimento flotante tiende a ser consumido por peces de fondo como la carpa y el bagre, que también puede ser una cuestión de formación. El salmón y la trucha prefieren el alimento que se hunde lentamente, camarón, por el contrario, como comida que se hunde rápidamente.
ML: En consecuencia, es necesario seleccionar diferentes configuraciones de proceso para la producción. Para pienso flotante, incluido el pienso suspendido o que se hunde lentamente, operamos con extrusión en caliente a temperaturas superiores a 100 ° C. Esto da como resultado una buena expansión de los gránulos. Para hundir alimento, es decir, producción de pellets que se hunden rápidamente con una expansión mínima, la extrusión en frío es el método preferible.
¿Qué desafíos deben resolverse en el laboratorio?
ML: Que un producto se expanda o no depende de entre otras cosas, en el contenido de humedad, así como en general de la receta, particularmente el porcentaje de proteína, carbohidratos y grasa en la mezcla inicial, que también varía ictiológicamente dependiendo de la especie.
Como desarrollador de productos, podemos determinar esto precisamente en el laboratorio. El TwinLab nos permite poner varias composiciones y recetas en el banco de pruebas. El grado de expansión se puede ajustar y cambiar con configuraciones de proceso variables.
Lo más importante es la cohesión óptima de los componentes para evitar que los gránulos se desintegren. Esto nos permite probar las características del producto para asegurarnos de que las recetas se adaptan adecuadamente al tipo de pescado y método de cultivo.
Por ejemplo, algunas especies requieren un alto porcentaje de grasa en el alimento, sin embargo, demasiado aceite retrasa la expansión; aquí podemos examinar los posibles máximos utilizando TwinLab. Y naturalmente lo contrario es cierto, cuando sea necesario determinar las cantidades mínimas de ingredientes, p.ej. para la optimización de las características de hundimiento. Esto se puede regular agregando agua, entre otras cosas, por lo que luego se secan los gránulos.
JF: Para mirar hacia el futuro, Diseño de productos sostenibles - palabra clave:Sostenibilidad - la tendencia se aleja del uso de harina de pescado o subproductos de la pesca comercial. En lugar de, es necesario estudiar qué fuentes de proteína con qué características y porcentajes son compatibles con la extrusión.
¿Qué fuentes alternativas de materias primas cree que tienen potencial de aplicación práctica para la extrusión de alimentos acuícolas?
ML: En nuestro laboratorio de aplicaciones ya hemos acumulado una gran experiencia en el desarrollo de productos. Particularmente con harina y cereales de legumbres, no solo con soja, pero también guisantes y altramuces, o mayor uso de fuentes clásicas de proteínas y carbohidratos como el maíz, trigo, y arroz.
En vista de la situación nutricional mundial, estos se pueden utilizar de manera más eficiente como alimento acuícola que para alimentar a los animales domésticos. Y considerando la cantidad limitada de acres disponibles para materias primas vegetales, Los subproductos de los granos de cereales deben investigarse como ingredientes para alimentos acuícolas.
Por ejemplo, Estoy pensando aquí en salvados de cereales de molinos o gluten de maíz de la industria del almidón. Otras aplicaciones obvias son las plantas marinas como las algas o las algas marinas como fuentes de nutrición con alto contenido de proteínas para las piscifactorías:aquí, Sería posible aclarar a escala de laboratorio qué porcentajes en una mezcla de alimento para peces son adecuados para la extrusión o cómo se puede optimizar tecnológicamente.
JF: Las proteínas de insectos brindan una perspectiva para la investigación y el desarrollo en el área de alimentos acuícolas. En el laboratorio de aplicaciones de Brabender, hemos realizado nuestras propias pruebas con el objetivo de sustituir la harina de pescado por proteína de insectos a base de Hermetia illucens (mosca soldado negra) como materia prima. Los resultados iniciales son bastante prometedores:en términos de los parámetros reológicos para la extrusión, así como las propiedades nutritivas de los productos extruidos, independientemente de si está en forma de pellet o de tierra.
Particularmente en los mercados de Asia Oriental, Veo buenas perspectivas para esto, porque las costumbres alimentarias tradicionales no tienen reservas en cuanto al uso de insectos en los menús.
¿Qué puede hacer el nuevo TwinLab para la extrusión a escala de laboratorio?
ML: Bien, Podría seguir hablando de eso durante horas. Pero quiero enfatizar dos argumentos principales para el desarrollo práctico de productos con extrusoras de laboratorio como TwinLab en lugar de la manipulación experimental del proceso de producción.
Para uno, puede variar sus ideas de aplicación en una amplia variedad de formas con respecto a la materia prima, formulación, configuración de la extrusora, y producto. En segundo lugar, tiene la opción de establecer métodos para medir sus parámetros de calidad por adelantado desde la materia prima hasta el producto final. Con un ancho de 60 centímetros, nuestro nuevo TwinLab también cabe en los laboratorios más reducidos.
JF: La gama de aplicaciones se centra principalmente en el desarrollo de recetas y productos o sirve para la optimización de los procesos de producción. El nuevo TwinLab es una extrusora de doble husillo del tamaño de un laboratorio.
Lo hemos utilizado para probar productos con una amplia gama de formas, colores, y sabores. Durante el desarrollo, Para nosotros era importante poder cumplir con condiciones de procesamiento realistas. Esto reduce los costos para nuestros clientes y está constantemente orientado a la calidad.
Necesita mucho menos tiempo para sus pruebas, ahorra material, y casi no tienen desperdicio de producto. Y última, pero no menos importante:en la producción diaria, no necesita preocuparse por los efectos negativos en su sistema de gestión de calidad en curso. Esto permite obtener fácilmente un retorno de la inversión en la empresa.
¿Dónde ve las ventajas relacionadas con la aplicación para el desarrollo de productos?
ML: A lo largo del revestimiento, cuatro zonas de calentamiento y enfriamiento proporcionan temperaturas optimizables en cada área de proceso. Las velocidades de tornillo de hasta 1200 revoluciones por minuto ofrecen a los usuarios una gran flexibilidad con respecto a la energía mecánica específica, llamado SME por brevedad.
Como extrusora de doble husillo, TwinLab permite el procesamiento de una amplia variedad de materias primas, así como análisis de sus características de viscosidad y plasticidad. Esto se debe a que todo el transporte, amasadura, y los elementos de mezcla se pueden configurar individualmente dependiendo de la secuencia del proceso.
El diseño del módulo permite una configuración variable para la simulación de productos con diferentes fuerzas de corte, haciendo que el dispositivo sea adecuado para aplicaciones muy variadas. Y finalmente, Me gustaría mencionar una característica más importante para el uso diario en el laboratorio:la unidad de proceso está separada horizontalmente y se puede plegar verticalmente, lo que solo ofrecen algunos modelos comparables en el mercado. Esto no solo permite la evaluación visual de los pasos de procesamiento individuales, pero también proporciona una cómoda extracción de tornillos y una limpieza rápida.
JF: Para aplicaciones de alimentos acuícolas, hemos producido principalmente pellets cilíndricos, o productos expandidos con cabezal redondo y un dispositivo de corte adicional. Las cuatro aberturas dosificadoras superiores y dos laterales del TwinLab también permiten aditivos líquidos o granulados como aceites, vitaminas, y concentrados o colorantes minerales para alimentar.
Por ejemplo, Estoy pensando aquí en ácidos grasos omega-3 o carotenos, que son de enorme importancia para los productores de alimentos acuícolas y sus proveedores. En el área de investigación y desarrollo, hay muchos proyectos de cooperación entre ciencia e industria, Brabender se enorgullece de respaldar la alimentación acuícola del futuro con su experiencia relacionada con la extrusión.
Pero aún más:nos gustaría invitar a los clientes a visitar nuestro Centro de tecnología y clientes en Duisburg y ver las capacidades de nuestra extrusión a escala de laboratorio y experimentar el nuevo TwinLab en funcionamiento por sí mismos.
