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Del mismo modo que ha aumentado la diversidad de materias
primas al alcance de los fabricantes de piensos compuestos,
ha crecido la necesidad de acondicionamiento de las
materias primas para producir unos productos acabados
homogéneos. ¿Cómo se consigue realmente
este acondicionamiento y qué significa esta palabra?
La definición que el diccionario
da de la palabra "Condición" es "aquello
que es necesario para que algo sea posible". En
la industria de fabricación de piensos dicho
concepto abarca suficientes procedimientos como para
llenar todo un libro. Algunos de estos procedimientos
se remontan a hace más de un siglo, pero hoy
día se siguen inventando nuevos métodos,
especialmente en el proceso de granulación de
piensos compuestos para animales.
En la industria harinera, todo el
trigo es cribado y limpiado antes de ser molido. Se
le añade agua y luego el trigo es almacenado
antes de ser mezclado con otros tipos de trigo -igualmente
humedecidos- para preparar la molienda para un tipo
determinado de harina. El hecho de humedecer y luego
conservar el trigo durante períodos de hasta
24 horas forma parte del proceso conocido como acondicionamiento.
Los fabricantes de harina aprendieron en seguida que
el elemento esencial de este proceso es el tiempo.
Este acondicionamiento requiere destreza
y experiencia, pero es relativamente sencillo comparado
con el acondicionamiento de una mezcla de ingredientes
de piensos compuestos procedentes de todo el mundo,
antes de iniciar el proceso de producción de
gránulos de pienso. El masivo aumento en todo
el mundo del uso industrial de cereales para consumo
humano condujo a una disponibilidad, igualmente importante,
de subproductos procedentes de las plantas procesadoras
de alimentos y bebidas. El uso lógico de muchos
de esos subproductos era la industria de los piensos
compuestos.
Fabricar piensos con una mezcla de
trigo, cebada, avena, maíz y tortas de oleaginosas
era algo relativamente sencillo desde un punto de vista
del acondicionamiento, cuando el proceso de granulación
era sencillo y no se había oído hablar
de entregas a granel de piensos compuestos. Sin embargo,
la mezcla de cereales y subproductos usados hoy día
ha producido problemas de calidad en la mayor parte
de las fábricas del mundo, en especial cuando
hay que incluir melazas, grasas y aceites.
La dirección de las fábricas
tiene que solucionar las dificultades a medida que éstas
surgen. Los nuevos criterios de inclusión de
medicamentos, las dificultades de la salmonella, la
contaminación de tipos de piensos de unas partes
a otras de la fábrica y otros numerosos problemas
han provocado la necesidad de que surjan nuevas ideas
y nuevos métodos para satisfacer tanto a los
clientes como para cumplir con las legislaciones en
materia de contaminación.
La forma convencional de acondicionar
los piensos antes de la granulación es el vapor,
y son tres los factores que regulan su uso: debe ser
seco; debe disponerse del suministro adecuado para las
prensas de granulación en momentos de máxima
demanda, así como para el calentamiento auxiliar
de melazas y de grasas; y la presión del vapor
en la prensa debe mantenerse constante a un nivel predeterminado.
El vapor, al entrar en el acondicionador,
aumenta el contenido de humedad de la harina para lubricarla
antes de la granulación, pero también
aumenta su temperatura. La lubricación es necesaria
para obtener unas buenas tasas de producción
y para reducir el desgaste en el revestimiento de matrices
y cilindros. Se puede granular harina seca, pero, aunque
su contenido natural de humedad puede ser del 10 al
11%, la producción, por unidad de potencia en
C.V., se ve drásticamente reducida, al igual
que la calidad de los gránulos.
La cantidad y presión del vapor
añadido vendrán determinadas por el tipo
de pienso que se esté fabricando, por los ingredientes
usados y por en contenido de humedad natural de los
materiales mezclados. Como la última medición
puede variar de un día para otro o de unas fuentes
de suministro a otras, no existe la posibilidad de conseguir
una cantidad formulada de inclusión de vapor
para determinados tipos específicos de piensos.
Los operadores de prensas granuladoras
(y los responsables de ajustar los parámetros
en los sistemas totalmente automáticos) deben
ser conscientes de las variables que pueden producirse
en las mismas formulaciones en días distintos
y estar preparados para ajustar dichas variables, si
es posible, por medio del uso de vapor. Todo ello asumiendo,
por supuesto, que las matrices, los ajustes de los cilindros
y el contenido de melazas sean los correctos.
En términos generales, el vapor
a alta presión tiene alta velocidad y alta temperatura.
El vapor, a una presión de 6,9 bar, alcanza una
temperatura en torno a 170º C, pero a una presión
de 1,03 bar, su temperatura será de 120º C.
El equipo usado para incluir vapor
en un pienso compuesto, con el fin de prepararlo para
su granulación, incluye acondicionadores en cascada,
calderas, combinaciones de las anteriores, maduradores
y acondicionadores especiales de mezcladores de melazas.
El acondicionador en cascada es un
mezclador horizontal continuo, con paletas rotatorias.
La harina tarda entre 8 y 10 segundos en pasar a través
de este mezclador y, durante ese tiempo, se añaden
vapor y melazas y la mezcla es enviada a la matriz
de la prensa. En ocasiones, no todo el vapor es absorbido,
lo que puede causar problemas en la cámara de
la matriz y en el enfriador.
El acondicionador de caldera es un
mezclador vertical, cilíndrico, que dispone de
un eje rotatorio de baja velocidad con brazos agitadores.
Dado que la caldera se mantiene siempre llena hasta
un 85%, el tiempo de retención puede ser de entre
cinco y quince minutos, dependiendo de su capacidad
y del tamaño de los gránulos. Esta unidad
tiene tiempo para absorber todo el vapor y para mezclar
las melazas añadidas en la parte superior con
más facilidad. El sistema es mejor que el acondicionador
en cascada debido al mayor tiempo de acondicionamiento.
La combinación de ambos sistemas
es aún más efectiva si todo el vapor y
las melazas son añadidos a la harina en el acondicionador
en cascada, el cual lo pasa posteriormente a la caldera
y, por fin, a la prensa.
El madurador, o acondicionador de
larga duración, es un cilindro vertical de diseño
parecido a la caldera, pero que no realiza ninguna mezcla.
Tiene mayor capacidad que una caldera y actúa
también como una tolva. Debe usarse con un acondicionador
en cascada en la parte superior para añadir vapor
y melazas a la harina. También se puede tener
un segundo acondicionador en cascada debajo para aumentar
la temperatura si es preciso antes de la granulación.
Un período más largo de acondicionamiento
de hasta treinta minutos proporciona una mejor absorción
de vapor y melazas. También mejora el proceso
de acondicionamiento y el nivel de inclusión
de malazas.
Cualquiera que sea el sistema utilizado,
deben producirse gránulos de alta calidad para
su manipulación a granel en la fábrica,
durante su transporte y en su uso en las granjas. Para
ir más lejos en esta idea, las fábricas
se han visto obligadas a usar matrices de granulación
con unas especificaciones enormemente exigentes, especialmente
en el caso de piensos para rumiantes. Las especificaciones
de las matrices tienen una gama de agujeros de 4, 5,
6 y 7 mm, con un grosor de la matríz de hasta
125 mm, así como las matrices de tipo "Well".
Incluso las matrices gruesas no eran suficientemente
buenas para algunas fábricas y el siguiente paso
para la mejora de la calidad vino de la mano de la era
de la doble granulación.
La unidad Holman Mixcompess fue una
de las primeras en entrar en escena. Se trataba, efectivamente,
de un acondicionador en cascada extra grande instalado
en el extremo de descarga con un troquel rígido
vertical de baja compresión y un conjunto de
tres cilindros ajustados en el extremo del eje principal
que rotan dentro del troquel. La harina totalmente acondicionada
es impulsada a través de la matriz y el
producto granulado toscamente es descargado directamente
a una prensa convencional para su granulación
definitiva.
La idea era buena y algunas fábricas
la probaron con diverso grado de éxito. A pesar
de ello, este sistema nunca llegó a ser popular,
aunque todavía hay algunas unidades en uso operativo.
El sistema general usado para la doble
granulación consistía en instalar una
prensa convencional estándar encima de otra prensa
estándar. La unidad superior, al utilizar una
especificación de matriz muy inferior,
recibe harina acondicionada y con melazas añadidas
directamente de un acondicionador en cascada o un acondicionador
en cascada acompañado de un sistema madurador.
Los piensos granulados con una compresión media
de la primera máquina caen directamente en la
matriz de la prensa inferior. La compresión
final en la segunda matriz produce invariablemente
un gránulo excelente, siempre y cuando el acondicionamiento
y la inclusión de melazas se hayan realizado
correctamente antes del primer prensado. En algunas
fábricas donde no había suficiente altura
para disponer de una prensa montada sobre la segunda
unidad, el producto es transportado por medios mecánicos
tales como un elevador de cubetas, cadena y cinta transportadora
o transportador de tornillo sinfín, de una prensa
a la otra.
El acondicionamiento por vapor añade dos elementos
esenciales a la harina antes de la granulación:
calor y humedad. Cuando el vapor y la harina se mezclan,
el vapor es absorbido y la harina se calienta, y su
contenido original de humedad se eleva. El calor es
esencial para un buen acondicionamiento y una buena
granulación, mientras que la humedad actúa
como lubrificante de la harina cu ando
ésta pasa por los agujeros de la matriz. Si el
contenido global de humedad de la harina acondicionada
es demasiado alto, el producto no entrará en
los agujeros y la prensa se obstruirá. La harina
que ya está en los agujeros de la matriz se sobrecalienta
por el calor latente de la propia matriz y comienza
a carbonizarse. Si el atasco no se soluciona inmediatamente,
los agujeros del troquel quedan bloqueados, dando como
resultado un grave retraso y pérdida de producción.
El contenido natural de humedad de la harina mezclada
antes de su acondicionamiento determinará la
cantidad de vapor que puede añadirse sin riesgo
antes de la granulación. Si se hubiera añadido
agua previamente en el mezclador principal, esto podría
reducir la cantidad de vapor que puede añadirse
para conseguir un buen acondicionamiento. El vapor a
0,69 bar tiene una temperatura de 116º C mientras que
a 4,14 bar alcanza una temperatura de 153º C. A 0,69
bar se producen 267,14 kg/m3 de vapor. Es importante
conocer estos datos para garantizar que se selecciona
el correcto ajuste de la válvula de reducción
de presión, con el fin de acomodarse al tipo
de pienso que se está fabricando y a las materias
primas utilizadas.
El acondicionamiento con vapor añade
humedad y calor a la harina pero, en el paso final de
la harina a través de los agujeros de la matriz
se produce un nuevo período de calentamiento.
Este calor por fricción se genera al paso de la harina
por los agujeros de la matriz, empujada por los
cilindros o rodillos giratorios. La cantidad de este
calor variará con el grosor del troquel y con
la cantidad de harina que pasa a través de él.
Las matrices muy gruesas usadas para determinados piensos
son, obviamente, capaces de generar más calor
y un tiempo más largo de compresión, que
ofrece un mejor producto a costa, posiblemente, de una
producción más reducida.
Durante los últimos cuatro
años, han llegado a Europa algunos nuevos equipos
americanos para mejorar los sistemas convencionales
de acondicionamiento. Uno de ellos es el Scott Minute
Mix 200, que es parecido a los acondicionadores en cascada
convencionales, pero que está diseñado
para retener la harina durante sesenta segundos en vez
del promedio de 10 segundos y que aseguran que consigue
altas temperaturas que sobrepasan los 93,33º C.
La última novedad es el llamado Extra-Tech Dual
Shaft Conditioner, acondicionador que, como su nombre
indica, es una unidad de doble eje con una serie de
zonas de mezcla con una longitud de mezclador más
larga que la media. Los dos ejes con paletas ajustables
realizan normalmente una buena operación de mezcla
y las unidades pueden adquirirse en diferentes tamaños
con capacidades adecuadas para la mayoría de
las prensas. Existen facilidades en la boca de entrada
de piensos para la introducción de líquidos
tales como melazas, grasa, aceite y agua. El vapor es
introducido a través de un largo colector con
salidas con válvulas múltiples debajo
del mezclador. Aseguran que, en determinadas condiciones,
los tiempos de retención son de hasta 5 minutos.
Una unidad especial que está
operando actualmente en Europa es la llamada BOA Compactor,
fabricada por PTN en Holanda. Se trata de una cámara
mezcladora tipo barril (o tambor) provista de paletas
a las que pasa la harina mezclada y medida y con puntos
de entrada para el vapor, las melazas y otros líquidos.
El eje único, que va provisto de una serie de
paletas, mezcla la harina con los líquidos y
la hace pasar a las cámaras de acondicionamiento
que hay al final de la máquina. La cámara
de acondicionamiento alberga tres cilindros de prensado
convencionales y ajustables, pero, en vez de una
matriz
de anillo estándar, hay dos anillos de rozamiento
y la compresión del producto tiene lugar en un
portillo en forma de V que hay entre los dos anillos.
Un anillo va fijo a la caja del mezclador mientras que
el otro es móvil, lo que permite establecer variaciones
en el portillo entre los dos anillos. El ajuste se controla
por medio de tres cilindros hidráulicos. Después
de la extrusión a través del portillo
en forma de V, los pedazos mezclados, acondicionados
y compactados son descargados directamente en una prensa
convencional para la granulación final. Aseguran
que la unidad consigue una buena inclusión de
melazas y un acondicionamiento a alta temperatura.
El principal cambio que se ha producido
en los últimos cinco años a partir de
los sistemas convencionales de acondicionamiento de
media y larga duración es el aumento gradual
del número de fábricas que han instalado
expanders.
Las unidades que se utilizan actualmente
en el Europa están fabricadas por Universal Milling
Technology, Amandus Kahl y Buhler. Estos expanders han
demostrado ser muy útiles en aquellas fábricas
que necesitan un acondicionamiento de corta duración
y alta temperatura. Para que resulten realmente económicos
y evitar los problemas y dificultades que se plantearon
en las primeras instalaciones, es fundamental que se
instalen y controlen siguiendo fielmente las especificaciones
de los fabricantes.
El principio general del proceso consiste
en usar un gran acondicionador en cascada o mezclador
de melazas en el que el vapor y las melazas son inyectados
en la harina seca. Después de esto, la mezcla
caliente, humedecida y melazada es pasada directamente
a la sección de piensos del expander. Es entonces
sometida a una altísima presión mecánica
y a una inclusión adicional de vapor en el tambor
si es preciso, a medida que es empujada a lo largo de
varias secciones especiales de paletas rascadoras. Hay
una serie de pernios interruptores de acero templado
dispuestos en el tambor que dificultan el flujo de la
harina, causando de este modo una alta fricción
y generación de calor. La salida del tambor está
provista de un cono ajustable por medio del cual la
presión de la harina en el tambor puede controlarse
con exactitud simplemente aumentando o reduciendo la
distancia entre la cara del cono y la salida del tambor.
Cuando la harina compactada sale del tambor se expande
de repente y la humedad añadida al producto se
evapora en gran medida por evaporación por vacío.
En este punto se produce una repentina bajada de la
temperatura del producto de hasta un 45%. Las temperaturas
del producto antes de su impulsión exterior llegaron
a alcanzar 170º C y unas presiones previas a su salida
de 6,9 bar.
Dependiendo de las materias primas
usadas, el producto expandido puede tener físicamente
una apariencia de masa dura y compacta, de copos gruesos
o de grandes grumos. Después de su salida al
exterior, el producto pasa a través de unas cuchillas
especiales que lo reducen a un tamaño uniforme
y razonable antes de entrar en la prensa para su granulación
y enfriamiento definitivos. La unidad puede usarse para
la fabricación de harina gruesa para alimento
avícola, en la cual el producto expandido va
directamente, sin pasar por la prensa de granulación,
al enfriador, desde el cual pasa por un desmenuzador
estándar y es encaminado a unas tolvas de harina
a granel.
He aquí algunas de las ventajas
que se asegura que ofrece el uso de unos sistemas de
expanders correctamente instalados:
• Mayor uso de melazas con unos niveles
de inclusión de hasta el 20% si así lo
exige el ordenador de formulación.
• Eliminación de las restricciones de fórmulas
de materias primas.
• Aumento de hasta un 50% en la capacidad de la prensa
de granulación.
• Mejora de la calidad física de los gránulos.
• Eliminación del uso de aglomerantes.
• Producción de alimentos libres de bacterias,
como la salmonella.
• Importante reducción de la producción
de finos y menores emisiones de polvo por movimiento
de productos.
• Posible alto nivel de inclusión de grasa sin
necesidad de pulverizarla.
• Necesidad de unas matrices con especificaciones mucho
más bajas con menores costos y una vida de las
matrices más larga.
• Posible producción de gránulos sin necesidad
de granulación.
• Reducción de consumo de KW por tonelada de piensos
granulados.
Lo que hace que este tipo de acondicionamiento
de corta duración sea más práctico
y conveniente para el usuario que las antiguas unidades,
es que los sistemas desarrollados de control hacen el
arranque y el funcionamiento operativo relativamente
más sencillos. La mezcla completa y el tiempo
de acondicionamiento se sitúa en torno a los
15 segundos y, de este modo, la respuesta a cualquier
problema que surja en la prensa es muy rápida.
El desarrollo de diferentes sistemas
de acondicionamiento para la fabricación de piensos
compuestos durante los últimos veinte años
se ha debido fundamentalmente al tipo de materias primas
disponibles y a la necesidad de fabricar unos productos
carentes de contaminación microbiana. Ha sido
éste un período difícil para los
fabricantes de piensos y, con la posibilidad de regresar
al uso de cereales más directos, menos complejos,
en un futuro próximo, la fabricación de
piensos granulados será, en cierta medida, menos
difícil. Sin embargo, los últimos sistemas
de acondicionamiento han demostrado que se pueden fabricar
buenos productos granulados incluso a partir de las
materias primas más difíciles y, cuando
a esto se añade un método sencillo de
adición de melazas, grasas y aceites, habría
que considerar muy seriamente los nuevos sistemas mejorados.
Estos demostrarán, sin ningún género
de dudas, ser más económicos de operar
y proporcionarán una mayor flexibilidad con unas
formulaciones de bajo costo.
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