10 jul, 2017
por Daniel Geraldes
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Extrusoras rosca simples x rosca dupla

A chegada das extrusoras nas linhas de produção mudou significativamente o mercado de nutrição animal e a evolução destes equipamentos continua impactando positivamente e, com versatilidade, o setor.

 

Primeiro foram as extrusoras de rosca simples que trouxeram às fábricas de rações (e até hoje são as mais utilizadas pelo segmento) facilidades como: processamento e manutenção simples; versatilidade de texturas e formas; possibilidade de utilizar diferentes matérias-primas; economia já que a operação apresenta um custo efetivo mais baixo; além de conferir aos alimentos melhor digestibilidade, entre outros aspectos. Anos depois, a crescente demanda por instalações de maior capacidade e a necessidade de produzir alimentos em formatos complexos e composições mais sofisticadas levaram ao surgimento das extrusoras de rosca dupla.

 

O diretor da indústria Promep, Rogério Alberto Franco, explica que a diferença básica entre as extrusoras de rosca simples e dupla está na forma construtiva. Enquanto a primeira tem apenas um eixo, com vários segmentos de rosca montados sobre o mesmo, a segunda tem dois eixos paralelos, com segmentos de rosca montados sobre os mesmos. No caso de duplo eixo, os segmentos de rosca se “engrenam” entre si, fazendo com que o equipamento se assemelhe a uma bomba de deslocamento positivo, garantindo o fluxo do material em processamento em direção ao dispositivo de formatação na saída da extrusora. “As potências dos motores de acionamento são bastante diferentes, sendo que para uma mesma potência, a capacidade de produção de uma extrusora de rosca simples é muito maior do que uma de rosca dupla.”

Sobre o conceito de extrusão, Jeferson de Oliveira, gerente comercial da Tecnal esclarece que há dois tipos: camisas roscadas e parafusos. A primeira gera retenção do material por meio das roscas nas camisas, contribuindo com a parcela de atrito para o processo de extrusão; enquanto a segunda utiliza camisas lisas e gera retenção do material por meio dos parafusos raspadores, criando assim o atrito que contribui para o processo de extrusão. “Em síntese, quando falamos de “conceito de extrusão” nos referimos ao meio utilizado para o processo, que depende do projeto de cada fabricante, de acordo com as suas particularidades que visam facilidades na manutenção, durabilidade, design e conceito. Juntos, esses aspectos entregam para o cliente os atributos necessários, tais como, energia térmica e mecânica, tempo de residência, potência (kw/ton), entre outros necessários para uma extrusão de qualidade”, esclarece Jeferson.

 

“Nos últimos anos houve avanços tecnológicos significativos nas extrusoras de rosca simples que a tornaram muito mais flexíveis. Podemos citar, por exemplo, o controle de velocidade do eixo, os sistemas de controle por computador, avanços na tecnologia de confecção de matrizes e novos designs na confecção das roscas e camisas. Ou seja, as diferenças entre as extrusoras de rosca simples e dupla diminuiram consideravelmente, porém, a opção pela extrusora de rosca dupla continua sendo indicada em processos mais exijentes, quando a receita, por exemplo, tem níveis elevados de gordura interna (acima de 17%) e de carne fresca (acima de 35%), quando requer maior flexibilidade de ingredientes, quando o produto necessita ter tamanho e formato bem uniformes (linha super premium) ou quando há necessidade de diâmetros menores do que 2mm”, exemplifica Eduwaldo B. Jordão, technical sales engineer, da divisão aqua feed da Wenger do Brasil.

O conceito de extrusão por parafusos

As extrusoras produzidas pela Tecnal utilizam o conceito de parafusos para os tratamentos de pressão e calor, assim como acontece com as suas expanders, que são usadas para extrair o óleo da soja – porém para as extrusoras, os projetos são distintos, visando a aplicação em rações para animais de estimação, com isso, as dimensões, potência (kw/ton), sistema de resfriamento, conjunto de matriz para formatação/corte e a quantidade de parafusos são específicos. “Além desse conceito de extrusão por parafusos, em 2015 começamos a investir em um novo projeto com camisas roscadas, passando a oferecer os dois conceitos de extrusão. Este projeto chegou com novidades na forma construtiva e materiais, com a proposta de maior eficiência e de facilitar a substituição das peças de desgaste. Também foi empregado um novo sistema de formatação denominado MAP – Matriz de Alta Performance – que, além de maior durabilidade, garante a homogeneidade dos formatos e ótimo rendimento em ton/h”, cita o gerente da Tecnal, acrescentando que a empresa também segue investindo em desenvolvimento de automação e controles. Os processos são completamente otimizados, disponibilizando informações, controles dos processos e relatórios de consumo, além do status das máquinas e tudo em tempo real e na tela do computador.

Os aspectos que irão definir o tipo de extrusora a ser utilizada

O executivo da Promep Rogério, reforça a informação de que as extrusoras de rosca dupla possibilitam atingir um fluxo de material bastante uniforme, mesmo com produtos com elevado teor de gordura, enquanto as extrusoras de rosca simples apresentam restrições nesses casos, porque ocorre o “deslizamento” interno do produto gorduroso. De modo geral, pela capacidade, montante a ser investido e pelo maior custo operacional, as extrusoras de rosca dupla são indicadas para a fabricação de snacks e produtos cuja formulação dificulte a utilização das máquinas de rosca simples.

As extrusoras de dupla rosca foram introduzidas no segmento de nutrição animal há algumas décadas com a finalidade de proporcionar flexibilidade na produção uma vez que surgiam no mercado diferentes tipos de matérias-primas, além disso, as formulações ganharam maiores teores de proteínas e gorduras.

Extrusoras rosca simples

O carro-chefe da indústria Manzoni são as extrusoras rosa simples com capacidades que variam de 250 kg/h até 10.000 kg/h. O diretor comercial, Luciano Manzoni, pontua as características encontradas nos equipamentos, tais como, a estabilidade que contribui para manter um padrão contínuo de extrusão, uma produção uniforme, padronizada e com ferramentas como o cadastramento das receitas a serem produzidas; facilidades na operação e uma ótima relação de kw/tonelada produzida, gerando redução dos custos fabris, sem comprometer a qualidade final do alimento. “Temos investido na completa automação das extrusoras. A partida e a parada, por exemplo, são automáticas, assim como o controle e o ajuste da densidade da ração, sem a necessidade de parar o equipamento e tudo acontece em tempo real (on-line). Além disso, a utilização dos sensores em conjunto com os softwares supervisórios contribui para controlar as temperaturas dos equipamentos e das peças e os seus respectivos desgastes, controlar também o nível de água e gerar relatórios com informações de produção, horas trabalhadas e do operador. São dados imprescindíveis e que auxiliam na manutenção e consequente redução de custos de produção”, afirma Luciano.

 

Em seu portfólio, a Promep também oferece extrusoras de rosca simples com capacidades entre 1 e 15 toneladas por hora. Uma característica importante destacada pelo fabricante é o sistema de controle de expansão dos produtos extrusados, permitindo ajustar a densidade dos produtos durante o processo, sem a necessidade de interromper a operação da máquina. “O nível de ajustes e tolerâncias dos componentes das nossas extrusoras possibilitam obter produtos com densidade a partir de valores como 320 gramas por litro, com ampla margem de operação. No último ano, além do sistema de controle de expansão, a Promep desenvolveu processos de automação na operação de suas extrusoras que tornam mais controláveis as condições de ajuste e de reprodutibilidade no processo de extrusão”, explica Rogério.


Extrusoras rosca dupla

Para atender uma demanda que aponta para a produção de alimentos Premium, que aliam a função nutricional com outras propriedades orientadas à saúde do animal, o fabricante Clextral do Brasil – que conta com 4 plantas pilotos no mundo para desenvolver, junto com os clientes, novos produtos – aposta em equipamentos flexíveis e adaptáveis como as suas extrusoras de rosca dupla. “Uma das principais vantagens deste equipamento é a alta capacidade de mistura, possibilitando o processamento de receitas com elevadas quantidades de gordura e umidade ou com muita proteína, ao mesmo tempo que limita o efeito das variações das matérias-primas. Essa capacidade de mistura é similar a de um reator de fluxo pistão, conferindo excelente homogeneidade na massa processada, assegurando que todas as partículas recebam, por exemplo, a mesma temperatura e cisalhamento durante o processo de extrusão”, declara Ludovic Lacau, gerente geral da Clextral do Brasil, destacando outros diferenciais presentes em suas extrusoras de rosca dupla, como a Evolum + que possui sistemas como de controle de temperatura (ATC – Advance Thermal Control ou Controle Térmico Avançado) de abertura do barril e procedimentos de arranque/parada automáticos, possibilitando um aumento de produtividade superior a 40 % com redução dos custos operacionais.

 

Ludovic lembra que as extrusoras de rosca dupla Clextral contam com uma ampla gama de equipamentos periféricos, que desempenham importantes funções no processo de extrusão, como as matrizes que dão aos alimentos a forma e o tamanho desejados, a estrutura específica, também possibilitam a coloração dos alimentos por meio do kit de bicoloração, entre outras funções.

Um aspecto bastante importante nas extrusoras TSE, da Clextral, é que elas foram concebidas visando uma fácil higienização e a manutenção preventiva. Neste sentido há, por exemplo, a abertura completa do barril/canhão e um novo chassi. Este mesmo conceito de ‘design higiênico’ pode ser observado nos equipamentos auxiliares, como no Pré-acondicionador+, que conta ainda com o dispositivo AFC – Advance Filling Control, Controle de Preenchimento Avançado, oferecendo uma melhor taxa de preenchimento do dispositivo com maior tempo de residência.

 

Ao levar alta tecnologia para as suas máquinas, a Clextral também está atenta em transmitir conhecimento aos seus clientes, oferecendo o suporte adequado para que os equipamentos sejam operados adequadamente e que toda a tecnologia empregada seja realmente utilizada. “Acreditamos que o serviço prestado deve ser completo e próximo do cliente, por isto, a Clextral tem 12 filiais espalhadas pelo mundo, uma delas em Curitiba, no Paraná, assegurando total apoio de pós-venda”, afirma Ludovic.

Quem também disponibiliza modelos de extrusoras de rosca dupla é a Ferraz Máquinas e Engenharia, que traz ainda em seu portfólio opções em extrusoras de rosca simples. “Somos o único fabricante nacional a desenvolver as extrusoras de rosca dupla. Há três versões, com destaque para a E-125D, que entrou em funcionamento em 2016 e é o maior equipamento de rosca dupla em nosso portfólio. Também destacamos o início do funcionamento do sistema de adição de óleos e palatabilizantes em ambiente de vácuo. Já tínhamos vários recobridores trabalhando, porém nenhum com vácuo e os resultados têm sido bastante animadores”, contabiliza José Luiz Ferraz, executivo da Ferraz Máquinas e Engenharia.

 

O fabricante afirma que com os anos vem procurando modificar alguns itens que compõem o conjunto extrusor a fim de aumentar a eficácia do equipamento, porém, suas maiores preocupações estão relacionadas às melhorias no consumo de energia e na automação do processo de extrusão. “Neste sentido, no ano de 2016 começamos a produzir extrusoras que possibilitam a automação das variáveis que compõem o processo, como por exemplo, a adição de água, de vapor, do fluxo de entrada de farinha, do controle de temperatura e de produção. O objetivo é eliminar na medida do possível a interferência humana no processo, fornecer informações úteis on-line e conseguir um nível melhor de padronização do produto”, explica José Luiz.

 

Opção térmica

A Wenger desenvolveu a extrusora rosca dupla térmica. Segundo o fabricante, o equipamento é indicado quando as fórmulas têm até 12% de gordura, possuem altos níveis de adição de carne (>50%) ou de outros subprodutos, utilizam uma grande variedade de ingredientes, necessitam de cozimento com baixo cisalhamento (mais energia térmica) e quando se deseja manter controle sobre os custos de produção (por exemplo, menos gastos com energia elétrica, já que é possível escolher entre usar mais a energia mecânica ou a térmica). “Esta extrusora tem se mostrado excelente para a produção de treats, biscoitos e produtos com elevada complexidade de processo. A extrusora dupla térmica apresenta como características, o pré-condicionador de alta intensidade de mistura (HIP – Hight Intensity Preconditioner) – indicado para situações onde ocorrem adições elevadas de carne/líquidos. Cada eixo é controlado por um VFD e, portanto, tem velocidade e sentido de rotação independentes, proporcionando enorme gama de combinações, adicionando vantagens a praticamente todos os tipos de receitas; perfil construtivo com comprimento do canhão na proporção de 25 L/D; rosca com perfil único; alta capacidade de injeção de vapor no canhão (ate 12%), utilização de BPV e MBV e por fazer maior uso da energia térmica há uma menor degradação dos níveis de vitaminas durante a extrusão. Outra grande vantagem está no seu cozimento ser mais natural em virtude do uso desta energia térmica, permitindo o desenvolvimento de novos produtos, com a melhora significativa na aparência e menor custo com o desgaste de peças por ter menor atrito”, afirma Eduwaldo.

 O engenheiro da Wenger esclarece que para atender as necessidades dos clientes há muita conversa antes da venda. “Não temos produto de prateleira. Nossas extrusoras são feitas de acordo com a necessidade para cada aplicação.”

A automatização é parte intrínseca dos sistemas de extrusão da Wenger. O fabricante entende que para manter o processo sob controle, a automação é necessária. Desta maneira, os clientes sabem, em tempo real, exatamente o que está acontecendo e poderão manter arquivadas estas informações. “Isto permite total controle sobre o processo e a identificação do que aconteceu em cada instante, permitindo a repetibilidade, ou seja, fazer o mesmo produto sempre da mesma forma, tornando a extrusão mais um processo científico e menos empírico. O operador não pode ser como um “chefe de cozinha” que decide como vai fazer cada prato que prepara. Aqui é preciso trabalhar dentro de parâmetros predeterminados, que buscam a melhor produtividade sem afetar a qualidade do produto final”, considera Eduwaldo, que enaltece o suporte pós-venda oferecido aos clientes, seja na manutenção preventiva ou corretiva das extrusoras, no treinamento e suporte das formulações, nos testes em seu centro técnico ou em outras necessidades dos clientes. “Temos um centro técnico equipado com diversos modelos de extrusoras onde é possível testar novas matérias-primas e formulações, sem que os clientes precisem parar sua linha de produção para realizar tais testes. O custo para realizar esses testes é muito inferior ao custo de uma fábrica parada. Não posso também deixar de mencionar nossa expertise na confecção das matrizes, que não se restringe somente à confecção, mas todo um estudo de como conseguir o produto dentro das suas especificações e na melhor vazão possível”, declara o executivo da Wenger.

 

As soluções para o segmento de aquicultura

 Não restam dúvidas de que a aquicultura tornou-se fundamental para aportar proteínas animais na alimentação humana e o Brasil, assim como já acontece no setor cárnico, tem um grande potencial de se tornar um dos maiores produtores. Com o crescimento deste mercado, as oportunidades para atendê-lo são alavancadas, levando a indústria de extrusoras a desenvolver equipamentos que cumpram as exigências deste setor.

Para o fabricante Manzoni, por exemplo, a aquicultura tem uma grande representatividade em seus negócios e é atendida por meio da sua linha MEX, produzindo rações para todo o processo de crescimento dos peixes, desde os alevinos com pellet a partir de Ø1,0mm até os produtos de engorda (Ø14 a 22mm).

A empresa Ferraz também atua de forma bastante intensiva no setor. “Para este mercado tivemos a preocupação de fornecer equipamentos de menor porte que possibilitassem a produção dos microextrusados. Além das extrusoras, disponibilizamos as demais peças que compõem a linha  necessária para a produção dos alimentos, tais como: recobridor com sistema de vácuo que possibilita uma maior adição de gordura na alimentação de peixes carnívoros e em espécies cultivadas em países com clima frio; secadores; resfriadores; moinhos, entre outros equipamentos”, destaca José Luiz.

 

Atendendo mundialmente este mercado, com filiais na Ásia, Escandinávia e Chile, regiões em que a aquicultura se destaca, a Clextral disponibiliza extrusoras de dupla rosca que, de acordo com o fabricante, possibilitam uma perfeita homogeneidade na densidade dos pellets, respeitando cada necessidade – certos alimentos devem, por exemplo, flutuar, outros afundar devagar e alguns ainda precisam ficar vários dias no fundo da água; também contribuem para uma perfeita gelatinização do amido a fim de obter a devida estrutura, entre outras funções, que implicam em tecnologias específicas e sofisticadas.

Atendendo o setor com soluções cada vez mais eficientes e versáteis, buscando sempre qualidade, versatilidade e redução de custos de produção, a Andritz tem opções de extrusora de rosca simples de 4 a 25 ton/h com opção de utilização dos sistemas Flex-Tex, ECS e automação que permitem a produção em um mesmo equipamento de rações para peixes e/ou camarões, com opção de controle da expansão, densidade e automação completa para uma menor interferência humana no processo.

Já a Wenger trabalha praticamente com as mesmas extrusora usadas para produzir os alimentos pet food, porém com configurações voltadas para as matérias-primas usadas em aqua feed e atendendo particularidades como alimentos menores que 2mm e para camarão. A extrusora Aquaflex que permite a fabricação de alimentos de 0,6mm a 2 mm, numa vazão de 8 a 10 ton/h é um exemplo. Trata-se de uma extrusora de rosca dupla, perfil de canhão com 21.8: 1 L/D e motores de 300 cv (225 kW) a 600 cv (450 kW), com VFD, sistema de parada usando óleo para facilitar a limpeza da matriz, montagem com duas matrizes e condicionador de alto cisalhamento HSC (Hight Shear Conditioner) – indicado para alimentos aquáticos flutuantes com baixo/alto teor de gordura, ricos em fibras, para camarão e microalimentos (0,5 mm – 1,2 mm) -, tendo como vantagens o aumento da mistura distributiva resultando em coeficiente de variação muito baixo (menos de 2,5%) e aumento dos níveis de gelatinização de amido para 35% – 45%, característica esta que é importante para formulações aquáticas com muita fibra em sua composição, melhorando o processo de extrusão e a uniformidade do produto, além do seu design permitir trabalhar com menos vapor e temperaturas de descarga maior. “O segmento de aquicultura tem uma enorme importância para os negócios da Wenger, tanto que a sua divisão Aqua Feed tem crescido muito rapidamente e em mais dois ou três anos a previsão é de que esteja faturando mais que a divisão de animais de companhia”, prevê Eduwaldo.

PUBLICAÇÃO EXCLUSIVA REVISTA PET FOOD – EDIÇÃO MARÇO/ABRIL 2017

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