6 nov, 2018
por Daniel Geraldes
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Pré Condicionamento: Fator Primordial

O  PRÉ CONDICIONAMENTO : FATOR  PRIMORDIAL PARA UMA EXTRUSÃO EFICAZ.

O cozimento adequado possibilita a obtenção da “plasticidade”  da mistura e o seu deslocamento no interior da Extrusora. Um dos resultados é o menor desgaste dos componentes do canhão da máquina, durante o processo de extrusão.          

Por: Antonio P. Rubega

Sabemos que a mistura de ingredientes que compõem uma receita de alimento para cães (aplica-se igualmente para alimentos destinados à alimentação de gatos) por si só, não apresenta o grau de digestibilidade que é necessária para o aproveitamento dos nutrientes pelos animais. Como parte significativa da mistura é proveniente de cereais e ingredientes vegetais, é necessário que esses nutrientes estejam disponíveis para serem aproveitados.

Na  produção de Pet Food, uma etapa importante do processo destinada à disponibilizar os nutrientes é de responsabilidade do Pré Condicionador. Esse equipamento é instalado imediatamente antes da Extrusora, e tem como objetivos na sua operação:

– adicionar umidade (através da adição de água e de vapor d’água) à mistura de ingredientes que será extrusada

– aumentar a temperatura da mistura (através da adição de vapor d’água).

– obter a perfeita dispersão da umidade adicionada através de uma efetiva movimentação do material no seu interior.

Na verdade, os reais objetivos são:

– modificar a estrutura do amido através da umidade e temperatura, tornando-o disponível como nutriente

 

– quebrar as cadeias longas da estrutura molecular de alguns ingredientes, tornando-as mais simples e de mais fácil absorção.

– deixar a mistura com uma estrutura mais “plástica”, de modo que possa deslocar-se no interior do canhão da Extrusora, pois seca, a receita de ingredientes não poderia ser deslocada ao longo da Extrusora e sofrer a ação mecânica que ali ocorre.

Vamos comentar em seguida, alguns aspectos importantes da ação do Pré Condicionador no processo de fabricação de Pet food, e alguns detalhes  que se observa comumente nas plantas e que podem ser significativamente melhorados.

– “Virtudes”  da operação eficiente do Pré Condicionador:

– a aplicação eficiente da umidade e temperatura à mistura, aliada a um produto moído com granulometria fina, proporciona um grau de gelatinização elevado, o que também se constitui em fator de elevado nível de digestibilidade do alimento pelos animais. É óbvio que o resultado ideal de gelatinização e quebra das cadeias moleculares longas tem que ser complementado pela ação mecânica que é aplicada no interior do canhão (por atrito e cisalhamento).

– o cozimento resultante possibilita a obtenção da “plasticidade”  da mistura e o seu deslocamento no interior da Extrusora. Um dos resultados é o menor desgaste dos componentes do canhão da ‘máquina durante o processo de extrusão, aumentando a sua vida útil e diminuindo os tempos de parada para substituição de componentes.

– o melhor cozimento traz outras vantagens, como menor possibilidade de geração de pó ao longo das várias etapas do processamento subsequente. Esse fato é bastante visível em equipamentos como o Secador, onde deverá se verificar menor acúmulo de pó e finos. Ainda com relação ao processo de secagem, verifica-se maior rendimento no processo de retirada da umidade das partículas extrusadas no interior do Secador, possivelmente por motivos associados ao grau de cozimento ideal que pode ser obtido no Condicionador.

– o acabamento das partículas extrusadas melhora significativamente com o grau de cozimento adequado. Quando o acabamento da superfície das partículas é considerado pelo fabricante como fator de grande importância entre os requisitos de qualidade, o cozimento associado à moagem prévia finaproporciona esse resultado.

– a uniformidade das partículas (dimensões e grau de expansão) também é beneficiada pelo cozimento eficiente que o Pré Condicionador pode proporcionar. Fator associado à uniformidade das partículas é a operação estável da Extrusora, sem oscilações na carga do motor de acionamento.
 

 – E o que pode ser feito para conseguir esses resultados?

Existem vários tipos de condicionadores utilizados na preparação da mistura a ser extrusada. Os mais eficientes são os de duplo eixo, que podem ter as 2 câmaras com mesmo diâmetro e mesma rotação e os que possuem câmaras com diâmetros diferentes e cada eixo com rotação que pode ser controlada independentemente do outro.

Considerando apenas os condicionadores de eixo duplo, os resultados de cozimento adequado podem ser obtidos se:

– a pressão de vapor adicionado estiver entre os níveis 1,5 e 2 bar. A condensação é mais efetiva e o vapor se incorpora mais facilmente à mistura. Com pressões maiores, o vapor tende a “atravessar”  a mistura e escapar por alguma abertura que cumpra o papel de “respiro”.

– se possível, a água adicionada deve estar a uma temperatura de até 85ºC. Não faz sentido adicionarmos água fria (ou à temperatura ambiente) em quantidades ao redor de 10% da vazão de material sólido quando queremos aquecer esse material. Com vapor e água quente, esse aquecimento será seguramente mais efetivo.

– a velocidade dos eixos do Condiconador também é fator importante. Às vezes acredita-se que reduzindo a velocidade de giro dos eixos consegue-se aumentar o tempo de residência do produto no interior do Condicionador, pois o material deveria deslocar-se mais lentamente em direção à saída. Mas ao se proceder dessa maneira, perde-se muito na eficiência da dispersão da umidade na mistura. As velocidades dos eixos são calculadas de modo a obter o máximo de homogeneidade nessa dispersão, sem formação de grumos úmidos e com a incorporação total do vapor ao material sólido.

– e já que mencionamos o tempo de residência, vamos tomar como exemplo os Condicionadores de duplo eixo com câmaras iguais. O Condicionador é uma máquina cujo investimento apresenta valores relevantes e o seu desempenho  tem que ser aproveitado  na sua totalidade. É frequente encontrarmos Condicionadores operando com biaxo volume ocupado, com o vapor “atravessando” a camada rasa de produto, baixo tempo de permanência no interior do equipamento e, como resultado final, resultar em um cozimento deficiente, com todas as consequências que analisamos  sobre a qualidade do produto.

Nos Condicionadores de duplo eixo e câmaras de diâmetros iguais, o ajuste do grau de “enchimento”  é obtido através do posicionamento da inclinação das pás do Condicionador. Esse ajuste pode necessitar até de ângulos de inclinação contrária ao deslocamento da mistura em direção à saída, justamente com o objetivo de manter o Condicionador cheio e proporcionar o tempo necessário para obter-se o cozimento adequado.

As fotos abaixo mostram diferentes graus de ocupação do volume do Condicionador, obtidos  através do ajuste do ângulo de inclinação das paletas.

Como resumo de tudo o que comentamos, podemos ver que o potencial de  obtenção  de  bons resultados  relativos  aos parâmetros de qualidade dos produtos é bastante significativo, ainda que abordando apenas a operação de um equipamento isolado, no caso o Condicionador.

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Antonio P. Rubega é engenheiro mecânico formado pela UNICAMP e diretor da PROMEP – Com. de Máq. e Equipamentos

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