El Peletizado es un Arte

La peletización de alimento balanceado ejerce un efecto dramático en el desempeño de los animales, pero el costo de este procesamiento, que demanda equipos complejos, energía y capital, eleva el costo del alimento.

Escribe: Ing. Gustavo G.Draghi R.

El peletizado es un proceso bastante caro en términos tanto de capital como costos variables, pero el gasto generalmente se justifica por el mejoramiento de las utilidades de la planta, así como del desempeño animal.

El peletizado ha sido —y continúa siendo— una técnica de procesamiento que goza de gran popularidad en la fabricación de alimentos balanceados. Básicamente, el peletizado convierte una mezcla de ingredientes finamente molidos en aglomerados (pélets) densos de libre flujo.

La formación del pélet, en realidad, sucede en el punto en donde están por entrar en contacto los rodillos y el dado (o matriz) de salida. Todas las otras actividades relacionadas con la operación, tales como el acondicionamiento, enfriamiento, etc, realmente dan apoyo y aumentan la acción en ese punto del sistema. Para poder entender el proceso y estar en posición de tomar decisiones inteligentes para mejorar la producción, calidad o apariencia, debe uno tener un conocimiento a fondo de lo que pasa en el punto de contacto.

El proceso de peletización se define como el moldeado de una masa de pequeñas partículas (alimento en harina) en partículas más grandes o pélets, mediante procedimientos mecánicos, presión, calor y humedad (Falk, 1985).

La formación del pélet ocurre en el punto donde entran en contacto los rodillos y el dado o matriz de salida. Todas las demás actividades, tales como acondicionamiento, enfriamiento, etc, dan apoyo al punto de contacto (Behnke, 2010).

Históricamente las investigaciones se han concentrado en determinar los beneficios de utilizar pélets versus alimentos en forma de harina.

La peletización de alimento balanceado ejerce un efecto dramático en el desempeño de los animales. El costo de este procesamiento que demanda equipos complejos, energía (aves 10 – 15 kwh /ton/h) y capital, eleva el costo del alimento peletizado alrededor de un 2% (Meinerz, 2001).

Ventajas del alimento peletizado

Mejora el desempeño de los animales.
Disminuye el desperdicio de alimento.
Reduce la selección del alimento.
Mejora la densidad del alimento.
Mejora el manejo del alimento.
Destruye organismo patógenos.
Mejora la conversión alimenticia.
Menor tiempo y energía durante el consumo.
Modificación térmica del almidón y proteína.
Mejora la palatabilidad y digestibilidad del alimento.
Mejora la presentación del alimento.

El pélet mejora el crecimiento y la conversión alimenticia de los animales (Behnke, 1994). Dependiendo de las características físicas del alimento balanceado, se usa para la compresión una proporción mayor o menos del trabajo hecho por la peletizadora.

También resulta importante el uso de ligantes de modo que nos permitan mejorar y facilitar el trabajo. Por ejemplo, si la fórmula contiene un nivel alto de ingredientes fibrosos como bagazo, salvado o alfalfa molida, la peletizadora va a gastar una gran cantidad de energía sencillamente comprimiendo la harina a la densidad del pélet consiguiente. Por el contrario, para un alimento relativamente denso como uno alto en granos y harina de soya, la peletizadora va a gastar menos cantidad de energía para la compresión y una mayor cantidad para la producción.

El principal propósito del rodillo es el de proporcionar fuerza sobre la harina para densificar al alimento y hacer que fluya hacia el dado de salida. El espacio entre el rodillo y el dado de salida, las características de la superficie del rodillo y las propiedades físicas de la harina, tomando en cuenta el uso de un ligante, determinan cuán grande podría ser esta posible fuerza.

El dado de salida proporciona, no sólo el diámetro final del pélet, sino la fuerza de resistencia sobre el alimento, la cual tiene una influencia directa sobre la tasa de producción y la calidad del pélet. Estas dos fuerzas (rodillo y dado de salida) son opuestas una a la otra, pero deben trabajar juntas para proporcionar pélets de calidad a una tasa aceptable de producción. La fuerza generada por el rodillo debe ser mayor que la fuerza de resistencia proporcionada por el dado de salida, de otra manera, la producción sería cero.

La calidad del pélet se puede mejorar con un ligante y equiparar a la capacidad de los pélets de resistir el manejo repetido sin rompimiento excesivo o generación de finos. Hay materias primas de alimentos balanceados que se peletizan bien y producen un pélet durable y otras que no. Es en esta segunda opción en donde se justifica el uso de ligantes, principalmente, a base de gomas.

El desempeño de la peletizadora puede verse afectado de manera importante por las formas físicas y químicas de las fuentes de calcio y fósforo que se usan en la fórmula. Ésto se menciona no para alentar o desalentar el uso de alguna fuente ligante de pélet, o fuente mineral o de cualquier otro ingrediente, cuya decisión es del nutriólogo, sino para indicar que esas fuentes e ingredientes pueden afectar la calidad y tasa de producción del pélet, los cuales se deben considerar en la búsqueda de una mejor calidad del pélet.

Tamaño de partícula

El tamaño de partícula óptimo para los mejores resultados de peletización ha sido materia de controversia casi desde que se empezaron a peletizar los alimentos. Young (1960) no encontró diferencias significativas en la durabilidad del pélet cuando experimentó con alimentos que contenían 40, 60 y 70% de maíz o sorgo molidos, cuando dichas porciones de granos se molieron gruesas, medianas o finas.

Martin (1984) comparó las eficiencias y durabilidades del peletizado de un molino de martillos y uno de rodillos al moler la porción de maíz (59.5%) de un alimento peletizado. No encontró ninguna diferencia (P<0.05) entre los diversos tratamientos. El tamaño de partícula promedio de maíz molido en molino de martillos (mallas de 3.2 mm y 6.4 mm) abarcó de 595 a 876 micrones, mientras que en el molido en molino de rodillos (fino y grueso) comprendió entre 916 a 1460 micrones.

Stevens (1987) realizó experimentos similares en los que se usó el maíz amarillo número 2, como la porción de granos de una fórmula típica de cerdos.

El maíz se molió con un molino de martillos a través de tres tamaños de malla: 1/16″ (1.6 mm) (fina), 1/8″ (3.2 mm) (mediana) y 1/4″ (6.4 mm) (gruesa). Luego midió el efecto del tamaño de partícula de granos molidos sobre la tasa de producción de peletizado, eficiencia eléctrica y durabilidad del pélet. No hubo diferencias significativas (P<0.05) en la tasa de producción de peletizado o de valores IDP de diferentes tamaños de partícula de maíz mezclado en un alimento porcino, aunque la electricidad total requerida para moler el maíz y peletizar la harina fue significativamente mayor para el maíz molido fino. Cuando en la porción de granos del alimento porcino se usó trigo molido, las tasas de producción de pélets y los IDP mejoraron conforme el grano se molió más fino, pero el trigo molido más fino también necesitó de una cantidad sustancialmente mayor de energía eléctrica.

Aunque las investigaciones citadas pudieran parecer que dan resultados contradictorios, hay pruebas abrumadoras de que el tamaño de partícula promedio de la porción de granos molidos de un alimento o del alimento total (harina) afecta el proceso de peletización, ya sea la producción o la calidad del pélet. Los efectos sencillamente no son los mismos bajos todas las condiciones o para todos los alimentos. Los operadores deber realizar sus propias investigaciones bajo sus propias condiciones operativas y en los alimentos que producen. Young (1960), Martin (1984) y Stevens (1987), dan resultados contradictorios, hay prueba de que el tamaño de las partículas afecta la tasa de producción y la calidad el pélet. Los operadores deben realizar sus propias investigaciones con el alimento que producen. En una dieta maíz-soya, una granulometría de 650-700 micrones es aceptable.

Es común que alguna parte de la mezcla de productos de la planta sea en harina y que la molienda más fina de los granos en un sistema de premolienda o de toda la mezcla en un sistema posterior de molienda cause problemas de manejo en esos alimentos en harina. Hay dos soluciones a ese dilema: ya sea, proporcionar dos silos de grano molido por encima del sistema de mezclado o encontrar un grado de molienda (tamaño de partícula) en medio que produzca la mejor calidad del pélet y siga brindando la capacidad de flujo o ángulo de deslizamiento que se necesita en los alimentos en harina.

La primera opción es, desde luego, la mejor, pero quizá no sea factible, o sea demasiado cara, en una situación dada de sistema de molienda y mezclado. Muela tan fino como se deba para la mejor calidad del pélet en la planta y con los propios alimentos, pero no muela de más. Eso es un desperdicio de energía, reduce las tasas de producción, se añade al costo de fabricación y pueden incluso hacer más daño que beneficio al animal que lo va a consumir. Añada un ligante de preferencia a base de gomas si desea reducir costos excesivos en energía.

Acondicionamiento de la harina

Muchos investigadores y profesionales han probado una y otra vez que la durabilidad del pélet y la eficiencia del peletizado puede mejorarse sustancialmente mediante el acondicionamiento adecuado de la harina con vapor. El vapor saca a la superficie de las partículas de la harina del pélet los aceites naturales más comunes en la mayoría de los granos que proporcionan lubricación al dado de salida de los pélets, lo que reduce el desgaste del dado mismo y del ensamblaje de rodillos, y aumenta las tasas de producción (Behnke, 1990).

En algunos casos, desde el punto de vista de la durabilidad del pélet el acondicionamiento completo puede ser contraproducente. Si el material se desliza por el dado de salida demasiado fácilmente, se reduce el tiempo de residencia en el orificio del dado, lo que causa que el pélet sea menos durable, además de que se puede reducir la gelatinización del almidón causada por el calor y fricción en el mismo. Stevens (1987) realizó amplias investigaciones sobre el fenómeno de la gelatinización del almidón durante el proceso de peletización del alimento al peletizar maíz molido en molino de martillos y pasado por una malla de 1/8″. Como control se usó maíz molido antes de la peletización.

En tabla 3 se muestran los resultados de la gelatinización medidos en las muestras tomadas inmediatamente después del dado de salida. Hubo una correlación negativa entre la temperatura de la harina acondicionada y el grado de gelatinización. Conforme aumentaba la temperatura de la harina acondicionada, disminuía el grado de gelatinización. El alto grado de gelatinización que se dio en la porción externa del pélet a una temperatura de acondicionamiento de 23°C indicó que el calor y el corte mecánico junto a la superficie del orificio del dado de salida causó una porción sustancial de gelatinización en todas las temperaturas, pero especialmente, cuando hubo mayores diferenciales de temperatura entre la harina acondicionada y el pélet. Existe una relación entre esa diferencia de temperatura y el grado de gelatinización que se observa. Conforme disminuyó el diferencial de temperatura, disminuyó también el grado de gelatinización.

Stevens indicó que la temperatura de acondicionamiento de 80°C fue la adecuada para gelatinizar el almidón de maíz; sin embargo, el tiempo en el acondicionador de la peletizadora a esa temperatura probablemente no fue adecuado para una cantidad sustancial de gelatinización. Parecería de esas investigaciones, que la mayor parte de la gelatinización del almidón sucedió conforme el alimento pasaba por el dado de salida. La temperatura del acondicionamiento de la harina ha sido por mucho tiempo un criterio de la peletización y una indicación de un acondicionamiento esmerado, que puede o no ser un indicador totalmente viable ya que el tiempo a una temperatura dada de la harina va a afectar el grado de gelatinización, y desde luego va a afectar la capacidad de peletizar de una harina.

Calidad del vapor

A veces coexisten vapor y agua, la calidad del vapor es el porcentaje de vapor que está en la fase y se calcula como la masa de vapor dividida entre la masa de vapor + agua, multiplicado por 100 (Stultz y Kito, 1992). Si el vapor que entra en el acondicionador tiene calidad y contenido de energía adecuada, el acondicionamiento es óptimo, produciendo excelentes pélets.

Especificaciones del dado

Behnke (1990) estudió el efecto del grosor efectivo del dado de salida sobre la longitud (L) y la durabilidad del pélet en sus experimentos dados a conocer a principios de este trabajo. Sus resultados claramente indican que las durabilidades se mejoraron de manera significativa con el uso de un dado más grueso, sin embargo, las tasas de producción se redujeron significativamente.

Calidad del pélet

La calidad del pélet afecta el crecimiento y desempeño de las aves. De acuerdo a Reimer (1992), la calidad del pélet es proporcionalmente dependiente de los siguientes factores:

40% de la formulación de la dieta.
20% del tamaño de las partículas.
20% del acondicionamiento.
15% de las especificaciones de la dieta.
5% del enfriamiento y secado del pélet.

Si esto es correcto un 60% de los factores que afectan la calidad del pélet son determinados antes del acondicionamiento e incrementan a un 80% posteriormente (Behnke, 2008).

La calidad del pélet es la durabilidad e integridad física del alimento peletizado durante el manejo y transporte desde la fábrica hasta la granja con una generación mínima de fino y rotura del pélet. Utilizar ligantes siempre es una muy buena herramienta capas de permitir pélet de mejor calidad. El uso de ligantes a base de gomas hoy en día resulta una muy buena alternativa para mejorar la calidad del pélet; la cual se mide mediante el Índice de Durabilidad del Pélet (PDI, del inglés: Pellet Durability Index) que representa el pélet que sobrevive de una muestra de 500 gramos movida a 50 rpm en un Holmon Tester o Kahl Tester a una prueba de durabilidad (“standardized durability test”).

Con un PDI de 96% se obtiene un óptimo desempeño en las aves, en pollo de engorde un 80% es aceptable, aunque hay evidencia que un 25% a 30% de finos no afecta el desempeño significativamente (Summer, 2008).

Las investigaciones se han concentrado en mejorar la calidad del pélet en tres aspectos fundamentales:

a. Diseño de las dietas.

b. Cambio en las formulaciones utilizando ligantes de pélets como una muy buena herramienta.

c. Proceso de acondicionamiento.

Hay materias primas que producen un pélet durable y otras no. El rendimiento de las peletizadoras y la calidad del pélet es afectada por la fuente de calcio y fósforo utilizada. La utilización de ligantes de pélet siempre resulta una muy buena herramienta para mejorar la calidad de los mismos. Es mejor echar mano a ligantes naturales a base de gomas de modo que la calidad del pélet se vea enromemente mejorada y nutricionalmente no se generen residuos toxicos.

Factores que afectan la calidad del pélet

Conclusiones

No hay magia en ésto. Casi cualquier cosa que se haga para mejorar la calidad del pélet (durabilidad) va a aumentar el costo del alimento o a reducir la capacidad del sistema de peletización, o ambos. El aumento del grosor efectivo del dado es un ejemplo perfecto del tipo de compensación que puede esperarse y que debe reconocerse en la búsqueda de una mejor calidad del pélet.

Uno de los principales objetivos de todo fabricante de alimentos balanceados comerciales es producir económicamente la mejor calidad del pélet posible. Ésto no sólo es importante desde el punto de vista de satisfacción del cliente, sino que se cada vez es más aparente que el desempeño animal se puede ver afectado por pélets de mala calidad. El ganado lechero acostumbrado a consumir pélets, inmediatamente rechazan los finos. Incluso los integrados estadounidenses de pollo de engorda reconocen que una mala calidad del pélet puede reducir el desempeño de las aves.

Existen numerosos factores que afectan la calidad del pélet, muchos de los cuales están interrelacionados. Se requiere de un gran esfuerzo para determinar qué cambios hacer y cómo podrían afectarse otros aspectos del sistema u operación. Como se puede ver, la peletización es un asunto muy complejo, que merece mucha atención e investigación. Un buen ligante de pélet ayuda mucho a bajar costos energéticos y mejorar la calidad del pélet