Informe Empresarial – Produção de micro alimentos produzidos em uma extrusora

joekearns
Por: Joseph P. Kearns
e-mail: [email protected]
Gerente de Engenharia de Processo para
Aquacultura da Wenger Manufacturing, Inc.
*O autor possui oito patentes para tudo que diz
respeito à alimentos aquáticos e/ou máquinas
associadas à sua produção.


A extrusão de alimentos aquáticos é um processo comprovado em sua eficiência, utilizado principalmente na produção de alimentos destinados ao crescimento e desenvolvimento de peixes e camarões. A compreensão desse processo, suas limitações e seus parâmetros críticos, permitem a expansão para a produção daquilo que é conhecido como micro peletes ou peletes apropriados para utilização em dietas iniciais ou de incubação.

Dietas de incubação são destinadas para formas jovens, razão pela qual são normalmente elaboradas a partir de ingredientes de elevada qualidade, resultando num produto de grande valor. E isso não é diferente quando se elabora alimentos para humanos ou para pets, onde também são utilizadas proteínas de qualidade, ingredientes com alta digestibilidade e adição de mix de vitaminas e minerais.

Com o custo de matérias-primas sendo o principal fator na elaboração de alimentos aquáticos, é natural que se tenha cuidados adicionais na produção das dietas de incubação. Da mesma forma, também é fácil compreender que a qualidade do processo e dos equipamentos para a produção desses alimentos é essencial e, para tal, existem vários métodos para fazer micro dietas aquáticas através da extrusão.

Caso extremo de um material de bloqueio na matriz do extrusor
As três grandes categorias são:

  • Via extrusora de rosca simples
  • Extrusora de rosca dupla de múltiplo desenho – paralela e não paralela
  • Extrusora Formatadora a frio, também  conhecido como um sistema de aglomeração, geralmente associada a uma “sphere-izer”.
Vantagens de se pulverizar e peneirar adequadamente os ingredientes. Como se vê, a única amostra pulverizada ainda tinha 0,2% de partículas acima de 450 microns e de 1,4% mariores que 250 microns. A amostra pulverizada e peneirada passou 100% pelo crivo da malha 250, que é bastante aceitável para a maioria dos micro peletes. Isto confirma o benefício da combinação da pulverização com o peneiramento para este processo
Vantagens de se pulverizar e peneirar adequadamente os ingredientes. Como se vê, a única amostra pulverizada ainda tinha 0,2% de partículas acima de 450 microns e de 1,4% mariores que 250 microns. A amostra pulverizada e peneirada passou 100% pelo crivo da malha 250, que é bastante aceitável para a maioria dos micro peletes. Isto confirma o benefício da combinação da pulverização com o peneiramento para este processo

Este artigo trata de extrusão direta, portanto, das duas primeiras opções. Deve-se notar que o sistema de aglomeração é capaz de fazer alimentos de diâmetros muito pequenos, obtidos na saída dos extrusores, e passando pelo sistema “sphere-izer”. Diâmetros de 200 microns ou 0,2 milímetros é possível com um sistema de aglomeração corretamente projetado.

Há duas filosofias de produção com relação a extrusão direta de micro alimentos: baixa capacidade e alta capacidade e, em ambos os casos o processo começa com a preparação da matéria-prima. O uso de farinhas como matérias-primas, farinha de peixe desossada ou farelo de proteína animal são vantajosos porque, além de serem muito finos, serão moídos mais facilmente, e é essencial que os ingredientes sejam manuseados com muito cuidado devido ao seu alto custo. Os ingredientes podem ser moídos individualmente ou juntos após uma combinação. Moagem fina é essencial devido ao tamanho final do orifício da matriz do extrusor. A moagem é geralmente realizada por micro pulverização e peneiramento. Deve notar-se que todas as matérias-primas, incluindo a água de processo, óleos ou outros componentes líquidos, tais como uma possível injeção de vapor seja rastreada para a remoção de partículas grandes. A fórmula e os líquidos são em seguida introduzidos no equipamento.

Quando usando equipamento de extrusão tanto de rosca simples ou dupla o melhor é que se utilize um sistema exclusivo apenas para fabricação de micro alimentos. De fato, o melhor arranjo seria se toda a linha fosse exclusivamente utilizada para a produção de micro peletes. A principal razão é a limpeza. Qualquer eventual resíduo de partículas grandes de outros produtos de extrusão, onde não é necessária uma extrema finura da matéria-prima, pode, no final, resultar num bloqueio da matriz provocando o travamento do processo. Se isto não for possível, então a atenção para limpeza completa do sistema é aconselhada, incluindo transportadores, reservatórios de produtos, misturadores, moinhos, peneiras e quaisquer outros dispositivos que seriam utilizados no processo de extrusão.

Simples ou duplo?

A escolha da extrusora adequada para produção de micro alimentos depende parcialmente das necessidades em relação ao diâmetro dos peletes. Sugere-se que, para diâmetros de até 1 mm, a extrusora de rosca única seja uma escolha acertada. Para diâmetros abaixo de 0,6 mm a extrusão de rosca dupla seria aconselhável. Ambas as extrusoras, de rosca simples e dupla, são relativamente as mesmas até o canhão extrusor, e ambas são normalmente complementadas com pré condicionadores, onde vapor, água e outras possíveis adições de líquidos são incorporadas na matéria-prima seca.
Esta seria uma parte crítica do processo, pois é difícil imaginar que se poderia forçar matérias-primas secas através das pequenas aberturas da matriz. Entretanto, a quantidade de umidade típicos na saída do pré-condicionador seria de aproximadamente 25 a 30%. Isto permitiria a inclusão final de água e vapor no canhão extrusor para os ajustes finais antes que flua para fora da matriz com umidade final abaixo de 30%. Precisão de pré-condicionamento em termos de uniformidade na inclusão de umidade, injeção de vapor, etc., bem como o coeficiente de variações da mistura seria importante, de modo a evitar quaisquer problemas de fluxo na matriz do extrusor.

Extrusora de rosca dupla não paralela para fabricação de micro peletes
Extrusora de rosca dupla não paralela para fabricação de micro peletes

Isso nos aponta à grande diferença nos dois tipos de extrusoras: o canhão extrusor.
Uma única rosca e uma rosca dupla de extrusão estão, neste caso, tentando alcançar o mesmo resultado, bombear o material através da matriz e, ao mesmo tempo transmitir o calor necessário para o processo de cozimento. Em ambos os casos o deslizamento controlado do material é o que aumenta a fricção entre as próprias matérias-primas, bem como as peças da extrusora, criando o calor necessário para cozinhar.

A configuração da extrusora pode ser ajustada para aumentar ou diminuir este fenômeno nas de rosca simples e nas de rosca dupla paralela padrão. A exceção são as extrusoras de rosca dupla não paralela conhecidas como extrusoras cônicas de rosca dupla de co-rotação.

Neste caso, a rosca não permite alterações de configuração, mas baseia-se nos parâmetros de operação de seu projeto. O controle de velocidade do eixo e área aberta relacionada ao fluxo de BPV (Back Pressure Valve – Dispositivo de Controle de Energia Mecânica).