por Detlef Bunzel e Andreas Lemme, Evonik, Alemanha
A peletização é um processo central na produção de rações compostas para operadores de fábricas de rações, pois aumenta a densidade aparente e estabiliza a mistura. O tamanho de partícula uniforme resultante melhora as propriedades de armazenamento e manuseio que, por sua vez, também significa menores custos de transporte para as operações da fábrica.
A compactação da ração também aumenta seu valor nutricional, aumentando a densidade energética e evitando a alimentação seletiva. Os animais são incapazes de evitar ou rejeitar ingredientes individuais, devido a mudanças na palatabilidade se componentes da dieta forem alterados por razões nutricionais e / ou de custo. Isso reduz o desperdício, perdas e custos de produção para as fazendas.
Além de alcançar esses benefícios, os operadores devem garantir que estão atendendo aos requisitos de segurança de alimentos e rações. Na Europa, O Regulamento (CE) n.º 178/2002 estabelece requisitos para a segurança dos alimentos para animais no artigo 15.º:
1. Os alimentos para animais não devem ser colocados no mercado ou dados a qualquer animal destinado à produção de alimentos se não forem seguros.
2. O feed será considerado inseguro para o uso pretendido se for considerado como:
têm um efeito adverso na saúde humana ou animal;
tornar os alimentos derivados de animais produtores de alimentos inseguros para o consumo humano.
Qualidade da pelota, bem como o tamanho, deve, portanto, ser uma questão fundamental para os operadores. Estudos têm mostrado que a formulação de ração (40 por cento), a distribuição do tamanho das partículas (20 por cento) e o condicionamento do mash (20 por cento) têm o maior impacto nos padrões. Se assumirmos que a formulação e a distribuição do tamanho das partículas são constantes no processo de produção, o condicionamento do mosto é a variável de processo mais significativa que os operadores da fábrica de rações podem influenciar para melhorar a qualidade.
Os conservantes químicos estão sujeitos a regulamentações regionais restritivas (por exemplo, 70/524 / EG na União Europeia), portanto, o tratamento térmico é o foco dos produtores de ração ao reduzir e controlar a contaminação bacteriana do mosto de ração no processo de produção.
Os fabricantes de equipamentos desenvolveram várias abordagens para lidar com esse desafio. Todos eles consideram a temperatura de condicionamento e o tempo como parâmetros relevantes para o sucesso na redução de bactérias no processo. Ao induzir mais energia térmica na mistura, fatores de influência mecânica, tais como mudanças nas propriedades da matéria-prima e distribuição do tamanho das partículas, pode ser mais bem balanceado no processo de compactação ou peletização.
Adapte o condicionamento de acordo com a formulação
Na produção de ração, uma grande variedade de matérias-primas e formulações são peletizadas. Com matérias-primas de origem agrícola, as propriedades de manuseio e processamento variam ao longo do tempo com base na procedência, condições climáticas durante o crescimento e a colheita, condições de pré-processamento e armazenamento, bem como a vida útil.
Além da densidade aparente e distribuição de tamanho de partícula, a umidade ou o conteúdo de água são as propriedades físicas mais importantes que afetam o processamento da ração. Entre as propriedades químicas das matérias-primas, proteína, teores de gordura e amido, bem como conteúdo de cinzas e fibras, têm o maior impacto na nutrição e processamento.
Pesquisadores e profissionais de fábricas de rações encontraram abordagens, ao longo dos anos, para abordar diferentes propriedades físicas e químicas de matérias-primas em dietas, adaptando o processo de condicionamento. Supondo que a inclusão de líquidos seja definida na dieta, teoricamente, os únicos parâmetros que os operadores da peletizadora poderiam ajustar além da taxa de alimentação seriam a pressão do vapor e a temperatura.
Como um princípio básico, aproximadamente 0,6 por cento do vapor seco adicionado ao condicionador aumentará a temperatura da mosturação em 10 ° C. Na prática, o consumo de vapor será afetado pela pressão do vapor e pela qualidade da tomada de vapor, incluindo o isolamento, função de armadilhas de condensado, relação de redução de pressão e perdas térmicas no condicionador.
Nesse contexto, também é importante lembrar que, com vapor seco, pressão e temperatura estão estritamente relacionadas. Com pressão, a temperatura do vapor aumenta. Portanto, menos vapor de alta pressão é necessário para aumentar a temperatura do mash. Por outro lado, mais vapor de baixa pressão e umidade serão adicionados ao mosto para atingir uma certa temperatura no condicionador antes da pelotização.
Manter isso em mente ajuda os operadores a entender as recomendações de pesquisadores e profissionais para usar diferentes pressões de vapor para otimizar o condicionamento de certos tipos de dieta. Por exemplo, em dietas com alto teor de amido, o vapor de baixa pressão fornece não apenas aumento de temperatura, mas também umidade que deve estar presente para suportar a modificação do amido.
Exemplos de processos de saneamento
Diversos fornecedores de equipamentos apresentam soluções desenvolvidas a partir do projeto do condicionador tipo barril:condicionadores de amadurecimento posteriores ao condicionador a vapor ou máquina de melaço proporcionam volume e tempo de retenção da mostura. O tamanho do equipamento será escolhido para atender aos requisitos dos clientes quanto ao rendimento e ao tempo de retenção.
Dois minutos a 80 - 85 ° C é geralmente considerado um bom ponto de partida. É importante notar que, por design, os condicionadores de amadurecimento em forma de barril garantem o primeiro a entrar, primeiro a sair para o mash no processo de modo que todas as partículas sejam expostas ao tratamento de alta temperatura ao mesmo tempo.
Deve haver isolamento suficiente dos condicionadores de vapor e condicionadores de retenção para evitar perdas térmicas e condensação na superfície interna do cilindro, pois isso resultaria em incrustações e contaminação cruzada. Ao mesmo tempo, é necessário fácil acesso para manutenção e limpeza.
Para tempos de residência mais longos (até oito minutos e mais), O Grupo Kahl sugere seu conceito 'Retention Plus', incluindo um vaso de amadurecimento vertical, o chamado condicionador de longo prazo. Devido ao longo tempo de residência neste processo, taxas de inclusão mais altas de líquidos, como melaço, são possíveis sem comprometer a qualidade do pellet. Como o vaso de amadurecimento opera sob pressão ambiente, temperaturas de condicionamento de até 100 ° C são possíveis.
Um terceiro exemplo para uma abordagem tecnológica diferente em saneamento é o expansor. Os expansores operam com tempos de retenção curtos na faixa de vários segundos. À medida que o produto é pressionado através de uma matriz de anel na saída, a pressão do processo pode ser ajustada em até 80 bar. O vapor pode ser injetado diretamente no cilindro e temperaturas de processo de até 150 ° C são possíveis.
Aspectos nutricionais dos processos de condicionamento
O principal objetivo da adição de vapor é condicionar a massa para o processo de compactação, enquanto a escolha do comprimento e do diâmetro da matriz também resultará em mais ou menos calor. O valor sanitário é de grande importância, pois afeta diretamente a saúde animal por meio do manejo ou controle de patógenos. Contudo, o valor nutricional também pode ser afetado pelo calor.
Um exemplo é a disponibilidade de energia na dieta. Todos os compostos orgânicos da ração podem fornecer energia ao metabolismo dos animais. Com relação aos macronutrientes (proteínas, lipídios, carboidratos) que podem ser utilizados energeticamente pelos animais, frações particularmente diferentes de carboidratos devem ser distinguidas. Embora as fibras crus da dieta sejam pouco digeríveis e, portanto, pouco disponível para animais monogástricos, como galinhas ou suínos, eles são muito mais bem utilizados por ruminantes.
Impacto do calor nos aditivos nutricionais
O excesso de processamento terá um impacto negativo no valor nutricional. Então, qualquer composto suscetível a altas temperaturas sofrerá. Exemplos proeminentes são certas vitaminas, enzimas e ácidos graxos insaturados, que será oxidado ou destruído. Portanto, os respectivos aditivos alimentares são geralmente adicionados após o processo de condicionamento e peletização ou com revestimento a vácuo após a extrusão.
Aminoácidos, em contraste - são adicionados ao misturador antes do condicionamento e são, portanto, exposto ao calor. Em um experimento que conduzimos, estabilidade e recuperação de MetAMINO®, Biolys®, ThreAMINO® e TrypAMINO® foram examinados em temperaturas de extrusão crescentes variando de 100 ° C até 190 ° C, com duração de cerca de 15 segundos. As concentrações de aminoácidos suplementares na mistura alimentar não foram reduzidas em comparação com os níveis iniciais, mesmo nas condições mais adversas de 190 ° C.
Uma investigação posterior enfocou várias técnicas de processamento para ração de camarão. A alimentação do camarão foi extrudada usando uma extrusora de parafuso único ou duplo parafuso ou foi peletizada. Em geral, pode-se afirmar que a proteína total e os aminoácidos não foram suscetíveis a danos nas condições testadas.
A recuperação de aminoácidos variou entre 95 por cento e 102 por cento. Ao mesmo tempo, a análise de aminoácidos livres revelou alta recuperação, também, e sugeriu alta estabilidade durante o processamento da ração. Os aminoácidos livres não se comportam de maneira diferente dos aminoácidos ligados às proteínas.
Portanto, esses estudos sugerem alta estabilidade dos aminoácidos nas condições testadas. Por outro lado, está bem estabelecido que o superaquecimento afeta negativamente a digestibilidade dos aminoácidos, o que, por sua vez, reduziria sua disponibilidade para os animais e, portanto, a eficácia nutricional da dieta.
Benefícios e desvantagens do calor em relação ao valor nutricional
O impacto do tratamento térmico na digestibilidade e disponibilidade de aminoácidos foi investigado no contexto do processamento de matéria-prima, em vez de em rações compostas, embora as consequências e os princípios subjacentes sejam semelhantes.
Além dos efeitos benéficos na higiene dos alimentos, o tratamento térmico é necessário para destruir ou pelo menos reduzir os fatores antinutricionais (ANF), enquanto o superaquecimento compromete a digestibilidade dos aminoácidos para os animais. ANFs incluem, por exemplo inibidores de tripsina (por exemplo, soja) que prejudicam a digestão de proteínas, glucosinolatos (por exemplo, colza), gossipol (caroço de algodão), ou lectinas (por exemplo, tremoços). Todos esses exemplos são sensíveis ao calor.
Embora o tratamento térmico seja necessário para reduzir o ANF, Exceder a exposição ideal ao calor pode prejudicar a disponibilidade de aminoácidos. Uma série de testes que conduzimos com frangos e suínos confirmou isso para vários ingredientes. Inicialmente, produtos de soja, bem como grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS), foram sistemática e severamente tratados termicamente em uma autoclave a 135 ° C por até 30 minutos (Fontaine et al. 2007).
As análises de aminoácidos revelaram perdas, particularmente para lisina, arginina e cisteína - aminoácidos conhecidos por serem sensíveis ao calor. Contudo, não apenas os aminoácidos totais, mas também a lisina reativa foi determinada. O grupo amino livre da lisina tende a reagir com açúcares sob exposição ao calor, formando os chamados compostos de Amadori, que não pode ser clivado no trato digestivo.
Assim, esta lisina não está mais disponível para os animais. A lisina reativa representa a fração, que não sofreu essa reação de Maillard. No experimento acima de Fontaine et al. (2007), níveis de lisina reativa em farelo de soja com proteína baixa (43 por cento) e alta (47 por cento), soja integral, bem como em baixo (23 por cento) e alto (27 por cento) DDGS diminuiu mais forte do que a lisina total, indicando um impacto muito mais forte no valor nutricional do que o sugerido pela análise de aminoácidos totais - embora considerada na análise de matéria-prima, a última pode aliviar a depressão de desempenho dos animais em um certo grau.
Pesquisas em andamento focadas na digestibilidade dos aminoácidos geralmente revelaram que o superaquecimento prejudica a digestibilidade de todos os aminoácidos em frangos e suínos. Embora a magnitude da resposta difira entre os aminoácidos dentro, bem como entre, espécies de animais, pode-se concluir que o superaquecimento afeta todos os aminoácidos resultando em uma redução mais ou menos severa do valor nutricional.
A Evonik Nutrition &Care desenvolveu um método rápido (WO 2018/146295 A1) para quantificar o impacto no valor nutricional devido ao superaquecimento, pelo menos por algumas matérias-primas. Os respectivos dados podem ser usados no processo de formulação da ração. Contudo, para a produção de alimentos compostos para animais, este método não está disponível. Geral, conclui-se que deve ser evitado exceder certas cargas de temperatura, a fim de evitar reduções no desempenho dos animais.
Geral, pode ser resumido que os ingredientes e misturas de rações são expostos ao calor durante o processamento. Enquanto, por um lado, o calor é necessário até certo ponto para o condicionamento, por exemplo, para o processo de peletização, bem como por razões sanitárias e redução de fatores antinutricionais. Por outro lado, o excesso de processamento terá efeitos prejudiciais, o que à primeira vista pode não ser óbvio, mas afetará o desempenho animal.
