03 nov 2020

O processo de peletização deve atender à Nutrição, ou vice e versa?

ICC Peletização
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ICC Peletização
Os benefícios do pelete para desempenho zootécnico do frango de corte estão comprovados por inúmeros estudos já realizados a nível mundial.

 

Icc PeletizaçãoPorém, ainda há um conflito constante entre teoria x realidade, quando se compra e instala um projeto de peletização, quanto à qualidade de pelete comparada à capacidade nominal da prensa.

Para entender melhor esse conflito, que é amplo, este artigo será subdivido em três publicações.

 

 

 

 

 

Antes de tudo, é importante definir o que é o processo de transformação de ingredientes farelados em peletes.

ICC PeletizaçãoEsse processo ocorre por alterações físico-químicas através de tratamento térmico gerado pela adição de vapor saturado, sob pressão constante de trabalho, com exposição a temperatura e umidade por um tempo determinado de condicionamento, prensagem e resfriamento.

De acordo com Reimer et al. (1992) fatores como a Formulação, o DGM (Diâmetro Geométrico Médio da partícula) da ração farelada, o condicionamento, a prensagem e o resfriamento impactam diretamente na durabilidade do peletes.

 

Peletização

Fator de > impacto:
Formulação 40%

A variedade de matérias primas e suas distintas características nutricionais e físicas, desafiam o processo a cada nova composição de formulação.

ICC PeletizaçãoMuramatsu keisuke et al. (2013), por sua vez, verificou impactos significativos no DGM e, ainda de forma mais específica, abriu o fator condicionamento e formulação e constatou que as adições de umidade via vapor e gordura livre no misturador afetam, em percentuais significativos, também a durabilidade do pelete.

 

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Fator de > impacto: Gordura
livre (adição 1,5 – 4,5%) 52%

A adição de gordura livre via misturador em percentuais de 1,5 a 4,5% afetaram em até 52% a durabilidade dos peletes. Tal constatação comprova a tese de Reimer et al. (1992) de que a formulação e sua composição para atender aos níveis nutricionais de cada espécie, é o fator de maior impacto no processo de peletização para a formação de bons peletes. Aqui está, então, o ponto de inflexão.

ICC PeletizaçãoEstudar a fundo as características da formulação se faz necessário para, assim, entender a melhor forma de operacionalizar o processo.

 

Icc Peletização

Tabela 1: DIETA DE FRANGOS DE CORTE

ICC Peletização
Icc peletização

 

As dietas para frangos de corte têm por características:
ICC-Peletizacionaltos teores de cereais (> 60%), combinados a
ICC-Peletizacionaltos níveis de extrato etéreo total (> 6%) e
ICC-Peletizacionbaixo teor de fibras (< 2%).

Tal associação resultará, como regra, em baixa qualidade de pelete (60 a 70%), porém, alta eficiência na prensagem.

A tabela 1 faz uma associação das características individuais de cada matéria prima de forma quantitativa quanto à influência sobre a qualidade do pelete, com notas de 1 a 10, totalizando um valor de PDI aproximado.

O estudo da formulação evidencia que diferentes fatores/variáveis impactam significativamente sobre o processo e a qualidade do pelete, sendo necessário complementar o estudo e entender qual é a intensidade em que resulta essa interferência.


FATOR DGM
(Diâmetro Geométrico Médio da partícula)

Muramatsu keisuke et al. (2013), verificou que à medida que o tamanho da partícula aumenta, a durabilidade do pelete diminui.

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Redução de 4,1 pontos no PDI
com moagem mais grossa.

Icc peletização

 

 

 

A partícula mais grossa demanda > tempo e temperatura de condicionamento para absorver a umidade e iniciar o processo de gelatinização do amido.

Em estudo interno do próprio autor (2015), foi verificada a redução do grau de gelatinização do amido em cereais (milho e sorgo) à medida que o DGM dos grãos foi aumentando.

Icc peletização

Redução de 17 pontos no grau
de gelatinização do milho e
18 pontos no sorgo, 22,5% de
perdas quando comparadas
partículas finas e partículas
grossas.

A partícula mais fina proporciona maior área de contato para a aplicação do vapor que proporciona melhor absorção elevando o grau de umidade e o efeito de gelatinização.

ICC-Peletizacion

Redução de até 41 pontos no PDI com adição 
de 0 a 5% de gordura no misturador.

A gordura livre fica à superfície das partículas, quanto > a inclusão, > barreira para a penetração do vapor dificultando a absorção de umidade pela massa o que reduz o grau de gelatinização e reduz o efeito de aglutinação e a taxa de compressão na matriz afetando a durabilidade do pelete.

FATOR VAPOR

Kersten (2005), verificou que, à medida que se aumentava a adição de vapor, o consumo de energia elétrica e coeficiente de abrasão eram reduzidos.

 

Redução de até 40% no consumo de energia e
55% no coeficiente de abrasão ao incremento
de 1,4 a 3,1% na adição de vapor.

A necessidade de vapor dependendo da dieta, varia de 1 a 5%. À medida que se adiciona mais vapor, eleva-se a temperatura da massa, bem como o teor de umidade, que eleva o grau de gelatinização. Isso reduz o atrito da massa entre rolos e matriz, baixando o coeficiente de abrasão do pelete ao ser expelido pelos orifícios da matriz. É importante salientar que a redução do coeficiente de abrasão não é perda de compressão, mas sim, redução de desgaste dos peletes ao passar pelos furos da matriz, diminuindo o percentual de finos já na saída.

 

VARIÁVEIS NO CONDICIONAMENTO –
TEMPO, TEMPERATURA, UMIDADE E PRESSÃO

1/2 – TEMPO/TEMPERATURA

Svihus (2005), verificou que a relação tempo/temperatura impacta significativamente a durabilidade do pelete, onde < tempo de retenção demanda > temperatura, assim como > tempo de retenção demanda < temperatura de condicionamento para se obter o mesmo PDI.

Com 60 seg de retenção é possível atingir um PDI de 90% com 75 °C. Para 30 seg é  necessária uma temperatura mínima de 85 °C.

Quanto < o tempo, > deve ser a temperatura para atingir o PDI preconizado pela dieta.

 

 

 

 

Stark and Ferket (2011), verificou que, à medida que o percentual de umidade no condicionador foi elevado, a durabilidade do pelete melhorou significativamente.

Com umidades crescentes de condicionamento entre 12,2 a 15,1%, foi incrementado 11 pontos no índice de PDI.

 

Umidades adicionadas via vapor aquecem e gelatinizam o amido do farelo rompendo suas estruturas, causando  efeito de aglutinação natural e facilitando a unificação das partículas na moldagem da massa através da compressão entre rolos e matriz.

 

 

 

Em estudo realizado pelo próprio autor (2015), em uma dieta com 70% de cereais (milho), foi verificado que, à medida que a pressão de vapor era reduzida, ocorria interação direta com a temperatura de condicionamento também em redução. Para se manter a temperatura acima de 82°C foi necessário aumentar o percentual de abertura de válvula até 90%.

A redução da pressão de vapor de 1,8 para 0,8 bar possibilitou adicionar mais vapor elevando a umidade de 12,8 para 15,5% no condicionador.

Dietas de frangos de corte são compostas por altos teores de cereais (> 60%), demandam altas temperaturas (80 a 90°C), que demandam alta vazão de vapor (abertura de válvula > 70%), combinado a baixa pressão (0,8 a 1,2bar) que gerará > umidade de condicionamento (14 a 16%), devendo sempre ser considerado a relação tempo de retenção x temperatura.

FATOR GELATINIZAÇÃO

Altos teores de cereais > 60%
concentram amido total > 40%.

O percentual de gelatinização total desse amido será o principal indicador do grau de peletização da ração e fator determinante para a durabilidade do pelete. Alguns estudos já apontam que, para o processo de ração condicionada e peletizada, a gelatinização também ocorre no momento da prensagem pela energia mecânica aplicada no momento da passagem do pelete pela matriz, mesmo que pelo pouco tempo de retenção na matriz (3 a 5 seg). Ainda assim, resultados mostram que o primeiro passo para iniciar o efeito ocorre no condicionador e está relacionado ao tempo/ temperatura, devendo esse fator ser avaliado em acordo com a condição de condicionamento que se tenha no momento.

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Muramatsu keisuke et al. (2013), verificou que as diferenças entre as taxas de gelatinização foram encontradas entre os dois processamentos térmicos avaliados neste estudo:

a ração condicionada-expandida-peletizada resultou em uma maior quantidade (p<0,01) de amido gelatinizado (35,3%) comparado a ração condicionada-peletizada (32,0%).

O expander associado ao condicionamento e peletização eleva em até 3,3 (+/- 10%) pontos o grau de gelatinização do amido em relação apenas a peletização.

 

Quando comparado ao processo de extrusão, a peletização, mesmo com expander, torna limitante a capacidade necessária para se obter uma boa gelatinização do amido, uma vez que o efeito ocorre no condicionador através da energia térmica e na câmara de prensagem, através da energia mecânica, mesmo pelo pouco tempo de retenção na matriz (3 a 5 seg). É nesse quesito que a extrusão supera a peletização, principalmente através da energia mecânica aplicada sob a massa pelo maior tempo e pressão, fazendo-a expandir e elevar o nível de gelatinização. Mesmo assim, na peletização, deve-se buscar no condicionamento o maior tempo/temperatura em acordo com as dietas de forma a atingir o maior índice possível de gelatinização no processo.

Icc peletização

 

FATOR PRENSAGEM

Em estudo interno do próprio autor (2015), em uma dieta com adição de gordura livre de 3,8%, foi verificado que, à medida em que se aumentou a taxa de compressão da matriz, obteve-se melhor durabilidade de pelete.

O aumento de 2,5 pontos na
taxa de compressão elevou em
15,9 pontos o PDI.

Icc peletização

Para dietas de frangos de corte, a taxa recomendada de compressão da matriz deve ser de 14 a 18, com consumo máximo em kWh/ton de 10 a 12, esse range se dá em detrimento à variação no percentual de gordura livre de cada formulação. No estudo em questão, a taxa de compressão inicial de 13,75 já está abaixo do mínimo estabelecido, ainda com o agravante da alta inclusão percentual de óleo direto no misturador, combinação que resultou em alta ton/h com baixa durabilidade de pelete. Para se fazer bons peletes, foi necessário então elevar a taxa de compressão para 16 quando foi possível obter PDI > 80%. Para cada ponto acrescido na taxa de compressão, foi incrementado 6,3 pontos de pelete. Para PDI de 90%, faz-se necessário operar com a taxa de compressão limite de 18 (+1,75  pontos). Na busca pelo objetivo do PDI adequado, haverá impactos diretos em > consumo de kWh/ton e < eficiência em ton/h da prensa.

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Conhecidos os diferentes Fatores e Variáveis que impactam a qualidade do pelete e suas implicações para o processo, cabe então agora responder ao questionamento inicial:

 O Processo deve atender à Nutrição ou vice e versa?

A resposta é: sim, a nutrição deve ser atendida. E, para tal, é preciso compreender que cada dieta nutricional tem sua característica específica. Ela deve ser avaliada de acordo com a tabela de estudos apresentada neste artigo, quanto aos seus fatores nutricionais e físicos antes de processada.

Uma vez adotada essa regra, torna-se possível estabelecer parâmetros de operação prévios com objetivos de se produzir bons peletes.

 

peletizaçãoA produção de frangos de corte a partir de escalas médias, com abates de 150 mil aves por dia, gera demandas nominais de 17.500 mil toneladas/mês, que resultará, na fábrica, em 795 toneladas/dia para 22 dias de produção e 37,8 ton/h para 21 horas de operação.

 

Icc peletização

Ao considerarmos como regra 85% de produção efetiva da planta, a demanda será de 44,5 ton/h.

Em geral, os altos volumes comprometem diretamente a qualidade do pelete produzido, pois, na maioria das vezes, o projeto é pensado para atender a capacidade nominal, deixando de avaliar a capacidade efetiva da planta e, quando se precisa optar, a decisão será sempre atender à demanda em volume, ficando em segundo plano a qualidade do pelete.

O próximo artigo abordará os impactos dos diferentes fatores sobre a eficiência produtiva, assim, esse antagonismo real do processo de peletização (qualidade de pelete x eficiência produtiva) em dietas de frango de corte será melhor compreendido.

 

 

 

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