Tecnologías de Extrusión de Avanzada para Alimentos Acuícolas

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La válvula de contrapresión (FLEXTEX ™) y el Sistema de Control de Expansión (ECS ™) – Combinan dos tecnologías de procesos únicos para la completa controlabilidad de del alimento

Los alimentos extrusados para peces son fundamentalmente una cuestión de cocción de almidón; la  mejor cocción del almidón trae como resultado una mejor calidad del alimento. Sin embargo, es igualmente importante controlar la expansión del alimento y de este modo influir en la densidad, la cual determina el las propiedades de flotación y hundimiento del alimento acuícola

Configuración del tornillo para lograr una óptima cocción

Al hacer una configuración específica del tornillo en el extrusor, es posible (en cierta medida) suministrar la energía mecánica específica (SME) necesaria para producir un producto determinado, con un grado óptimo de cocción. El grado de cocción se decide tanto desde el punto de vista nutricional o de la calidad del producto físico.

La calidad física de un alimento acuícola se puede definir por:

  • Densidad
  • Tamaño y Forma
  • Uniformidad
  • Durabilidad
  • Estabilidad en el agua

La calidad nutricional de los alimentos acuícolas se puede definir como:

  • Recuperación de los aminoácidos esenciales y vitaminas específicas
  • Digestibilidad

En la mayoría de los nuevos diseños de extrusores se puede establecer la configuración óptima del tornillo con el fin de aplicar la cantidad de SME necesaria para hacer coincidir un producto específico (alimento para salmón o trucha) con un alto contenido de grasa / aceite, aceite interno o productos similares con un alto valor nutricional. La configuración de tornillo se puede optimizar para aplicar más SME mediante la implementación de los siguientes componentes:

  • Diseño del tornillo y geometría
  • Cerraduras de cizallas
  • Bloques de amasado
  • Elementos de inversión

Una configuración óptima del tornillo no siempre es capaz de aplicar suficiente SME para producir un producto determinado. A menudo también es necesario optimizar otros parámetros que pueden ser utilizados para aumentar el suministro de SME en extrusor:

  • Velocidad del tornillo
  • Área abierta en el venturi de la matriz
  • El área abierta en el disco de la matriz
  • Capacidad del extrusor
Extrusor ANDRITZ EX1021. Capacidad: 2-12 tph

Extrusor ANDRITZ EX1021. Capacidad: 2-12 tph

El Sistema FLEXTEX de ANDRITZ  – reduce el tiempo de inactividad  y brinda una optima flexibilidad de producción
Los cambios en la configuración del tornillo y otras medidas que contribuyen con los valores SME altos o bajos, son todas las operaciones que normalmente traen como resultado un tiempo de inactividad y el aumento de los costos de producción. Estos procedimientos de cambio pueden tomar fácilmente de 0,5 – 2 horas; por lo tanto, los avances tecnológicos que se centran en el ahorro de los costes que provoca el tiempo de inactividad, así como una flexibilidad óptima en términos de capacidad y calidad, son alta demanda en la industria acuícola.

El principio de funcionamiento del FLEXTEX

El sistema FLEXTEX es capaz de controlar continuamente el SME aplicado en el extrusor durante la operación, sin cambiar la configuración del extrusor o de otros parámetros. Al cambiar sólo este parámetro, tendrá las siguientes ventajas en la producción de alimentos para peces:

  • La cocción del almidón (hasta 100%) está totalmente controlada durante el funcionamiento
  • La densidad aparente del producto se puede reducir hasta en un 30% y se puede controlar con una precisión de ± 5 g / l (0.3 lbs/ft3)
  • Mayor adición de aceite y menos almidón en la fórmula sin una influencia significativa de la densidad aparente y la calidad del producto

El sistema ajusta el área de abertura en la placa de la matriz venturi, que se coloca entre el último tornillo y la placa de la matriz en el extrusor. La matriz venturi se utiliza en muchos extrusores con diseño estacionario para disminuir o aumentar la zona de amasado en el extrusor,  con el fin de controlar el SME aplicado. Esto se realiza mediante el ajuste del tamaño del orificio y por lo tanto, el área de apertura y la presión. Los agujeros más pequeños aumentan la presión y por lo tanto hay un mayor  consumo de energía del motor principal. Con el sistema FLEXTEX el área de abertura de la matriz venturi se puede ajustar de 3000 mm2 a 100 mm2 (4.65 a 0.15 in2)  en función del rendimiento.

Con el sistema FLEXTEX, el operador del extrusor puede determinar la cantidad de Energía Mecánica Específica (SME) que necesita el producto. A partir de un sistema de control, por ejemplo, con un control independiente o alternativamente con un control integrado en el control del extrusor, el operador puede hacer una puesta a punto, por ejemplo, kW / ton (HP / ton) de materia seca. Por medio de un pistón controlado hidráulicamente, el sistema FLEXTEX ajusta automáticamente en relación con la puesta a punto, disminuyendo o aumentando la restricción de la matriz venturi, con solo mover un pistón.

FLEXTEX en posición neutral – no se aplicó SME adicional

FLEXTEX en posición neutral – no se aplicó SME adicional

 

FLEXTEX en posición cerrada –SME adicional aplicado

FLEXTEX en posición cerrada –SME adicional aplicado

Diseño mecánico

El sistema  FLEXTEX consiste en 3 partes:

  1. El sistema de control PLC
  2. La matriz venture y el sistema de pistón
  3. La estación hidraulica

El sistema FLEXTEX está diseñado con un enfoque en la simplicidad y consta de unos pocos componentes. Sin embargo, la parte crítica del sistema es el pistón que, además de ser utilizado como una restricción para el flujo de harina, también la distribuye hacia el disco de la matriz. Cuando se restringe el flujo de material, es esencial que esto suceda sincrónicamente con el fin de no obstaculizar la capacidad de flujo. Los cambios en el flujo de material  influyen en la calidad visual del producto,  debido a una presión desigual en el disco de la matriz. El pistón en el sistema FLEXTEX se desplaza axialmente y, al mismo tiempo es cónico, de modo que el flujo de material no se ve influenciado negativamente.

Extrusor con FLEXTEX instalado

Extrusor con FLEXTEX instalado

 Sistema de Control de Expansión de Andritz (ECS) – para un aumento de la densidad aparente

Para poder controlar la densidad aparente de los productos en una amplia gama y al mismo tiempo obtener una calidad óptima del producto, el Sistema de Control de Expansión de ANDRITZ (ECS) es ideal y único. El concepto ECS se basa en el control de la expansión justo en el compartimiento de la cuchilla del extrusor, sin influir en la calidad del producto. Por lo tanto todos los parámetros deseables se pueden utilizar en el extrusor sin tener en cuenta la expansión. El enfoque principal de este  sistema es la calidad del producto.

Extrusor con ECS instalado

Extrusor con ECS instalado

Mediante la adición de aire comprimido en el compartimiento de la cuchilla, es posible controlar y ajustar la presión. Esto es posible mediante el montaje de una esclusa de aire debajo del compartimiento de la cuchilla (ver figura 3). Un aumento de la presión en este compartimiento trae como resultado una reducción de la evaporación y por lo tanto un aumento de la densidad aparente (menos de expansión). A mayor  sobrepresión superior, mayor densidad (menor expansión).

FLEXTEX y ECS

FLEXTEX y ECS

Resultados documentados de los sistemas FLEXTEX y ECS

Los sistemas FLEXTEX y ECS se pueden instalar individualmente o como un concepto combinado. Esto es simplemente una cuestión referente a los requisitos de cada productor y su producción. Las pruebas documentadas apoyan nuestros sistemas en  operaciones a gran escala, y han demostrado ventajas significativas cuando se utilizan los sistemas FLEXTEX y ECS de ANDRITZ. Durante una serie de pruebas con una fórmula de alimento para camarones (70% de proteína), se llevaron a cabo las siguientes pruebas:

Pueba A: Efecto del FLEXTEX en la cocción del almidón

Al aumentar el SME en el proceso de extrusión en aproximadamente un 12%, la tasa de cocción aumentó en un 11,8%.

Figura 4

 Pueba B: Efecto del ECS en la densidad aparente

El ECS puede aumentar la densidad aparente en un 25% mediante el ajuste de la presión en el compartimiento de la cuchilla.

Figure_5

Prueba C: Efecto del FLEXTEX en la estabilidad del agua

Al aumentar el SME fue posible aumentar la estabilidad de agua, por 6 horas más.

Figure_6

 Prueba D: Reducción del contenido de almidón en la fórmula a través del  FLEXTEX

Al reducir el contenido de almidón en aproximadamente un 50%, se podría obtener la estabilidad de agua (8 horas) como con fórmula rica en  almidón, pero sin el FLEXTEX (8 horas).

Figure_7

 Resumen

Los sistemas FLEXTEX y ECS proporcionan una flexibilidad significativa en la producción de alimentos acuícolas  para todas las especies de peces. Al controlar continuamente el SME durante el funcionamiento, es posible lograr una óptima calidad física. Al mismo tiempo, mediante el uso del ECS para controlar la densidad, están presente dos herramientas únicas para el control de las características del producto final están presentes. Las ventajas de los sistemas se pueden resumir en:

  • Aumento de la cocción del almidón entre un 10-15%
  • Disminución de la densidad aparente entre un 20-30%
  • Aumento la densidad aparente entre un 0-5%
  • No hay cambios de configuración de tornillo, lo cual trae como resultado una reducción del tiempo de inactividad
  • Sólo se necesitan dos parámetros para controlar la cocción del almidón, así como reducir y aumentar la densidad aparente

Fuente: Andritz 

International Aquafeed

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Rafae Andrés Vergara Silgado (Profesional en Acuicultura)
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Rafae Andrés Vergara Silgado (Profesional en Acuicultura)

Necesito cotizaciones de los diferentes modelo, series de maquinas para balanceado peces y camarones.
Extrusor ANDRITZ EX1021. Capacidad: 2-12 tph

Gracias