13/11/2015
Aditivos Proceso de fabricación

Incorporación de Aditivos Líquidos en la fabricación de Piensos Compuestos. Tendencias de Futuro (1º parte)

Ing. Juan Acedo-Rico González.
Acedo-Rico & Asociados. Madrid

El manejo e incorporación de aditivos en el proceso de fabricación de piensos siempre es complejo y representa una problemática a resolver en todas las fábricas

 

El manejo e incorporación de aditivos en el proceso de fabricación de piensos siempre es complejo y representa una problemática a resolver en todas las fábricas

 

» Principales factores que influyen en la incorporación de aditivos en la fabricación de pienso:

  • Elevado número de aditivos potenciales a utilizar
  • Incorporación limitada a ciertas referencias a fabricar
  • Bajo nivel de incorporación -<1000 ppm-
  • Importancia de su presencia a dosis proyectada en pienso final
  • Elevado coste del aditivo

Por todo ello el fabricante sabe que debe utilizarlos, pero al final la gestión e incorporación de aditivos resulta problemática y no siempre se resuelve de forma eficiente.

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ALTERNATIVAS AL MANEJO DE ADITIVOS EN FORMA SÓLIDA

Gracias a las premezclas, el fabricante gestiona adecuadamente, de forma automática o manual, no sólo la dosificación, sino su posterior mezcla y homogeneización

La forma tradicional de ayudar a solventar este problema ha sido la fabricación previa al pienso de premezclas. En muchas ocasiones y con gran parte de los aditivos a incorporar sobre pienso final, la inclusión de estos en la premezcla ha sido la vía de incorporación al pienso final.

Como parte de estas premezclas, aditivos como edulcorantes, aromas, antioxidantes, enzimas, conservantes…, acompañando a vitaminas y oligoelementos componen una premezcla que se incorpora al pienso final normalmente a dosis de 3 a 5 Kg/t.

Dependiendo de la dimensión, equipamiento y sistemas de control, todo este proceso se puede resolver de una forma u otra pero su trascendencia en coste y resultado final hacen que no deje de ser un punto sobre el que se presta constantemente atención.

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Figura 1. Instalación automática para dosificación de premezclas y aditivos sólidos en fábrica de pienso

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Figura 2. La dosificación manual de aditivos en sólido debe estar siempre basada en un sistema automatizado de control

Es frecuente encontrar cada vez más en fábricas de piensos, instalaciones para alojamiento y dosificación automática de aditivos con descarga directa la mezcladora central con un sistema de control integral del proceso desde el llenado de los depósitos o celdas de alojamiento a la dosificación secuenciada de los mismos.

Estos sistemas ayudan de manera eficiente a la fabricación pero siempre resultan escasos ya que la industria genera cada vez más expectativas de nuevos aditivos y siempre acaba habiendo en fábrica más aditivos a incorporar que depósitos disponibles para manejar a cada uno de ellos.

Por tanto, la incorporación manual y directa sobre la mezcladora central acaba siendo obligada en muchas ocasiones, como podemos observar en gran parte de las instalaciones sobre las que trabajamos o que simplemente visitamos.

Mencionar el hecho de que ante la perspectiva futura y deseada supresión definitiva de las premezclas  medicamentosas en pienso final, se abre una expectativa muy amplia de nuevos aditivos que sustituyan el efecto positivo que los medicamentos han venido realizando a lo largo de todos estos años.

Esta circunstancia ya es conocida de todos y sabemos que aditivos como los aceites esenciales, ácidos orgánicos y otros ya se vienen utilizando hace años, y su perspectiva de utilización cada vez será mayor junto a otros nuevos aditivos que aparecerán.

La perspectiva en un futuro es que cada vez se deberán manejar, de manera precisa y eficiente, en las fábricas de piensos mayor número de aditivos. Por lo que se precisará de equipamientos, sistemas de control, procedimientos de trabajo y formación de los operadores adecuada, para poder gestionar la eficiencia y calidad del producto final.

 

ALTERNATIVAS DE MANEJO DE FORMAS LÍQUIDAS

Históricamente la disponibilidad de formas líquidas de aditivos que inicialmente se utilizaban en nuestra industria se limitaba a ciertos aditivos y, sobre todo, a cierto número de fábricas.

Los aditivos que se encuentran disponibles en forma líquida no representan una solución a todo lo anterior sino una alternativa. Esto en ocasiones aporta ventajas y en otras inconvenientes a la hora de gestionarlos en la fábrica.

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Figura 3. El almacenamiento prolongado de cereal en silos exteriores exige además de mantener un control de la temperatura y humedad del grano, la aplicación de fungicidas líquidos a su recepción

Este grupo aditivos encontró un nicho muy importante de actuación y aunque no eran nuevos ya que se venían empleando desde tiempo atrás, como conservantes de granos principalmente, la nueva situación de uso multiplicó no solo su extensión sino sus niveles de incorporación.

Aunque existían formas disponibles en polvo, la forma líquida de estos aditivos tomaron la delantera y las fábricas de piensos adecuaron a sus instalaciones de proceso nuevas instalaciones para la incorporación de estas mezclas de ácidos y sales de origen orgánico.

Estas instalaciones se vieron también potenciadas con la entrada en vigor del nuevo Reglamento de Higiene en 2002, ya que la efectividad del control de microorganismos patógenos -bacterias y hongos- por este grupo de aditivos era conocida a la vez que efectiva.

El formaldehido se ha utilizado también bajo forma líquida normalmente asociado a ácidos orgánicos y aunque su futuro no está del todo despejado, las últimas impresiones apuntan a que se va poder seguir utilizando como conservante en alimentación animal.

⇒1970 / 1980 . En cuanto a aditivos, el cloruro de colina, lisina y posteriormente metionina fueron los primeros en utilizarse en la década de los 70 y en los 80 se fue extendiendo, primero en las unidades de fabricación de gran tamaño y, posteriormente, alcanzando a gran parte de las fábricas de piensos sobre todo aquellas especializadas en fabricación de piensos para monogástricos.

⇒1990 .  La incorporación de ácidos orgánicos y sales derivadas cobró especial importancia posteriormente en la década de los 90 al legislarse en la UE la prohibición de los antibióticos como factores de crecimiento

Desde el punto de vista industrial, este grupo de aditivos –fungicidas, acidificantes y formaldehído- se maneja mayoritariamente.

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Para ello se precisan instalaciones de almacenaje y dosificación para su incorporación a dos niveles:

  • Recepción de materias primas
  • Mezcla y homogenización

Hasta la fecha todos los aditivos líquidos venían incorporándose sobre mezcladora central, lo cual representaba una ventaja, ya que se trataba de dosificar un líquido sobre una carga definida de sólido.

Al ser la mezcla un proceso “BATCH´´ bastaría con hacer una medición precisa del aditivo líquido a incorporar y ajustarlo a un tiempo que no supusiera un retraso en el ciclo normal de mezcla.

 » Conseguida la mezcla homogénea, bastaría con una inyección en forma de spray que asegurara una buena difusión del aditivo líquido sobre la masa de harina en rotación dentro de la mezcladora. Todo ello aseguraría una buena dispersión del aditivo y, por tanto, una concentración uniforme y homogénea sobre toda la carga procesada en cada BATCH de mezclado.

Bien distinto es cuando se precisa incorporar aditivos líquidos en la recepción de la materia prima, la problemática es distinta, ya que la aplicación no se podía hacer sobre una carga definida y estática, sino sobre un flujo de material en movimiento.

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Figura 4. Cada líquido a incorporar en mezcladora central precisa de un circuito diferenciado y exterior a la misma.

Esta dinámica resulta más difícil de ajustar, ya que la incorporación del aditivo sobre la materia prima implica que se precisan ajustar dos caudales de forma muy equilibrada:

  • La materia prima en movimiento a “x” t/h
  • El aditivo líquido a “y” ppm sobre lo anterior

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Figura 5. Tolva de desfonde bajo piquera de recepción. La aplicación del aditivo líquido normalmente se ubica sobre el transportador de extracción

Normalmente el punto de aplicación seleccionado sería el transportador de tipo redler que extrae la materia prima de la tolva de descarga de granel y que traslada la misma al elevador de recepción para su posterior elevación y posterior distribución a silos de almacenamiento.

En la actualidad este sistema sigue en aplicación, normalmente integrado en el sistema de Control de Proceso y con niveles de funcionamiento y precisión que no representan problemas.

La incorporación de ingredientes líquidos en la sección del transportador de tipo redler es de muy extendida aplicación tanto en el tratamiento de:

  • Cereales con fungicidas
  • Harinas de oleaginosas y sub-productos de cereales con bactericidas

 

La formulación de los aditivos empleados es variable existiendo muchos productos comerciales en aplicación bajo registro. Las mezclas de ácidos orgánicospropiónico y fórmico a diferentes ratios- con o sin sales derivadas son las más extendidas aunque, como se ha mencionado anteriormente, el formaldehído es otra alternativa de uso muy extendida por su potencia inhibidora de crecimientos bacterianos no deseados en pienso terminado.

En cualquier caso, los aditivos anteriores siempre son productos de bajo pH especialmente cuando se trata de mezclas de ácidos orgánicos y, por tanto, son potencialmente corrosivos. Por lo cual, se precisa de instalaciones con equipamiento adecuado para evitar potenciales efectos de corrosión y el consecuente deterioro de dichas instalaciones así como de las áreas de aplicación -transportes y mezcladora-.

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Figura 6. Depósitos exteriores para recepción y dosificación de aditivos líquidos a proceso de fabricación

 

El empleo de acero inoxidable, así como materiales plásticos o derivados de petróleo, ha supuesto una solución efectiva frente a las instalaciones convencionales empleadas construidas en acero normal.

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Figura 7. Alternativas de recepción y almacenamiento para los aditivos líquidos son los IBC de plástico para capacidades de 1.000 litros

A pesar de ello, la utilización de este tipo de aditivos exige una pauta de Mantenimiento y Control de dichas instalaciones en la que se debe vigilar la ausencia de goteo o pérdidas de aditivo así como su adecuada dosificación y posterior homogenización en el producto final.

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La inclusión de aminoácidos líquidos se limita a lisina y metionina, y su aplicación se hace normalmente a nivel de mezcladora central debiendo tan solo tomarse la precaución de que se dosifiquen sobre el BATCH -carga de harina conocida en movimiento- de forma secuencial y nunca de forma simultánea ni entre ellos ni con ningún otro tipo de líquidos.

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Figura 8. Posición interior de inyectores en mezcladora de palas de doble eje para la incorporación de aditivos líquidos durante el proceso de mezcla

Esta pauta es fundamental para evitar problemas de reacciones indeseables entre aditivos de diferentes características químicas en el momento de su aplicación en spray dentro de la mezcladora.

 

Cada aditivo líquido a incorporar en la mezcladora deberá tener su propio circuito de incorporación independiente compuesto por:

  • Depósito de almacenaje y dosificación -acero inoxidable, plástico o fibra de vidrio-
  • Bomba de impulsión
  • Filtro
  • Caudalímetro -preferentemente másico y de alta gama-
  • Tubería de trasiego -preferentemente acero inoxidable y soldada-
  • Inyector para spray ubicado dentro de la mezcladora y con apoyo de aire comprimido para una perfecta difusión

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Figura 9. El equipamiento para bombeo y dosificación de los aditivos líquidos debe mantenerse siempre bajo vigilancia y preferentemente alojado en armario cerrado estanco construido en base metálica y con visualización desde el exterior

 

Como se ha expuesto anteriormente, se debe calcular muy bien que, dentro del ciclo de mezcla -150 a 240 segundos según equipo-, haya tiempo suficiente para que se puedan acometer los siguientes procesos de forma secuencial:

  • Tiempo de mezcla en seco -min 30 segundos-
  • Incorporación de 1º materia prima líquida
  • Incorporación de 2º materia prima líquida
  • Incorporación de nº materia prima líquida
  • Incorporación de 1º aditivo líquido
  • Incorporación de 2º aditivo líquido
  • Incorporación de nº aditivo líquido
  • Tiempo de mezcla final -min 30 segundos-

Aunque esto no siempre es fácil de conseguir, ya que cada vez son más los líquidos a inyectar en mezcladora:

  • Materias primas -aceites vegetales y grasas animales
  • – Aditivos -ácidos orgánicos, aminoácidos y surfactantes-

No se debe olvidar tampoco que la tendencia de futuro en la fabricación es la de acortar los tiempos de mezcla por lo que ya existen equipos en la actualidad que precisan tan solo de 90 segundos para lograr una mezcla homogénea.

En conclusión, no se debe olvidar que la adición líquida de aditivos y materias primas sobre mezcladora central nunca debe retrasar el ciclo de mezcla ya que eso implica pérdida de eficiencia y capacidad productiva del conjunto de la fábrica.

Cuando los tiempos disponibles se acortan y el número de líquidos aumenta, se precisa ampliar el caudal de las bombas de impulsión de cada líquido para lograr hacer una secuencia adecuada sin retrasar el ciclo de mezclado que, en definitiva, es el que va definir la capacidad de fabricación de pienso en harina de la fábrica.

 

Nota. En la segunda parte de este artículo, se revisaran dos importantes temas de actualidad en cuanto a manejo e incorporación de aditivos líquidos: Empleo de SURFACTANTES y productos TENSIOACTIVOS para la recuperación de pérdidas de humedad y mermas en proceso. Adición post-pelleting -PPA- de aditivos termolábiles como los ENZIMAS y AROMATIZANTES.

 

 

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