El dosaje y el mezlado son dos de los procedimientos principales en la molienda de piensos. Hacerlos bien puede tener un impacto significativo en la calidad del alimento y en la rentabilidad del proceso.

El diseño de este proceso depende del número y las propiedades de los ingredientes, las tasas de dosis y el rendimiento requerido. Los ingredientes para la producción de piensos generalmente se mezclan en un lote, debido a la cantidad de ingredientes y los cambios frecuentes en la formulación del alimento; aunque el número de ingredientes puede variar, se pueden clasificar diferentes grupos:

  • Pricipales Ingredientes (soja, maíz y trigo, etc., típicamente> cinco por ciento de la formulación)
  • Minerales y aditivos principales (piedra caliza, sal, fósforo, etc., de uno a cinco por ciento de la formulación)
  • Micro ingredientes (aminoácidos, vitaminas,
  • Medicación (<< 0.1 por ciento)

La mayoría de estos ingredientes (típicamente> 95 por ciento) se agregan como masa seca. Los ingredientes secos a granel se pesan en escalas por lote y la precisión de las escalas depende de sus rangos de pesaje. Por lo tanto, se necesitan básculas individuales con rangos de pesaje correspondientes y apropiados para pesar los ingredientes principales, menores y micro (Reglamento (CE) nº 183/2005 del Parlamento Europeo, Anexo II).

Los ingredientes secos a granel se cargan en el mezclador después de dosificar y pesar al comienzo del ciclo de mezclado. Ciertos ingredientes se agregan como líquidos (aceite, grasa, melaza, agua, ácidos y otros aditivos, generalmente

Para garantizar el funcionamiento continuo de las fábricas de pellets, la capacidad de la línea de mezcla por lotes se definirá en función de la capacidad de diseño de la línea de peletización.

Capacidad de línea de mezclado

La capacidad de producción de la fábrica de piensos se define en función de los procesos continuos en toneladas por hora. Para el equipo de la línea de mezcla, esto debe transferirse a lotes por hora, ya que la mezcla es un proceso por lotes.

Cada salida dada se puede cumplir variando el tamaño del lote y la frecuencia del lote. El tamaño del lote se define en unidades de peso, ya que los lotes a granel se ensamblan en escalas; sin embargo, el equipo para el transporte, almacenamiento, dosificación y mezcla de estos lotes a granel se define principalmente por el volumen del lote:

  • El equipo de dosificación debe estar diseñado para dosificar el volumen de ingredientes a granel en el tiempo de dosificación asignado
  • Las tolvas de escala deben diseñarse para adaptarse al volumen del lote de acuerdo con sus capacidades de pesaje
  • Las tolvas antes y después de la mezcladora y la mezcladora en sí deben diseñarse para adaptarse al volumen total del lote
  • Los mezcladores deben estar diseñados para permitir una tasa de llenado adecuada en el volumen del lote completo, a fin de obtener una homogeneidad de mezcla óptima dentro del tiempo de mezcla asignado
  • El equipo de transporte después de la mezcladora debe estar diseñado para transmitir el volumen total del lote dentro del tiempo del ciclo

Si bien los tamaños de las mezcladoras en las fábricas de alimentos varían de menos de una tonelada (2,000 litros) a 10 toneladas (20,000 litros), el tiempo de mezcla puede variar de unos 60 segundos a cuatro a cinco minutos (o incluso más) dependiendo del diseño del mezclador y expectativas de calidad

Un mezclador de paletas puede alcanzar un nivel de homogeneidad comparable en menos de 60 segundos, mientras que toma más de 200 segundos alcanzar un buen Coeficiente de variación en un mezclador de doble cinta.

Teniendo en cuenta los requisitos de tiempo para el llenado y la descarga de la mezcladora, pueden resultar tiempos de ciclo totales de dos a seis minutos. En consecuencia, se pueden producir aproximadamente 10-30 lotes por hora.

Secuencia temporal del proceso por lotes

La secuencia de tiempo del proceso de mezcla por lotes se puede estructurar aproximadamente en cuatro bloques:

1 - Tiempo de dosificación

2 - Tiempos de llenado y descarga del mezclador.

3 - Tiempo de mezcla

4 - Tiempo de descarga del contenedor después del mezclador

Una mirada cercana a la secuencia de tiempo mejora la comprensión del proceso por lotes:

  • El tiempo de dosificación es más corto que el tiempo de mezclado; por lo tanto, el lote posterior estará listo para ser llenado en el mezclador tan pronto como se descargue el mezclador
  • El sistema de adición de líquido está diseñado para permitir una mezcla suficiente de componentes secos antes de que comience la pulverización de líquidos y proporciona un tiempo de mezcla final después de que se detenga la pulverización
  • La línea de transporte después del mezclador está diseñada para descargar el lote de la tolva de compensación después del mezclador dentro del tiempo de mezclado del siguiente lote.

Parámetros del proceso y tamaño del lote.

Cambiar el tamaño del lote afecta el tamaño del equipo involucrado:

  • El tamaño del mezclador aumenta proporcionalmente con el tamaño del lote, al igual que la producción por hora aumentará, asumiendo un número constante de lotes por hora
  • Si el tiempo de dosificación aumenta proporcionalmente con el tamaño del lote y el equipo de dosificación no experimenta cambios
  • Si se acorta el tiempo de mezclado, para aumentar el rendimiento (en lugar de aumentar el tamaño del lote), esto reducirá el tiempo de dosificación. Para dosificar las mismas cantidades en un tiempo más corto, el equipo de dosificación debe ser aumentado, y la precisión de la dosificación disminuirá en relación con el tamaño del lote. Duplicar el diámetro de un alimentador de tornillo aumentaría la salida y el error de dosificación aproximadamente por el factor cuatro
  • La precisión de pesaje se relaciona directamente con el tamaño del lote. Por ejemplo, para una báscula con una resolución de 3.000 dígitos y un rango de pesaje de tres toneladas, la lectura más pequeña será de 1 kg. Con un rango de pesaje de seis toneladas, la lectura correspondiente será de 2 kg.
  • El tiempo de mezcla está mucho más influenciado por el diseño del mezclador (además de los parámetros relacionados con el producto) que por el tamaño del lote. Con el mismo diseño de mezclador básico, el acortamiento del tiempo de mezcla puede tener un efecto negativo en la homogeneidad de la mezcla.
  • El tiempo de pulverización, al igual que el tiempo de dosificación, aumenta proporcionalmente con el tamaño del lote con el mismo equipo de pulverización. La adición de líquidos tiene sus restricciones, ya que los líquidos solo se pueden rociar sobre la superficie de la mezcla dentro de la mezcladora, mientras que el tamaño del lote aumenta con el volumen de la mezcladora. Con el tamaño del lote, el tiempo de rociado aumentará en relación con el tiempo de mezclado con efectos negativos en la calidad de la mezcla. Tales efectos son más fuertes con un diseño de mezclador moderno y un tiempo de mezcla más corto
  • El tiempo de llenado y descarga es relativamente corto y no se ve afectado en gran medida por el tiempo de ciclo del lote. Generalmente, con un número creciente de lotes por hora, las pérdidas por cambio de lotes aumentarán en relación con el tiempo total de producción.

Otro aspecto relacionado con la calidad es el "traspaso de productos". Dependiendo del diseño y mantenimiento del equipo, cada vez que se cambien los lotes, el producto del que se descarga se mantendrá y se transferirá al siguiente lote.

Si bien se mantiene constante la producción por hora, existe una tendencia a un aumento del arrastre cuando el tamaño del lote disminuye y aumenta el número de lotes por hora.

Una consideración adicional es que, con un número creciente de lotes por hora, el desgaste aumentará en las piezas que se utilizan al cambiar los lotes. Estas incluyen compuertas deslizantes, pistones neumáticos y accionamientos y accionamientos eléctricos.

Tamaño de lote y ciclo

La consecuencia más crítica de aumentar el número de lotes por hora es la reducción del tiempo de mezclado, en relación con el tiempo de ciclo del lote.

Si el tiempo de llenado y descarga de la mezcladora es de 30 segundos en total, aumentar el número de ciclos de lotes tendría un impacto negativo en el tiempo de mezclado de la red. Con 10 lotes por hora, se necesitarían 300 segundos o cinco minutos por hora para llenar y descargar el mezclador. 55 minutos serían el tiempo neto de mezcla para producir una buena homogeneidad de la mezcla. Con 30 lotes por hora, se necesitarían 15 minutos cada hora para cambiar los lotes, lo que significa que solo quedarán 45 minutos para producir una mezcla de buena calidad. El aumento de la frecuencia de lotes por encima de 15 lotes por hora causa un tiempo de inactividad excesivo para cambiar los lotes a expensas de la dosificación productiva, la pulverización y el tiempo de mezcla.

Segmentación del tiempo de mezclado.

Para obtener una buena homogeneidad de mezcla con una segmentación de ciclo de lotes equilibrada, es importante considerar el orden y el momento en que se agregan los ingredientes. El tiempo de mezclado comienza después de que se hayan agregado todos los ingredientes secos.

Al llenar la mezcladora, primero deben agregarse macro ingredientes. Esto asegura una buena distribución en la masa. En algunos mezcladores hay zonas muertas que no se mezclan cerca del fondo; estos se llenarían con micro ingredientes si se agregaran primero. Las pérdidas de micros por lote, debido a que las compuertas del mezclador no están ajustadas al 100 por ciento cuando están cerradas, también se reducirán si se agregan sobre los macro ingredientes

Para los micro ingredientes, como los aminoácidos y las vitaminas, una buena distribución, así como la dosificación exacta y evitar el arrastre, es fundamental para la alta calidad del alimento y garantiza un buen rendimiento de crecimiento y estado de salud de los animales.

Agregar líquidos demasiado pronto dentro del ciclo de mezclado afectará la homogeneidad de todos los ingredientes. Una vez que los líquidos se pulverizan en el mezclador, el tamaño de las partículas aumenta, debido a la adhesión entre las gotas de líquido y las partículas secas.

Al agregar líquidos, los líquidos solubles en agua se deben rociar antes que los líquidos solubles en grasa. Los líquidos solubles en grasa cubrirán la superficie de los gránulos de puré seco y, por lo tanto, evitarán la absorción de otros líquidos. Esto significa que los líquidos se mantendrán en la superficie y formarán grumos y apelmazamientos en la superficie de la mezcladora y en las herramientas de mezclado (paletas y cintas).

Tasa de llenado del mezclador

Los fabricantes de mezcladores generalmente recomiendan una tasa de llenado de 70 a 85 por ciento. Específicamente, con los mezcladores de doble cinta, es importante tener en cuenta que la cinta interna siempre debe estar cubierta con un pantalla. Si la velocidad de llenado cae por debajo de este nivel, la dinámica de mezclado de la cinta interna se ve afectada negativamente, y el producto se acumulará a un lado de la mezcladora

Si los mezcladores se llenan en exceso, la distancia de las boquillas de rociado a la mezcla disminuye y los líquidos cubrirán una superficie más pequeña. El agrupamiento se producirá porque el volumen de líquidos superará la capacidad de absorción específica de la masa.

Con una baja tasa de llenado, los líquidos rociados sobre las herramientas de la mezcladora y las paredes laterales causarán el apelmazamiento que eventualmente se trasladarán a los siguientes lotes.

Por lo tanto, se recomienda utilizar una tasa de llenado mínima de más del 60 por ciento, aunque los fabricantes pueden afirmar que dichos mezcladores funcionan bien por debajo del 50 por ciento. La mezcla solo absorberá los líquidos y mantendrá las herramientas del mezclador limpias, si las herramientas del mezclador están bien cubiertas debajo de la matriz de rociado.

Test de precisión en la producción de piensos.

El alimento compuesto asegura que los animales reciban niveles adecuados de energía y nutrientes. En la producción animal moderna, el alimento compuesto también se utiliza para aplicar tratamientos médicos profilácticos para mantener la salud animal.

Los consumidores prestan mucha atención a la seguridad alimentaria y, como parte de la cadena alimentaria, la producción de piensos debe cumplir ciertos estándares y cumplir con las normas básicas y las mejores prácticas. Muchos países han emitido regulaciones específicas con pautas adicionales para la industria de piensos, para salvaguardar este cumplimiento. La trazabilidad, la higiene y la precisión de trabajo son las palabras clave que abordan estas directrices.

Diferentes conceptos han evolucionado para satisfacer las necesidades de los clientes y para hacer frente a los requisitos reglamentarios no solo para producir una calidad adecuada, sino también para verificarla periódicamente. El objetivo de estos conceptos es evaluar la homogeneidad de la mezcla del mezclador por lotes midiendo el "coeficiente de variación" de un trazador agregado a la mezcla. Por ejemplo, nuestra prueba de precisión de trabajo AMINOBatch® utiliza aminoácidos suplementarios como marcadores para evaluar el coeficiente de variación en el proceso de mezcla de lotes.

Conclusiones

La dosificación y la mezcla son procesos centrales en la fábrica de piensos con un alto impacto en el rendimiento y la calidad del alimento Los aspectos conflictivos del equipo y el diseño del proceso deben conciliarse para encontrar un equilibrio aceptable entre la rentabilidad y la producción de buena calidad.

Con tiempos de ciclo de lotes inferiores a cuatro minutos, la relación entre el tiempo necesario para cambiar los lotes y el tiempo de mezcla neto se desequilibra a expensas de la precisión de la dosificación, la homogeneidad de la mezcla y la estabilidad del proceso, lo que genera mayores riesgos para la calidad del alimento.

La tendencia de la industria de acelerar el proceso de procesamiento por lotes requiere una atención especial con respecto a la segmentación del ciclo de dosificación y mezcla. Es decir, los sistemas de adición de líquidos pueden convertirse en un cuello de botella: un tiempo de lote más corto da como resultado un tiempo de mezcla y pulverización más corto. El factor limitante para la pulverización de líquidos es la capacidad de la mezcla para absorber líquidos agregados a altas tasas de dosis.

Con la adición de líquido, es muy importante verificar y mantener una buena tasa de llenado del mezclador. De lo contrario, resultarán grumos y apelmazamientos en las paredes y herramientas del mezclador.

En la producción de piensos es importante verificar la precisión de trabajo del proceso de dosificación y mezcla para garantizar una producción de calidad. Si se ejecutan bien, estas pruebas brindan la oportunidad de identificar el potencial de optimización en el proceso y la operación del equipo, así como en el mantenimiento.

Autor: Detlef Bunzel, Evonik, Alemania Fuente: International Aquafeed

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