Ahorro de gastos en el recubrimiento al vacío utilizando el ejemplo de la producción de piensos para animales de compañía y peces
Ahorro de gastos en el recubrimiento al vacío utilizando el ejemplo de la producción de piensos para animales de compañía y peces
Akahl
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Para la adición de líquidos en la producción de piensos, la pulverización al final de la línea de producción (PPA - post-pelleting application) se ha establecido en los últimos años. En caso de que haya que añadir una cantidad de líquido superior al 7-8% a los pellets, es inevitable aplicar el vacío después de la pelletización o la extrusión. En comparación con la pulverización de pellets en atmósfera normal, se puede introducir entre un 30 y un 75% más de líquido en un producto sin que haya líquido en la superficie. En la aplicación al vacío, el medio líquido no sólo se liga a la superficie, sino que penetra en el núcleo de los pellets por las superficies de rotura porosas y los poros. Así, es posible añadir hasta un 30-40% de grasa en los piensos extruidos y un 8-10% en los piensos pelletizados. Las enzimas y otros ingredientes activos también pueden añadirse en pequeñas cantidades, ya sea directamente o en una mezcla líquida.
El proceso de recubrimiento al vacío se desarrolló en la década de 1990 para la industria de los piensos para salmones en Noruega y ahora, 30 años después, también se utiliza para la producción de piensos para animales de compañía y aves así como en la industria alimenticia. Los tipos más comunes de recubridores al vacío hasta la fecha son los mezcladores de paletas de doble eje y los mezcladores cónicos. Los puntos críticos de estos diseños de mezcladores, conocidos desde hace tiempo, son la elevada formación de finos debido a la agresividad de las herramientas de mezclado, la higiene insuficiente (adhesiones, rincones muertos) y el elevado consumo específico de energía mecánica. Debido a estos puntos y a las exigencias resultantes del mercado, el fabricante de máquinas AMANDUS KAHL ha reconsiderado este proceso y ha desarrollado una nueva tecnología para el recubrimiento al vacío.
El nuevo recubridor al vacío, el Gentle Vacuum Coater GVC, consiste en un tambor mezclador rotativo que gira alrededor de su propio eje en diferentes posiciones durante los respectivos ciclos de trabajo. El interior de la máquina no cuenta con herramientas mecánicas de mezcla que giren por separado, lo que ofrece la máxima protección del producto y la mínima rotura y abrasión. Este es un aspecto crucial, ya que los finos resultantes pueden provocar adhesiones y, debido a la mayor superficie, también aglutinarían más líquido y, por tanto, tenderían a un exceso de concentración. La tapa del mezclador del GVC contiene tanto las boquillas rociadoras para hasta diez líquidos como una junta de goma especial para sellar durante la generación del vacío. Una vez que se ha generado un vacío suficiente de hasta 50 mbar abs. en la máquina, el líquido se pulveriza sobre el riñón de producto que se forma durante el proceso de mezclado. A continuación, se mezcla suavemente según el principio de caída libre. El tambor mezclador se vacía mediante un movimiento giratorio vertical. Con el tipo de máquina GVC 1000, este proceso se ha puesto en marcha recientemente en la fábrica del mayor productor de piensos del mundo. En el centro de producción de Tailandia, la máquina se utiliza para refinar los piensos extruidos para peces.
El funcionamiento continuo in situ ha confirmado que, en comparación directa con un mezclador de paletas de dos ejes, el Gentle Vacuum Coater GVC puede lograr una calidad de producto consistente a la vez que produce menos pellets partidos y finos. Un análisis de los datos de funcionamiento muestra que esta máquina puede conseguir un enorme potencial de ahorro en los gastos de producción.
Ahorro de gastos gracias a la reducción de pellets partidos y finos
Desde el punto de vista de los operadores de las plantas, los finos son un factor de coste que no debe descuidarse. En la producción de piensos para peces y piensos para animales de compañía, la regla general en Europa Central es de 25 euros/t de finos reciclados. La razón es que en el llamado reciclaje en seco, los finos tienen que volver a añadirse proporcionalmente antes de la molienda y, por lo tanto, tienen que pasar de nuevo por todo el proceso. Esto significa que toda la energía del proceso mecánico y térmico se utiliza de nuevo. A esto hay que añadir los costes de desgaste, mantenimiento y personal, así como la pérdida de capacidad de producción debida a estos finos.
Utilizando un ejemplo de una planta de piensos para peces de tamaño medio, una producción anual de 80.000 t/a da como resultado un 1-3% de finos cribados de los pellets acabados. Las causas de los finos producidos son, además del esfuerzo de los pellets provocado por el transporte mecánico, sobre todo el esfuerzo mecánico durante el recubrimiento al vacío (por ejemplo, en el mezclador de paletas de doble eje). Estos finos del 1-3% resultan en una cantidad total de 800 - 2.400 t/a en el ejemplo de planta de producción mencionado. Calculado con el valor mencionado de 25 euros/t de finos, esto da como resultado unos costes de reciclaje de 20.000 - 60.000 euros/a para esta planta de producción.
Se ha demostrado que al utilizar el Gentle Vacuum Coater en comparación con un mezclador de paletas de doble eje, la generación de finos durante el recubrimiento al vacío puede reducirse a menos del 0,1% de media. Así, el potencial de ahorro anual para una planta de producción es evidente.
Otro problema son los finos que se producen tanto en el transporte de los piensos a la piscifactoría como durante la cría de los peces al utilizar sistemas de alimentación automatizados. Especialmente en el caso del transporte neumático a presión desde el barco de transporte hasta las jaulas marinas flotantes, como se utiliza con frecuencia en Escandinavia, por ejemplo, el esfuerzo de los pellets es muy elevado. Un esfuerzo preliminar excesivo de los pellets en el recubridor al vacío puede dar lugar a "microgrietas" en la estructura de los pellets del pienso acabado. Estas grietas conducen a un mayor agrietamiento de la estructura del pellet después de la entrega al piscicultor debido al transporte neumático a presión (velocidades del aire >30 m/s). Esto provoca la rotura de los pellets y una nueva formación de finos. Esta fracción no puede ser ingerida por los peces y reduce la tasa de conversión del alimento (FCR). En el caso de los sistemas RAS (sistemas de recirculación de acuicultura), esto también conduce a un ensuciamiento excesivo de los sistemas de filtrado en el sistema de tratamiento del agua. Esta pérdida de alimento y los costes de pérdida resultantes para el criadero suelen ser bastante más elevados que el ejemplo calculado anteriormente, dependiendo del tamaño de la piscifactoría.
Utilizando el ejemplo de una granja de salmón escandinava de tamaño medio que consta de 6 a 10 jaulas marinas flotantes, se alimentan hasta 40 toneladas de pellets por un valor aproximado de 60.000 euros al día, dependiendo de la temperatura del agua. Estos gastos de piensos dan una idea de las dimensiones en las que el piscicultor puede ahorrar evitando las microgrietas y los finos resultantes.
Ahorro de gastos gracias a la reducción del consumo de energía
Además, el diseño del nuevo Gentle Vacuum Coater GVC supone un ahorro potencial en el consumo de energía. En comparación con otros diseños de recubridores al vacío del mismo tamaño, el GVC, accionado por un motor de 4 kW, requiere hasta un 80% menos de potencia de accionamiento. Además, en la versión estándar, todos los motores de accionamiento de todo el sistema funcionan con convertidores de frecuencia (recubridor al vacío, bomba de vacío, bombas de líquido), lo que puede ahorrar otro < 40% de energía por motor de accionamiento.
Ahorro de gastos gracias a la limpieza automática (CIP)
Dado que el recubrimiento al vacío se lleva a cabo al final de la línea de producción, los requisitos de higiene y limpieza son elevados para evitar la contaminación. En comparación con los diseños de mezclador de paletas de doble eje y mezclador cónico, el GVC tiene un alto grado de autolimpieza, ya que todo el tambor mezclador está permanentemente en contacto con el producto. Esto significa que no hay rincones muertos. En el caso de que, no obstante, sea necesaria la limpieza con un líquido de purga, por ejemplo tras el uso de aditivos medicinales u otros aditivos críticos, el sistema GVC ofrece un programa de limpieza totalmente automático de acuerdo con CIP (limpieza in situ). La particularidad es que este proceso de limpieza no requiere personal para realizar los trabajos de desmontaje y limpieza de la máquina. Un líquido de limpieza a base de agua se añade al GVC de forma completamente automática. Tras un breve proceso de lavado, el líquido se drena automáticamente en una salida separada y se desecha. Esto supone un importante ahorro de personal de mantenimiento, así como una reducción de los tiempos de parada.
Resumen
Dependiendo del ejemplo de aplicación y del tamaño de la planta, el recubrimiento al vacío ofrece un potencial de ahorro en los gastos de funcionamiento en muchos aspectos. Estos pueden calcularse fácilmente para cada aplicación.