La forma y el tamaño de un gránulo de alimento es muy importante para el rendimiento de los animales. La molienda híbrida puede mejorar la durabilidad de los pellets, una distribución de tamaño de partículas más uniforme y un menor uso de electricidad. En este artículo explicamos lo que esto implica.
Los nutricionistas de animales están buscando la distribución óptima del tamaño de las partículas para los diferentes alimentos a fin de lograr una producción animal eficiente. La industria de producción animal utiliza frecuentemente dietas en forma de pellets. La calidad física de los pellets es uno de los muchos factores que determinan la calidad general del alimento. Se ha informado en docenas de artículos científicos que los efectos del tamaño de las partículas de los piensos en el rendimiento, la nutrición y la salud de los animales pueden mantenerse incluso después del peletizado. El consenso general entre los nutricionistas avícolas sugiere que el tamaño de las partículas de las dietas para pollos de engorde, basadas en granos de cereales, debería tener una distribución óptima del tamaño de las partículas entre 600 y 900 μm.
Tamaño de partículas gruesas para monogástricos y rumiantes
Los datos sugieren que la molienda fina aumenta la disponibilidad del material de alimentación para la reacción enzimática en el sistema digestivo, aunque con menores beneficios para la salud. Sin embargo, las pruebas científicas demuestran que una molienda más gruesa produce un tamaño de partícula más uniforme, lo que mejora el rendimiento de las aves alimentadas con las dietas de puré. El tamaño más grueso de las partículas tiene un efecto positivo en el desarrollo de la molleja que se asocia con una mayor actividad de molienda y motilidad intestinal y, por lo tanto, con una mejor digestión de los nutrientes. Las partículas más finas mejoran la calidad física de los gránulos, pero también aumentan el consumo de energía durante la molienda. También se observó un efecto positivo de las partículas gruesas de alimentación en la uniformidad del pH del rumen en la escala temporal de 2 a 23 horas. Sin embargo, los cereales agrietados, molidos gruesos o molidos finos no influyen en la digestibilidad de la materia seca en el ganado. Tanto el rendimiento como la digestibilidad del cerdo se ven influidos negativamente por las partículas más gruesas, en las que disminuye el aumento de peso y la ración de conversión alimentaria. La formación de úlceras en los cerdos disminuye al introducir las partículas más gruesas en las dietas, de 2 a 4 mm, sin embargo, el contenido de almidón en las heces de los cerdos aumenta. Esto puede explicar la pérdida de energía y la menor ganancia de masa corporal en los cerdos cuando se les alimenta con partículas gruesas de alimento. Un enfoque tecnológico diferente, la molienda de martillo en comparación con la molienda de rodillo, influyó en el mayor contenido de energía digestible en los cerdos destetados.
En la industria de producción animal es necesario que la producción de piensos sea eficiente y optimizada con respecto al gasto de energía durante la molienda y la fabricación de piensos. Es necesario realizar investigaciones sistemáticas sobre las relaciones del tamaño de las partículas de los piensos y la uniformidad de la dieta con el rendimiento general de los animales, la salud intestinal y la calidad física de los gránulos. El grado de molienda influye en las mejoras de la calidad técnica y nutricional hasta cierto nivel (Figura 1). Encontrar el equilibrio entre la calidad técnica y nutricional para cada especie animal es un desafío absoluto.
Figura 1 – Grado de molienda y mejora de la calidad técnica y nutricional de los piensos peletizados.
Efecto de la técnica de molienda
El objetivo principal de la investigación explicada en este artículo era optimizar la uniformidad del tamaño de las partículas y mejorar la calidad física de los pellets de trigo y cebada peletizados. Estos dos cereales fueron elegidos debido a su presencia típica en las dietas de alimentación animal. Las técnicas de molienda comparadas en esta investigación fueron la molienda con martillo, con un tamaño de pantalla de 3 mm y la molienda híbrida. La molienda híbrida se estableció mediante la molienda con rodillos de 1,5 mm de distancia entre 2 juegos de rodillos, como proceso de pre-molienda, y después el proceso de molienda con martillos con un tamaño de pantalla de 3 mm. El gasto de energía eléctrica se comparó entre esas 2 técnicas de molienda. También se registró el consumo total de energía después de la molienda y el peletizado. El registro del consumo de energía eléctrica durante la molienda y el peletizado se hizo con los sensores de pinza HIOKI. Las muestras recogidas después de la molienda (macerado) y después del peletizado y el enfriamiento (pellets) se sometieron a un tamizado en seco (macerado) y a un tamizado en húmedo (pellets) para examinar la posible influencia del proceso de peletizado en la distribución final del tamaño de las partículas en el producto. El índice de durabilidad de los pellets (PDI %) se midió con el comprobador de durabilidad de New Holmen para todas las muestras, que tenían un contenido de humedad igual al 12%.
Efecto de las diferentes técnicas de molienda
En este estudio, el consumo eléctrico total fue evidentemente aumentado al utilizar la técnica de molienda híbrida, debido a la deriva de 2 motores eléctricos utilizados para la molienda. Sin embargo, el consumo de electricidad durante la granulación no parece estar influido por la distribución del tamaño de las partículas, derivada de las diversas técnicas de molienda de los granos de trigo. Durante el peletizado de los granos de cebada, se observó una indicación menor de la disminución del consumo de electricidad (Figura 2) con la técnica híbrida.
Figura 2 – Consumo de electricidad durante la molienda y el peletizado.
Esta indicación podría explicarse por una distribución más uniforme del tamaño de las partículas, con un mayor porcentaje de partículas más gruesas (Figura 3) obtenidas después de la molienda híbrida. El proceso de peletización estaba influyendo evidentemente en la disminución de las partículas más gruesas y en la distribución más uniforme del tamaño de las partículas en los pellets de cebada. No se pudo observar la influencia de las técnicas de molienda en la distribución final del tamaño de las partículas en los pellets de cebada (Figura 4). Se detectó un efecto opuesto para el trigo, molido con la técnica híbrida y posteriormente peletizado, específicamente entre las partículas en el rango de 0,2 mm y 1 mm.
Figura 3 – Distribución del tamaño de las partículas de la masa después de la molienda realizada por el método de tamizado en seco.
Figura 4 – Distribución del tamaño de las partículas de los pellets realizada por el método de tamizado húmedo.
El índice de durabilidad de los pellets influyó positivamente
Tanto para los pellets de trigo como de cebada, la técnica híbrida de molienda tuvo un efecto significativo en la mayor durabilidad de los pellets. Los granos de trigo, molidos con la técnica híbrida y posteriormente peletizados, mostraron valores de PDI aumentados en promedio en un 0,9% en comparación con la técnica de molienda de martillo. En el caso de los pellets de cebada se observó una mayor durabilidad del 0,5% cuando se utilizó la técnica de molienda híbrida (Figura 5). Ese aumento del índice de durabilidad puede explicarse por un mejor empaquetamiento de las partículas durante la compactación en el proceso de peletización, y por los enlaces covalentes entre las partículas. La obtención de la geometría de las partículas después de la molienda híbrida y la interacción entre las partículas durante la compactación podrían influir en el flujo de los materiales molidos y en la interacción entre las moléculas activas de las partículas. Las fuerzas de atracción entre las partículas dependen de las propiedades de la superficie entre las partículas, definidas por las fuerzas de van der Waals. Además, la doble trituración definida como trituración híbrida, estaba quizás influyendo en las fuerzas electrostáticas desarrolladas a partir de los cambios en la superficie de las partículas. Tales fluctuaciones de las fuerzas electrostáticas dependen en gran medida de la conductividad de la superficie y, por tanto, de la carga de alto potencial de unión en la superficie de las partículas. El cambio óptimo de la geometría de las partículas y la distribución más uniforme del tamaño de las partículas, derivado de la molienda híbrida, puede influir en el aumento de la durabilidad por los enlaces entre las partículas, que pueden ser importantes durante la adsorción de las partículas entre sí. El punto de interacción aquí son los contactos físicos en los que la distancia es tan pequeña que los puentes de unión pueden formar varios sitios de interacción en una sola partícula y, por lo tanto, una mayor durabilidad.
Figura 5 – Índice de durabilidad de los pellets (%) influido por diferentes técnicas de molienda.
Reducir la factura de la electricidad
El molino de pienso promedio gasta alrededor de 61.000 euros anuales, sólo en la electricidad. El proceso de molienda y peletización contribuye enormemente a este gasto, por lo que es necesario examinar más de cerca la reducción del tamaño de las partículas mediante diferentes técnicas de molienda. Si se necesita una producción eficiente y optimizada, con respecto al gasto de energía para la molienda y la fabricación de piensos, es necesario explorar y seleccionar el modelo óptimo para las técnicas de molienda de acuerdo con unos pocos factores importantes. Esos factores están relacionados con la economía, la conveniencia, la utilización óptima del equipo, las condiciones de funcionamiento, las preferencias personales y, en general, la necesidad del producto. La molienda híbrida podría contribuir de manera significativa a una mejor calidad física y a facilitar la fabricación de piensos sólo si ese dispositivo híbrido utiliza sólo un motor eléctrico, o de otra manera sostenible.
El autor desea agradecer a Ismet Nikqi, el director de producción del Centro de Tecnología de Alimentos de la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida, por su hábil y valiosa ayuda en la elección de las técnicas de molienda que fueron seleccionadas para el experimento.
Las referencias pueden solicitarse al autor (dmilad@nmbu.no).
