Extrusión en Seco Vs Extrusión Húmeda

¿Cuál es la diferencia entre la extrusión en seco y la extrusión húmeda?

Para empezar, después de haber trabajado en esta industria durante más de 40 años, tanto en la extrusión en seco como en la húmeda han cambiado, ya que las mejoras en la maquinaria dieron como resultado la evolución de ambos estilos de producción.

Históricamente, la extrusión en seco era un diseño para uso en granjas y la fuente de energía era la fuerza en un tractor. La idea era procesar la soja principalmente para eliminar el inhibidor de la tripsina y aumentar la disponibilidad de aceite (por Joseph P. Kearns, JPKearns Consulting LLC, [email protected])  para que la soja con toda su grasa puediese usarse en alimentos "en la granja" con ningún efecto perjudicial para los animales

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Funcionó perfectamente para esta aplicación ya que las bajas tasas de producción coincidían con las necesidades de los agricultores. A medida que las fábricas de piensos se hicieron más disponibles y ventajosas, el sistema cambió para ser más apropiado con motores eléctricos y equipos de soporte circundantes, diseñados para la producción de alimentos. Estas primeras extrusoras en seco se encontraban en el rango de operación de alto cizallamiento

El alto cizallamiento fue crítico para la ruptura de los sacos de aceite en la soja, por lo que el aceite estaba más fácilmente disponible por su valor calórico en animales, predominantemente pollos. Dio la casualidad de que cuando se operaba a alto cizallamiento se lograba la temperatura para eliminar o reducir en gran medida el inhibidor de la tripsina en la soja, lo que es perjudicial para los pollos.

Se nota y se puede ver en las fotos que la Extrusión en Seco ha cambiado a lo largo de los años. Insta Pro de Iowa, EE. UU. es famoso por sus equipos de extrusión en seco, los cueles pueden tener incorporado un preacondicionador, aunque tienen modelos sin  preacondicionador.

La extrusora sin preacondicionador está diseñada para la preparación de ingredients, ya que tiene un dispositivo en el extremo de descarga de la extrusora que permite un mayor desarrollo de presión en el cilindro del extrusor,  pero no posee la capacidad para cortar y formar piezas extrusadas. Insta Pro es históricamente famoso por este diseño y su uso en la extrusión Full Fat Soybean y en la fabricación de ingredients.

El Insta Pro MS3000 que se muestra a continuación está diseñado para la fabricación de alimentos para mascotas y peces. Este modelo normalmente incluye un motor de accionamiento principal de 125 HP y tiene una capacidad de aproximadamente 600 a 1.500 kg / h según el producto producido.

En mi opinión, la adición de un preacondicionador ha mejorado la capacidad de estas extrusoras en seco , sin la opción de agregar agua o vapor como se podría desear. Los niveles que se pueden agregar potencialmente en este tamaño y diseño del preacondicionador serían limitantes, pero no tengo dudas de que se han aumentado las capacidades.

Además, la adición de una matriz y una cuchilla permite cortar y dar forma en el extremo de descarga de la extrusora. La adición de nivel de humedad para la extrusión en seco puede suceder en cualquier parte. La tecnología de extrusión húmeda también ha sufrido enormes cambios y ahora se puede definir como operar una extrusora con un intervalo de entre cero y aproximadamente 10 por ciento agregado, y la humedad puede variar entre un 20 por ciento a más de 50 por ciento

Históricamente las humedades del extrusor estuvieron entre el 10 y el 20 por ciento. Esta declaración se basa en mi conocimiento del proceso y el reclamo de menos secado, así como la apariencia de algunos productos. Menor humedad, alto cizallamiento y, por ende, alimentos altamente expandidos.

La tecnología de extrusión húmeda también ha experimentado enormes cambios y ahora se puede definir como operar una extrusora desde el 20 por ciento a más del 50 por ciento de rangos de humedad. Históricamente era un rango mucho más bajo, de 20 a  30 por ciento de humedad, rangos típicos para extrusoras de un solo tornillo de alta capacidad.

Con el paso de los años, los avances de preacondicionamiento han cambiado en gran medida las entradas de humedad y vapor. Cilindros de un solo eje simple, cilindros de doble diámetro con tamaños de eje diferencial; las direcciones de rotación y las posibilidades de cambio de velocidad han mejorado en gran medida la penetración de la humedad y la inclusión de ingredientes de alta humedad en el proceso de extrusión.

Los tambores del extrusor también cambiaron para coincidir con los avances en los cilindros de acondicionamiento. Los avances en los cilindros acondicionadores aumentaron el tiempo de retención, la entrada de humedad y la utilización del vapor en base a estos avances.

Por lo tanto, el alimento que está en el  cilindro tenía un nivel más alto de cocción y daba como resultado una prueba para justificar qué humedad utilizar. Demasiado bajo, 11.1 por ciento M , teniendo en cuenta que el alimento balanceado es una estructura de celda abierta, puede traer como resultado un exceso de finos.

Demasiada agua, 35.0 por ciento M,  la densidad del alimento aumenta, y la cocción baja por exceso de humedad en este caso. En el rango bajo del 20 por ciento M, el producto muestra cierta deformidad en la forma, mientras que el punto dulce parece estar en el rango entre el 25 y el 28 por ciento M. Esta es la gama que proporcionó las condiciones de operación más eficientes para la calidad, la durabilidad, el consumo de energía y la capacidad máxima, etc.

La mejor extrusora en este momento para lograr un alto uso de humedad es la Wenger Thermal Twin Screw, la cual puede manejar más del 50 por ciento de humedad y más del 50 por ciento de inclusión de carne fresca en la fórmula. Esta extrusora altamente modificada y avanzada con un preacondicionamiento avanzado, utiliza vapor para la cocción,  en lugar de cizalla en el cilindro del extrusor para el desarrollo de la fricción y la  generación de calor. Debe tenerse en cuenta que el motor de accionamiento principal es aproximadamente un cuarto del tamaño para capacidades comparables, cuando se utiliza la cizalla o la cocción por fricción.

En resumen, Insta-Pro y Wenger se usaron como ejemplos para este debate, ya que ambas han liderado la industria en extrusión con sus diseños o estilo de extrusoras. Hay muchos diseños, modelos, tamaños y una gama completa de capacidades en una amplia variedad de dispositivos de extrusión. Los requisitos de los compradores de equipos tienen diferentes conjuntos de especificaciones de operación y, por lo tanto, todas estas gamas de máquinas o herramientas comerciales tienen un lugar en la industria.

Autor:  Joseph P. Kearns, JPKearns Consulting LLC,

Email: [email protected] 

Fuente: All Extruded