ES2578784T3 - Procedimiento de preparación de pienso animal - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de fabricación de un suplemento de pienso animal, que es un sólido vítreo, que comprende el procesamiento de una composición líquida que contiene hidratos de carbono para inducir craqueo y evaporación y, de ese modo, formar una composición líquida concentrada; y solidificar la composición líquida concentrada para formar el suplemento de pienso animal; en el que la composición líquida que contiene hidratos de carbono se procesa mediante alimentación continua de la composición líquida que contiene hidratos de carbono en un primer extremo (de entrada) de un procesador de película fina, sometiendo la composición líquida que contiene hidratos de carbono a craqueo y evaporación dentro del procesador de película fina y retirando continuamente la composición líquida concentrada desde el segundo extremo (de salida) del procesador de película fina, en el que la composición líquida concentrada tiene un contenido de humedad de 2 a 8 %.

Description

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de maíz, aceite de palma y destilado de ácidos grasos de palma (PFAD). En una realización, la composición líquida comprende de 1 a 10 % de aceite de soja. En una realización, la composición líquida comprende de 1 a 20 % de aceite de palma. En una realización adicional, la composición líquida comprende de 85 a 90 % de melaza de caña de azúcar y de 10 a 15 % de aceite de palma. El aceite puede usarse para incrementar el contenido de energía del suplemento para pienso resultante, por ejemplo, para producir un BHB de alta energía. Además, se ha encontrado que el uso de aceite aumenta la temperatura de entrada óptima. En una realización en la que la composición líquida comprende aceite, la temperatura de entrada es de 60 a 80 ºC, o de 60 a 70 ºC. En algunas realizaciones en las que la composición líquida no comprende aceite y/o consiste en melaza de caña y de remolacha, la temperatura de entrada es de 40 a 70 ºC o de 40 a 50 ºC. Si la grasa es sólida a temperatura ambiente, es conveniente fundirla antes de mezclar con los otros ingredientes de la composición líquida.
La melaza puede contener gomas de origen natural y, por lo tanto, se ha encontrado que el uso de glicerol, urea, y tensioactivo facilita el paso de la composición líquida a través del PPF. El uso de glicerol, urea, y/o tensioactivo es especialmente beneficioso cuando la composición líquida comprende al menos 95 % de melaza.
En una serie particular de realizaciones, la composición líquida comprende de 0 a 5 %, de 0,2 al 3 %, de 0,3 a 2 %, de 0,5 a 1,5 %, o de 0,7 a 1,2 % de glicerol. El glicerol tiene propiedades humectantes y el uso de glicerol produce un bloque que es ligeramente más blando. Esto es útil en condiciones de invierno cuando el BHB es propenso a la congelación, lo que restringe la ingesta.
En realizaciones particulares, la composición líquida comprende de 0 a 2 %, de 0,1 a 1,5 % o 0,5 a 1 % de urea.
En realizaciones particulares, la composición comprende de 0 a 0,5 %, 0,01 a 0,3 o de 0,05 a 0,2 % de tensioactivo que reduce la tensión superficial y, por lo tanto, la viscosidad de las mezclas de melaza y facilita el procesamiento.
La MSC, el jarabe de mosto claro y el permeado de suero de la leche son "extensores” útiles. Por ejemplo, se pueden emplear junto con ingredientes más costosos tales como melaza.
En realizaciones concretas, la composición líquida comprende de 0 a 40 %, de 1 a 25 %, de 3 a 20 %, de 4 a 15 %,
o de 5 a 10 % de MSC. La MSC, que es más rica en proteínas que la melaza de caña, es útil como "extensor" económico y podría utilizarse como componente principal de la composición líquida, pero es menos rica en materia seca y tiene un contenido de azúcar menor la materia seca y se reduce la velocidad a la que se produce el producto deshidratado y procesado.
En realizaciones concretas, la composición líquida comprende de 0 a 40 %, de 1 a 15 %, de 3 a 10 %, de 5 a 8 %, o de 4 a 6 % de permeado de suero de la leche.
En realizaciones concretas, la composición líquida comprende de 0 a 30 %, de 1 a 15 %, de 3 a 10 %, de 5 a 8 %, o de 4 a 6 % de jarabe de mosto claro.
Se pueden añadir aditivos al líquido que contiene hidratos de carbono antes de que se trate en el PPF y/o a la composición líquida concentrada al retirarla del PPF. Independientemente del momento de la adición, en una serie de realizaciones, el suplemento para pienso animal resultante comprende uno o más de los ingredientes enumerados en la siguiente tabla.
Ingrediente
Intervalo de inclusión (%)
Melaza de caña de azúcar
0 – 100
Melaza de remolacha
0 – 100
Melaza soluble condensada
0 – 40
Glicerol
0 – 1,5
Aceite de soja
0 – 10
Aceite de palma
0 – 25
Destilado de ácidos grasos de palma
0 – 20
Permeado de suero de leche
0 – 40
Jarabe de mosto claro
0 – 40
Urea
0 – 2
Tensioactivo
0 – 1,0
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Por lo tanto, el procedimiento puede adaptarse a una amplia variedad de materias primas y aditivos, y la lista anterior no es exclusiva.
De acuerdo con un aspecto relacionado de la invención (no reivindicado en el presente documento), se proporciona un suplemento para pienso animal producible mediante el procedimiento del primer aspecto.
En una realización, el suplemento es un bloque vítreo (cristalino) de hidratos de carbono que comprende aditivos en su interior.
En una realización, el suplemento comprende uno o más de glicerol, urea y tensioactivo, y cualquier combinación de los mismos.
En una realización, el suplemento comprende de 3 a 20 % de grasa.
De acuerdo con un aspecto relacionado de la invención (no reivindicado en el presente documento), se proporciona un sistema de aparatos para la fabricación de un suplemento para pienso animal, que comprende: un procesador de película fina para el procesamiento de una composición líquida que contiene hidratos de carbono para formar una composición líquida concentrada, teniendo el procesador de película fina que tiene una entrada para recibir la composición líquida que contiene hidratos de carbono y una salida para retirar la composición líquida concentrada; y uno o más de los siguientes:
(a)
un intercambiador de calor para elevar la temperatura de la composición líquida que contiene hidratos de carbono antes de la transferencia al procesador de película fina, teniendo el intercambiador de calor una entrada y una salida y la salida del intercambiador de calor que alimenta la entrada del procesador de película fina;
(b)
un homogeneizador para homogeneizar la composición líquida que contiene hidratos de carbono para formar una suspensión o emulsión uniforme antes de la transferencia al procesador de película fina, teniendo el homogenizador una entrada y una salida, y la salida del homogeneizador alimenta la entrada del procesador de película fina;
(c)
un enfriador para reducir la temperatura de la composición líquida concentrada a 90 ºC o menos a la salida del procesador de película fina, teniendo el enfriador una entrada y una salida, y la salida del procesador de película fina alimenta la entrada del enfriador.
En una realización, el enfriador reduce la temperatura de la composición líquida concentrada a 80, 75, 70 o 65 ºC en la retirada del procesador de película fina.
En una realización, el sistema comprende el procesador de película fina (PPF), el intercambiador de calor y el homogeneizador. En una realización particular, el homogeneizador se encuentra entre el intercambiador de calor y el procesador de película fina.
En una realización, el sistema comprende el PPF, el intercambiador de calor y el enfriador.
En una realización, el sistema comprende el PPF, el homogeneizador y el enfriador.
En una realización adicional, el sistema comprende el PPF, el intercambiador de calor, el homogeneizador y el enfriador.
En una realización, el sistema comprende, además, un mezclador para mezclar la composición líquida concentrada con uno o más aditivos, teniendo el mezclador una entrada y una salida, y la salida del PPF alimenta la entrada del mezclador.
Se entenderá que un tanque alimentador puede estar situado entre el homogeneizador y el PPF y/o entre el intercambiador de calor y el PPF con el fin de almacenar la composición líquida calentada/homogeneizada durante un corto tiempo antes de la transferencia al PPF.
A continuación se describirán formas de realización de la invención con referencia a las figuras adjuntas.
La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de acuerdo con una realización de la invención.
La Figura 2 es un diagrama de un procesador de película fina (PPF) adecuado para su uso en el procedimiento de la invención.
Los numerales de referencia mostrados en las figuras son como sigue:
Ref. del elemento
Descripción Ref. del elemento Descripción
1
Silos de almacenamiento 19D Motor impulsor
2
Transportadores de tornillo 19E Entrada
(continuación)
Ref. del elemento
Descripción Ref. del elemento Descripción
3
Premezclar las adiciones a mano 19F Salida
4
Tolva de pesaje 20 Caldera de vapor
5
Mezclador 21 Bomba
6
Contenedor de retención 22 Enfriador (con camisa)
7
Transportador de tornillo con medidor 23 Bomba de dosificación
8
Almacenamiento de melaza a granel 24 Tanque de almacenamiento (calentado)
9
Agitador 25 Agitador
10
Filtro 26 Bomba de dosificación
11
Bomba de dosificación 27 Grifo de desagüe
12
Tanque de almacenamiento 28 Mezclador en húmedo
13
Bomba de dosificación 29 Máquina de llenado
14
Intercambiador de calor 30 Recipientes
15
Homogenizador 31 Transportador
16
Tanque de alimentación (calentado) 32 Tanque de almacenamiento (calentado)
17
Agitador 33 Bomba de dosificación
18
Bomba de dosificación 34 Refrigerador
19
Procesador de película fina 35 Extractor de bajo vacío
19A
Pared calentada 36 Condensador
19B
Rotor 37 Tanque de almacenamiento
19C
Pala del rotor 38 Grifo de desagüe
En resumen, un líquido almacenado, que puede comprender una mezcla de hidratos de carbono y grasas y otros nutrientes dispersables líquidos, se precalienta mediante un intercambiador de calor 14 y después se pasa a través
5 de un homogeneizador 15 en un procesador de película fina 19 que eleva la temperatura a un nivel que reduce el contenido de humedad e induce cambios químicos, principalmente reacciones de Maillard. El líquido tratado pasa a través de un enfriador 22 y después se mezcla con otras materias primas grasas secas y aceites antes de ser suministrados en recipientes. El producto viscoso se enfría aún más en los recipientes y se fija en un bloque vítreo duro a temperatura ambiente.
10 Los materiales secos, que comprenden hidratos de carbono, grasas, proteínas y macrominerales, tales como calcio, magnesio y fósforo, se alimentan desde los silos de almacenamiento 1 por medio de transportadores de tornillo 2 a una tolva de pesaje 4 en la que se pesan utilizando un pesador electrónico en un mezclador 5 que puede ser una banda de cinta u otro tipo diferente de mezclador en seco, por ejemplo un mezclador de paletas, de uso habitual en la industria de la alimentación animal. Una tolva equipada con un alimentador de tornillo 3 transfiere nutrientes de
15 inclusión pequeños previamente pesados que pueden ser vitaminas, minerales, enzimas, promotores del crecimiento, u otros aditivos, en la tolva 4 y después en el mezclador 5. Después de mezclar, la premezcla se descarga en un contenedor de retención 6. Desde el contenedor de retención, los materiales secos mezclados se miden usando un transportador de tornillo 7 a una velocidad conocida en el mezclador en húmedo 28. El propósito del contenedor de retención 6 es facilitar la disponibilidad continua de materiales secos mezclados para el mezclador
20 en húmedo 28, de modo que todo el procedimiento de fabricación es verdaderamente continuo y no depende de "la mezcla discontinua” como en otros procedimientos conocidos.
Los vasos de almacenamiento de 8 contienen materias primas líquidas que pueden comprender melaza de caña de azúcar, melaza de remolacha azucarera, melaza soluble condensada, glicerol, permeado de suero de leche, grasas y aceites, y otros materiales. Se puede incluir un agitador 9 en los tanques de almacenamiento para garantizar la no 25 separación de las materias primas. Los líquidos almacenados se pasan a través de un filtro 10, y una bomba de dosificación 11 a través de los intercambiadores de calor 14 que elevan la temperatura de los líquidos a 50 -70 ºC. Después, los líquidos se pasan a través de un homogeneizador 15 en un tanque de alimentación 16 equipado con
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adicional del tensioactivo. Un tensioactivo puede ser eficaz cuando un homogeneizador no está disponible y el nivel de inclusión dependerá de las características de los tensioactivos disponibles en el mercado y la combinación de ingredientes en la mezcla de melaza. La adición de un tensioactivo, junto con la homogeneización de la melaza sola facilita el procesamiento de la melaza a una velocidad de producción que, de otro modo, no es alcanzable.
3. Materias primas
La melaza, ya sea de caña de diferentes orígenes (tal como, pero no exclusivamente, de Pakistán, India, Florida, Honduras, Australia) o de remolacha son difíciles de procesar a través del PPF individualmente y el rendimiento puede verse facilitado por la adición de tensioactivos y mediante homogeneización como se ha indicado anteriormente. Se ha demostrado que el procesamiento previo por homogeneización y la adición de tensioactivo tienen un efecto sobre la temperatura a la que se producen los cambios deseados en la química de los azúcares, que permiten la producción del bloque vítreo duro. La melaza no tratada de cualquier origen pasa a través del PPF a una velocidad muy lenta e impredecible, dependiendo del origen; por ejemplo, la australiana por lo general (pero no siempre) contiene más gomas y es lenta de procesar, mientras que la melaza de Pakistán normalmente (pero no siempre) es más fina y se procesa con mayor rapidez. La adición de 3 % de aceite facilita el rendimiento a una temperatura de reacción de aproximadamente 135 ºC, como se ha indicado anteriormente. Sin la adición de aceite, antes de la homogeneización, la adición de tensioactivo permite una mejora en el rendimiento de la melaza de cualquier origen; se han producido bloques vítreos duros cuando la mezcla procesada se mezcla después con otras materias primas como se ha descrito anteriormente. Esta reducción en la temperatura de procesamiento ha producido claramente igualmente reducciones en los costes de la energía de deshidratación y el enfriamiento de la mezcla después de la deshidratación. La práctica actual, según lo definido en patentes anteriores, implica cocer una masa de melaza o de mezclas de melaza con o sin vacío para duraciones considerables de tiempo, por ejemplo, los documentos EP1 726 214 B1, EP1 927 291 A1, EP 1 547 470, US 3961081, US 4846053, US 5482729, a temperaturas más altas que van hasta 180 ºC. El procedimiento ofrece la oportunidad de una reducción sustancial de las emisiones de energía y de carbono. Dado que la melaza, ya sea caña o de remolacha, deriva de las diferentes zonas del mundo y de diversos procedimientos de fabricación, existen diferencias en su contenido de azúcares, gomas y otros constituyentes. El procedimiento ofrece flexibilidad en el procedimiento de fabricación para optimizar el equilibrio de rendimiento y el coste de energía mediante la manipulación de la adición de aceites y grasas, tensioactivos y otras materias primas beneficiosas, tales como, pero no exclusivamente, glicerol y urea añadidas a la melaza antes del PPF.
Las melazas solubles condensadas (MSC) individuales pueden procesarse, pero el mayor contenido de agua de la MSC tiene LA consecuencia de una reducción en la tasa de producción de material deshidratado. Debido a su bajo contenido de materia seca y más bajo de azúcar de la materia seca, la MSC puede usarse mejor como un “extensor” de melaza y hasta el 40 % de la MSC ha sido satisfactoria cono anteriormente. Otras materias primas que pueden procesarse por sí solas pero que se usan mejor como "extensores 'incluirían permeados de suero de leche. Con frecuencia, los permeados de suero de leche con contenidos bajos de materia seca están saturados con cristales de lactosa que puede separarse y causar bloqueos. Un procedimiento para evitar este problema consiste en suspender los cristales utilizando gomas antes de la mezcla con la melaza. Debe tenerse en cuenta que los materiales añadidos antes del procesamiento son, principalmente, pero no exclusivamente, líquidos que añaden beneficio al procedimiento mediante homogeneización y/o deshidratación con la mezcla de melaza. Otros materiales para pienso animal convencionales, tales como cereales, proteínas y aditivos minerales y vitaminas ya se encuentran a niveles bajos de humedad de 0 – 14 % y, por lo tanto, su adición antes de la hidratación ni está justificada ni es deseable, ya que las altas temperaturas en el PPF podrían tener un efecto perjudicial sobre valor nutricional; esto es especialmente cierto para las vitaminas sensibles al calor o medicamentos para salud de los animales y aditivos que se añaden mejor después de la deshidratación. Hay poco sentido comercial en pasar productos a través del PPF que no mejoran el procedimiento de deshidratación y cocción; las materias primas que definen la especificación y el fin del bloque de alimentación mezclado se añaden mejor en el mezclador después del procesamiento.
4. Homogenizador
En una realización, la invención incorpora un homogeneizador que está colocado para homogeneizar las mezclas antes del PPF. Se ha encontrado que la acción de homogeneización en todas las combinaciones de mezclas mejora la eficiencia con la que se procesa el material y la velocidad de paso a través del PPF. La acción de homogeneización es romper completamente E intensamente la mezcla de todas las sustancias dentro de la mezcla para formar una suspensión o emulsión uniforme en la que el área de superficie de los componentes discretos de la mezcla se incrementa sustancialmente y más reactivos a la acción del calor desde la pared interna del PPF. Mediante la homogeneización de las mezclas melaza es posible reducir la temperatura a la que el "craqueo” se produce en el PPF entre un 3 -7 ºC, de modo que se efectúa un ahorro en el coste de la energía de fabricación y aumenta el uso seguro de la máquina. Aunque esta es una característica favorable, no es esencial para el procedimiento y se podrían usar otros equipos de mezcla de líquidos adecuados ser igual de eficaces.
Ejemplo detallado
La melaza no es una materia prima homogénea, ya que las melazas de cada origen también pueden ser el producto de diferentes fábricas con procedimientos de fabricación ligeramente diferentes que pueden, por ejemplo, conducir a
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(insatisfactorios) o de resistencia (intermedios). Los resultados se muestran a continuación.
Muestra
Temperaturadel PPF Temperaturadel PPF Temperaturade la mezcla final en los cubos Nivel de humedad de la mezcla final en los cubos Propiedades físicasdel bloque enfriado
Referencias
ºF ºC ºC %
S1
270 132,2 83,4 4,2 Resistencia
S2
263 128,3 81,7 4,9 Blando
S3
266 130 80,5 5,7 Blando
S4
280 137,8 78,7 4,2 Duro
S5
283 139,4 82,4 3,7 Duro
Se puede observar que para este caso particular se requiere una temperatura de PPF mayor que 132 ºC (270 º F) para obtener un producto vítreo satisfactorio.

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