Peletização – Vapor parte 1 – a termodinâmica do vapor

Olá querido Leitor, este ano buscarei falar em meus artigos sobre a importância de diversos temas relacionados a produção de rações e sua interferência no âmbito da qualidade e da produtividade.

Nosso primeiro tema será bastante amplo e este é o primeiro de uma serie de textos onde buscarei colocar minhas experiencias e embasamento teórico, científico e prático. Desta forma pretendo dar minha contribuição ao setor. Falaremos agora da qualidade do vapor e sua representatividade junto a peletização.

Para entendermos melhor o Assunto da peletização é importante lembrar que o processo de transformação de alimento Cru em alimento cozido requer uma série de condições básicas, afinal como sempre dizemos, peletizar é uma arte. 

Para que você tenha uma ideia, existe uma diferença muito grande entre colocar umidade e cozinhar. Apesar de as duas coisas serem necessárias, temos uma condição que é básica e inquestionável. Não sou eu que estou afirmando, mas sim todos os cálculos presentes nas Leis da termodinâmica. Sim, aquela termodinâmica que assombra muitos alunos nas aulas da faculdade.

A termodinâmica nos mostra que para cozinhar um alimento, quanto maior a pressão, mais eficiente será o processo de cozimento do alimento. 

Como estamos falando aqui de alimentos para alimentação animal, e em função dos volumes e processos utilizados, sempre busco analisar os maiores volumes, então abordarei o Assunto Vapor e cozimento na peletização.

Mas porque a afirmação de que quanto maior a pressão, maior o cozimento?

A resposta é simples.  A pressão e temperatura do vapor tem interferência direta na eficiência com que nós cozinhamos um alimento peletizado. Em geral, quanto maior a pressão, maior a temperatura do vapor, o que acelera o cozimento e melhora a gelatinização do amido, tornando a ração mais digestível. Por outro lado, essa maior pressão e temperatura adicionam menos umidade na massa, podendo dificultar o processo a depender do quão seca está a sua mistura.

Vamos entender o que a bibliografia, a termodinâmica e a ciência falam sobre isso.

Pressão ideal para cozinhar ração peletizada.

•  Com uma pressão de 1 atm (100°C, pressão atmosférica) temos um cozimento  Cozimento mais lento, menor eficiência, porem temos uma adição maior de umidade.

• A 2 bar absolutos (≈120°C) temos uma boa eficiência, melhorando  a gelatinização do amido. A partir deste ponto temos uma maior uniformidade das partículas de vapor, saindo da condição de gotejamento (condensação) para uma condição de maior homogeneidade, porém em função da sua maior temperatura, temos uma redução da umidade da massa peletizada.

• Entre 3 a 4 bar absolutos (≈133-144°C)  temos uma excelente eficiência, reduzindo o tempo de cozimento e melhorando a qualidade dos pellets, porem temos ai uma condição de baixa agregação da umidade.

• Acima de 5 bar (>150°C) Podemos sem dúvida ter uma condição de calor excessivo para ração, podendo degradar alguns nutrientes, principalmente vitaminas. Neste caso além do calor excessivo temos uma baixíssima condição de produção de umidade que pode acarretar ainda em produção de efeito Maylard na ração.

Qual a melhor faixa de pressão para peletizar a minha ração?

Sinceramente, não existe uma resposta travada, mas a maioria das fábricas de ração deveria usar vapor entre 2 e 4 bar absolutos (120-144°C), pois essa faixa garantiria um cozimento mais rápido e eficiente sem degradar os nutrientes essenciais. Este seria o meu Conselho técnico embasado na experiencia já mencionadas, mas principalmente na engenharia e nas tabelas da incrível termodinâmica e dos cálculos de entalpia do Vapor.

Na prática não podemos travar uma resposta porque existem muitas variáveis como tipo de formula, tipo de máquina, especificação de matrizes e rolos entre outros fatores, portanto seria leviano travar qualquer resposta.

Mas o que acontece na prática?

Na pratica a maioria das fábricas acaba por seguir os conselhos aprendidos e passados de um operador para o outros, observando e medindo pontos facilmente conhecidos como Umidade da massa e temperatura de condicionamento e peletização. Estes conselhos indicam que devemos baixar a pressão do vapor para buscar mais umidade visto que a grande maioria dos condicionadores consegue agregar pouco deste que é um dos pilares do cozimento, porém ao fazer isso, adicionamos umidade, mas tiramos ou reduzimos a condição de gelatinizar/cozinhar o amido, visto que não teremos as calorias necessárias para que isso ocorra.

Sim, é isso mesmo. Quando trabalhamos com baixa pressão temos um aumento de aproximadamente 0,5% de umidade adicionados a massa do condicionador, porém perdemos muitas calorias de energia do vapor que seriam convertidas em mais amido gelatinizado e maior digestibilidade.

Bem, esta ação de redução não está totalmente errada, afinal a umidade é necessária para gelatinizar e sem ela, temperaturas muito altas seriam prejudiciais ao produto que está sendo peletizado. Além disso a umidade tem um papel importante na lubrificação e redução do atrito e por consequência  no controle da temperatura que será provocada por ele na matriz, que em muitos casos, a depender da fórmula peletizada e da taxa de compressão utilizada, pode gerar de 5 a 250 C. causando um dano irreversível à parte externa do pellet. Neste caso o maior problema está em sacrificar a gelatinização, visto que ao reduzir a pressão o que conseguimos é um incremento de umidade da massa no condicionador de no máximo 2,5% mas perdemos em energia e por consequência em gelatinização e digestibilidade.

O tema é bastante extenso e complexo e como eu já havia mencionado será dividido em mais partes e no final faremos um resumo com as definições do que consideramos ser a melhor alternativa.