Como os extrusores de ração diferem das máquinas de pellets convencionais em termos de função?

Princípios de Funcionamento das Extrusoras de Ração e Máquinas de Pelotização

Como as Extrusoras de Ração Utilizam Alta Temperatura, Pressão e Cisalhamento para a Cocção por Extrusão

Os extrusores de alimentação realizam seu trabalho transformando matérias-primas por meio de um processo de três etapas que envolve aquecimento e pressão. Quando as temperaturas atingem entre 120 e 150 graus Celsius e a pressão chega a cerca de 20 a 40 bares, algo interessante acontece com os componentes da ração. O amido começa a amolecer e adquirir uma consistência gelatinosa, enquanto as proteínas perdem sua estrutura original. Isso, na verdade, torna a alimentação muito mais fácil de digerir para os animais, com estudos mostrando melhorias de cerca de 18 a 25 por cento em comparação com a ração não tratada, segundo relatórios da FAO de 2023. O que realmente impulsiona todo esse processo são os poderosos parafusos dentro da máquina que criam calor por fricção combinado com vapor injetado. Esse sistema não apenas cozinha completamente a mistura, mas também elimina bactérias indesejadas e ajuda a preservar nutrientes valiosos nos pellets finais que saem do outro lado.

O Papel dos Sistemas de Duplo Parafuso e Parafuso Simples na Extrusão de Ração

O extrusor duplo parafuso tornou-se o equipamento de eleição para a produção de rações aquáticas complexas, conquistando cerca de 60% do mercado atualmente. Isso deve-se principalmente ao seu design com parafusos contrarrotativos, que faz realmente diferença ao lidar com fórmulas de alto teor de gordura, exigindo uma mistura adequada acima de 12% de teor de gordura. Enquanto isso, os sistemas com único parafuso ainda mantêm sua relevância nas operações tradicionais de ração animal, onde a eficiência energética é prioritária. Normalmente consomem entre 35 e 50 quilowatts-hora por tonelada, em comparação com a faixa mais elevada de 55 a 75 kWh/tonelada necessária pelos extrusores duplo parafuso ao processar rações à base de cereais. O que é interessante, no entanto, é como a tecnologia moderna evoluiu ainda mais. Muitos modelos mais recentes são equipados com inversores de frequência, permitindo aos operadores ajustar os tempos de retenção do material desde apenas 15 segundos até 90 segundos, sem interromper a linha de produção no meio do processo.

Como as Máquinas Comuns de Pelotização Dependem da Compressão e da Moldagem por Matriz Com Calor Moderado

Os pelotizadores normalmente operam entre cerca de 60 e 85 graus Celsius, utilizando aquelas matrizes anulares horizontais para comprimir o material pré-tratado através dos orifícios cônicos mencionados anteriormente. Qual é o resultado desse processo de compressão com matriz anular? Pelotas bastante densas pesando entre 600 e 700 quilogramas por metro cúbico, mantendo os níveis de umidade abaixo de 12,5 por cento, o que funciona bem para animais terrestres em termos gerais. Agora vem a parte interessante, comparando com os métodos de extrusão. Neste processo, não ocorre nenhuma mudança química real. O que acontece, ao invés disso, é uma ligação mecânica graças a algo chamado plasticização da lignina, quando o teor de umidade está confortavelmente entre 18 e 22 por cento, segundo os padrões ASABE atualizados em 2022.

Extrusão vs. pelotização: Variações na umidade, temperatura e tempo de residência

Extrusoras de alimentação operam a 120–150°C com 15–30% de umidade , utilizando sistemas de duplo parafuso para manter 90–120 segundos um processamento térmico controlado (Wenger Group 2023). Em contraste, as pelletizadoras comprimem a alimentação com 70–90°C com 10–15% de umidade , concluindo a formação em 15–30 segundos . Essas diferenças permitem que as extrusoras:

• Destruam 86% mais anti-nutrientes tais como inibidores da tripsina
• Conseguir 3,1x maior gelatinização do amido do que peletização

Características físicas de pellets extrusados versus pellets tradicionais

Característica	Pellets Extrusados	Pellets Tradicionais
Taxa de Expansão	1,8–2,5:1	1,1–1,3:1
Densidade de massa	350–450 kg/m³	550–650 kg/m³
Estabilidade em Água (horas)	6–8	1–2
Taxa de Desagregação	<3% após 24h	8–12% após 24h

A estrutura porosa da ração extrusada melhora a absorção de nutrientes em 19–27% em espécies aquáticas ao facilitar a penetração enzimática.

Propriedades de flutuação e afundamento na ração aquática: Como a extrusão permite o controle de flutuabilidade

Extrusoras permitem 5–12 minutos de flutuabilidade em rações flutuantes por meio de uma expansão precisa do amido — inacessível por pelotização. Um relatório da Alltech Aquaculture de 2022 constatou que as rações extrusadas reduzem o desperdício em 41% na carcinicultura devido a taxas controladas de afundamento. Fatores-chave incluem:

• Formação de bolsas de ar em 125–140°C temperaturas do disco
• Densidade ajustável (400–700 kg/m³) por meio do controle da umidade

Eficiência e escalabilidade do processamento: Quando escolher um extrusor ou moinho de pellets

Extrusores processam 8–12 toneladas/hora mas consomem 35–50 kWh/tonelada , sendo adequados para linhas de ração aquática de alto volume. Os pellet mills produzem 3–6 toneladas/hora em 18–25 kWh/tonelada , mais adequados para operações de aves e suínos com capacidade inferior a 10.000 toneladas/ano. A análise de custo-benefício da FAO 2023 recomenda extrusoras para:

• Dieta exigindo inclusão de lipídios >20%
• Instalações operando acima de 75% de utilização da capacidade

Transformação Nutricional e Resultados de Digestibilidade

Gelatinização do Amido e Desnaturação de Proteínas na Ração Extrusada

O processo de extrusão provoca alterações significativas nos nutrientes devido ao elevado calor envolvido, atingindo frequentemente mais de 70% de gelatinização do amido em cereais utilizados na alimentação animal. Quando os carboidratos complexos se decompõem em moléculas de glicose mais simples, mais energia fica disponível para os animais que consomem essas rações. Ao mesmo tempo, as proteínas são desnaturadas, o que significa que as enzimas podem atuar de forma mais eficaz na sua quebra durante a digestão. Uma pesquisa publicada em Frontiers in Nutrition em 2021 revelou que a ração extrudada apresentava cerca de 12 a 18% de melhor digestibilidade proteica em comparação com materiais não processados. Essa diferença é particularmente importante para animais com estômagos simples, como frangos e outras espécies de aves, onde a absorção adequada de nutrientes é crítica para o crescimento e a saúde.

Impacto do Processamento na Retenção de Vitaminas e Fatores Anti-Nutricionais

A extrusão certamente prejudica aquelas vitaminas sensíveis ao calor, especialmente os níveis de tiamina caem entre 65 e 75 por cento durante o processamento. Mas também há um lado positivo, já que este método elimina cerca de 95% dos fatores antinutricionais encontrados na farinha de soja, incluindo inibidores da tripsina. De acordo com alguns estudos recentes publicados pelo ScienceDirect no ano passado, rações em pellet na verdade retêm cerca de 15% mais vitaminas, pois não atingem temperaturas tão elevadas durante a produção. As temperaturas máximas para pellets ficam em torno de 60 a 80 graus Celsius, comparadas às bem mais altas da extrusão, que variam entre 130 e 150 graus. Ainda assim, é importante destacar que a extrusão funciona muito bem no combate a lectinas e fitatos que tendem a se ligar a minerais importantes como zinco e ferro, tornando-os indisponíveis para absorção.

Digestibilidade Comparativa: Por Que Rações Extrusadas Frequentemente Melhoram a Absorção de Nutrientes

Quando falamos em processamento de rações, ocorre algo interessante com a extrusão. A combinação do amido se transformando em gel e das proteínas começando a se desdobrar, na verdade, aumenta a energia metabolizável nessas rações em cerca de 20 a 25 por cento em comparação com pellets normais. Alguns testes realizados em ambientes de aquicultura constataram que, ao produzir ração para camarão por extrusão, os resultados também são melhores. Os índices de eficiência proteica atingem cerca de 2,8 para produtos extrusados, enquanto os pellets alcançam apenas 2,3. Isso ocorre porque a maneira como o amido é modificado cria diversos poros minúsculos na estrutura da ração, o que faz com que as enzimas atuem mais rapidamente durante a digestão. Mas aqui está um ponto importante: os animais ruminantes não obtêm os mesmos benefícios, já que os microrganismos do seu trato intestinal evoluíram especificamente para lidar com materiais fibrosos de qualquer maneira.

Vantagens Específicas por Aplicação na Alimentação Aquática e Nutrição Animal

Por Que os Extrusores de Ração São Dominantes na Produção de Ração para Peixes e Camarões

Extrusoras modernas para alimentação conseguem gelatinizar corretamente mais de 95 por cento do amido quando cozinham em temperaturas muito altas, cerca de 140 a 160 graus Celsius. Isso cria aquelas pelotas flutuantes que ficam na superfície da água, exatamente o que os peixes e crustáceos que se alimentam na superfície necessitam. Piscicultores de tilápias e camarões adoram essas pelotas porque conseguem ver os animais se alimentando de fato. A grande vantagem está na possibilidade de controlar a densidade das pelotas. A maioria dos alimentos extrusados permanece flutuando cerca de oito em cada dez vezes durante um período de seis horas, enquanto pelotas convencionais afundam em cerca de doze minutos após entrarem em contatoo com a água. E falando em flexibilidade de formulação, as máquinas com duplo parafuso também lidam bem com ingredientes gordurosos. Algumas operações utilizam fórmulas com até dezoito por cento de teor de gordura sem comprometer a estrutura da pelota, algo essencial para a criação de espécies de peixes carnívoros que exigem maior ingestão de energia ao longo do ciclo de crescimento.

Casos de Uso para Máquinas de Pelotização em Rações para Aves, Suínos e Ruminantes

As máquinas de pelotização funcionam muito bem para alimentação animal em terra, especialmente quando se trabalha com ingredientes de alto teor de fibra, que contêm cerca de 30 a 40 por cento de fibra bruta. Essas máquinas têm o melhor desempenho quando o material possui cerca de 12 a 15 por cento de teor de umidade também. Estudos recentes de 2024 sobre rações para gado mostraram resultados interessantes. Quando galinhas eram alimentadas com pellets em vez de ração moída, a taxa de conversão alimentar delas aumentou em cerca de 9 por cento. Para suínos, a melhoria foi de cerca de 6 por cento em comparação com as formas tradicionais de ração. O que torna a pelotização tão eficaz é a faixa de temperatura durante o processamento, geralmente entre 60 e 80 graus Celsius. Esse nível de calor mantém intactos aditivos importantes, como enzimas fitases, ao mesmo tempo que reduz a quantidade de bactérias nocivas. Por isso, muitos agricultores consideram a pelotização economicamente inteligente e benéfica na prática para animais cujos sistemas digestivos não são tão complexos quanto os de outros.

Estudo de Caso: Alimentação Flutuante Extrudada vs. Alimentação em Pelotas Submersíveis na Piscicultura de Tilápia

Em um estudo de 12 semanas com tilápias, os pesquisadores descobriram que o uso de ração extrudada aumentou significativamente o ganho de peso, cerca de 23%, ao comparar os pesos finais de 1.450 gramas contra apenas 1.178 gramas para os que receberam ração em pelotas tradicionais. Além disso, a taxa de conversão alimentar caiu quase 18%, passando de 1,7 para 1,4. O que torna isso tão interessante é como a tecnologia de extrusão permite aos agricultores ajustar a porosidade das pelotas para uma melhor absorção dos nutrientes. Isso é muito importante, pois as tilápias têm intestinos relativamente curtos, cerca de quatro vezes o comprimento do seu corpo. E há outro benefício também: a qualidade da água melhorou visivelmente durante esses testes. Os níveis de amônia foram medidos 27% abaixo do normal, provavelmente porque houve menos desperdício de ração no geral. Esse tipo de melhoria pode fazer uma grande diferença nas operações de aquicultura, onde manter condições de água limpas é sempre um desafio.

Considerações sobre Custo, Manutenção e Seleção Tecnológica

Investimento Inicial e Custos Operacionais: Extrusora versus Moinho de Pelotas

O custo inicial das extrusoras para ração é geralmente entre 60 a talvez até 100 por cento mais alto do que o das moinhos de pelotas típicos. Um moinho de pelotas simples pode começar em cerca de vinte mil dólares, mas aquelas extrusoras de duplo parafuso? Elas podem facilmente ultrapassar a marca de cento e cinquenta mil dólares. Ainda assim, olhando para o panorama geral, essas extrusoras tendem a fazer sentido financeiro a longo prazo para operações em escala. A conta de energia elétrica reduz cerca de trinta a cinquenta por cento por tonelada processada, além de que elas conseguem lidar com todo tipo de ingredientes diferentes sem grandes problemas. Para empresas que lidam com volumes grandes dia após dia, esse tipo de eficiência costuma compensar, apesar do preço mais elevado no início.

Exigências de Manutenção e Vida Útil dos Componentes

As fábricas de pellets normalmente precisam de manutenção apenas 3 a 5 vezes por ano, para tarefas como substituição de matrizes e ajuste dos rolos, o que torna a sua manutenção bastante simples, comparada a outros equipamentos. Já com os extrusores, os operadores precisam verificar os elementos de rosca e as camisas do barril mensalmente, especialmente se estiverem processando materiais abrasivos, como farinha de peixe. A partir da análise de custos acumulados ao longo do tempo, verificamos que as peças dos extrusores tendem a desgastar de duas a três vezes mais rapidamente do que as peças das fábricas de pellets, quando todas as demais condições são mantidas iguais. Essa diferença acaba se refletindo significativamente no custo total a longo prazo para quem utiliza regularmente essas máquinas.

Escolha da Tecnologia Adequada Conforme o Tipo e Escala do Alimento

• Extrusoras excel para:
  • Ração aquática que necessita de flutuabilidade controlada
  • Formulações com alto teor de gordura (>12% de lipídios)
  • Operações superiores a 5 toneladas/hora
• Fábricas de pellets são mais indicadas para:
  • Rações para aves e suínos com formulações simples
  • Fazendas com produção inferior a 2 toneladas/dia
  • Instalações com equipe técnica limitada

Produtores de pequena escala devem priorizar moinhos de pellets por sua simplicidade e menor custo, enquanto fabricantes integrados de rações que processam mais de 50.000 toneladas/ano obtêm um ROI melhor com a versatilidade e desempenho dos extrusores.

Seção de Perguntas Frequentes

Quais são as principais diferenças entre extrusores de ração e moinhos de pellets?

Os extrusores utilizam alta temperatura e pressão, enquanto os moinhos de pellets dependem de compressão e calor moderado. Os extrusores podem gelatinizar o amido e desnaturar proteínas, tornando a ração mais digestível; os moinhos de pellets focam principalmente na ligação mecânica, sem alterações químicas.

Como os extrusores contribuem para a absorção de nutrientes em rações aquáticas?

O processo de extrusão facilita a formação de bolsas de ar e cria pellets porosos que melhoram a absorção de nutrientes, beneficiando espécies aquáticas com maior penetração de enzimas.

Por que as rações extrusadas são frequentemente preferidas na aquicultura?

Raçōes extrusadas sāo apreciadas porque proporcionam flutuabilidade controlada, essencial para peixes e crustáceos que se alimentam na superfície. Também podem incorporar um teor mais elevado de gordura sem comprometer a estrutura do pellet.

Qual tipo de tecnologia de processamento de ração é adequada para operações em pequena escala?

Moinhos de pellets sāo ideais para operaçōes em pequena escala devido à sua simplicidade e custos mais baixos. Funcionam bem com formulaçōes simples necessárias para aves e suínos.