Harina, pellet o croqueta extrusada

Libro 2, Fabricar alimento balanceado y pet food · Parte I, capítulo 2. Índice del libro · Capítulo anterior.

Al terminar este capítulo vas a poder:

1. Reconocer las tres formas del alimento (harina, pellet y croqueta extrusada) y decir qué animal come cada una y por qué.
2. Dibujar el proceso de cada forma como una cadena de etapas y marcar cuáles se comparten y cuáles se agregan.
3. Calcular las horas de máquina y los kWh por tonelada de cada forma a partir de la capacidad y la potencia de la ficha.
4. Decidir, con números, si tu línea actual sirve para sumar un producto nuevo o si hace falta otra.

El caso: Balanceados del Sur

Walter tiene una fábrica chica a 20 km de Bahía Blanca. Produce unas 60 toneladas por mes de balanceado en harina para tambos de la zona: maíz molido, expeller de soja, afrechillo de trigo y un núcleo vitamínico-mineral, todo mezclado y embolsado en bolsas de 40 kg. La línea es la que armó hace ocho años: un molino de martillos de 15 kW, una mezcladora horizontal de 500 kg por lote, una balanza y una embolsadora. Sergio, su encargado, la maneja con un ayudante.

Este año aparecieron dos pedidos nuevos. Un feedlot de Coronel Pringles quiere 40 t/mes de balanceado, pero en pellet: dice que en harina la vaca selecciona, el viento se lleva los finos y pierde un 8 % en el comedero. Y una cadena de forrajerías le ofreció comprarle 8 t/mes de croquetas para perros con marca propia, si consigue hacerlas.

Walter hizo la cuenta rápida: 108 t/mes en total, casi el doble de hoy. Pero la pregunta de fondo es otra. "¿Es la misma línea con una máquina más al final, o son tres fábricas distintas?", le preguntó a Sergio. Sergio no supo responder. En este capítulo vamos a responderle con números: qué comparten las tres formas, qué agrega cada una, cuántas horas de máquina pide cada producto y cuánta energía se va por tonelada.

Tres formas, un solo punto de partida

Todo alimento balanceado empieza igual: materias primas pesadas según una fórmula, molidas a un tamaño de partícula y mezcladas hasta que cada kilo tenga lo mismo que cualquier otro. Esa mezcla se llama harina (en inglés, mash), y ya es un alimento terminado para muchos animales.

Lo que distingue a las tres formas es lo que pasa después de la mezcladora:

• Harina: no pasa nada más. Se embolsa o se carga a granel.
• Pellet: la harina se humedece y se calienta (con vapor, o con agua y fricción), se comprime a través de los agujeros de una matriz y se enfría. El resultado es un cilindro duro de 2 a 10 mm de diámetro.
• Croqueta extrusada: la harina, molida más fina, se cocina a presión dentro de un cañón con un tornillo, sale por una boquilla, se expande, se corta, se seca y se recubre con grasa. El resultado es una pieza porosa, liviana y crocante.

La consecuencia práctica es la que le interesa a Walter: el frente de la línea (recepción, molienda, dosificación, mezclado) es el mismo para las tres. Lo que cambia es el final de la línea, y cada final tiene sus máquinas, su consumo y sus reglas. Una fábrica de harina que quiere hacer pellet no empieza de cero, pero tampoco le alcanza con "una máquina más": cambia la molienda y aparecen el agua o el vapor y el enfriador.

Qué animal come cada forma y por qué

La forma no es una elección de fábrica: la impone el animal, con su boca, su sistema digestivo y su manera de comer.

Harina: rumiantes en ración mezclada, ponedoras y cerdos con comedero

La vaca de tambo come la harina mezclada con silaje y fibra en el carro mezclador, o en la sala de ordeñe. No elige partícula por partícula si todo está húmedo y mezclado con forraje; por eso Walter vendió harina ocho años sin problemas.

Las ponedoras también comen bien en harina, con molienda algo gruesa (alrededor de 1 mm de tamaño medio). Los cerdos la comen en comederos de tolva, aunque ahí ya aparece el desperdicio: lo que cae al piso se pierde, y la harina muy fina da polvo.

El límite de la harina es la desmezcla (segregación): en el transporte y en el comedero, las partículas gruesas y livianas se separan de las finas y pesadas. El animal que come primero selecciona; el que come después recibe otra ración. Es lo que describió el feedlot de Pringles.

Pellet: feedlot, pollos, cerdos, conejos y caballos

El pellet resuelve la desmezcla: cada cilindro contiene la fórmula entera, el animal no puede seleccionar y el viento no se lleva nada. Además ocupa menos lugar (densidad aparente de 600 a 700 kg/m³, contra 450 a 600 kg/m³ de la harina, según la fórmula) y genera menos polvo.

Por eso domina en pollos parrilleros, cerdos en engorde, feedlot, conejos (que casi no comen otra cosa) y caballos. El diámetro acompaña a la boca: 2 a 3 mm para pollos jóvenes, 4 a 5 mm para cerdos, 6 a 10 mm para bovinos y equinos (capítulo 11).

Lo que el pellet no hace es cocinar en serio: el almidón se gelatiniza solo en parte (la práctica muestra valores del orden del 20 al 40 %), porque el material pasa pocos segundos a 70–90 °C. El pellet es harina comprimida, no harina cocida. Esa diferencia lo separa de la croqueta.

Croqueta extrusada: perros, gatos y peces

El perro y el gato no comen de buena gana un pellet denso, y si lo comen lo digieren peor: son carnívoros con tránsito intestinal corto y aprovechan el almidón solo si está cocido. La extrusión lleva la gelatinización al 80–100 %, elimina la mayor parte de la carga bacteriana por la temperatura (110–150 °C) y produce una pieza porosa que absorbe grasa y saborizante en el recubrimiento. De ahí la palatabilidad, la textura crocante y una vida útil del orden de un año en bolsa.

Los peces suman otra exigencia: el alimento tiene que flotar (tilapia, trucha) o hundirse despacio (camarón), para que el productor vea si comen y no se ensucie el agua. Solo la expansión de la extrusora da una densidad menor que la del agua; un pellet de peletizadora se hunde y se deshace en minutos (capítulos 14 a 16).

El proceso de cada forma, etapa por etapa

Conviene ver las tres cadenas una al lado de la otra: cada etapa es una máquina y un consumo.

Fuente: rangos típicos de la práctica industrial; varían con la fórmula y la máquina.

Tres observaciones sobre la tabla.

La molienda cambia de criba, y la criba cambia la capacidad. Un molino de martillos con criba de 1,5 mm rinde la mitad (o menos) que con criba de 4 mm, porque cada partícula tiene que golpearse más veces hasta pasar. Si Walter muele la croqueta con la criba del tambo, la extrusora se traba y la croqueta sale con grano visible y se parte; si muele todo fino, pierde capacidad y la harina del tambo da polvo. La criba por especie está en el capítulo 5.

El pellet necesita agua y calor, y después necesita sacárselos. La harina entra a la peletizadora con 12 % de humedad y 20 °C; sale con 15 % y 80 °C. Si se embolsa así, condensa y a los tres días tiene hongos. El enfriador no es un accesorio: es parte del proceso. En las peletizadoras de matriz plana chicas, que trabajan sin vapor, el calor lo pone la fricción en la matriz y el agua se agrega en la mezcla; el enfriado hace falta igual.

La croqueta sale mojada y hay que secarla con energía térmica. La secadora consume gas o leña, no solo electricidad, y define la vida útil: una croqueta embolsada con 12 % de humedad se enmohece (capítulo 18).

La potencia instalada por tonelada: el número que separa las tres formas

Hay una manera rápida de ver cuánto "cuesta" cada forma sin hablar de precios de máquinas: dividir la potencia del motor por la capacidad de la ficha. El resultado, en kW por cada tonelada por hora, dice cuánta energía hay que meterle al material para transformarlo.

Fuente: capacidad y potencia de cada ficha del catálogo; la última columna es la potencia dividida por la capacidad.

La lectura es directa. Moler y mezclar cuesta lo mismo para las tres formas. Peletizar agrega unos 27 kW por t/h, parecido a moler. Extrusar agrega 100 a 125 kW por t/h: cuatro veces más que peletizar, con la misma potencia de motor y una cuarta parte de la producción. Y falta el gas de la secadora, que no aparece en la ficha de la extrusora.

El motivo es físico. La peletizadora comprime: el trabajo mecánico es empujar el material por los agujeros de la matriz. La extrusora cocina con fricción: el tornillo amasa el material contra el cañón hasta llevarlo a 120 °C o más, y esa temperatura sale casi toda del motor. Después hay que evaporar el agua que se agregó para poder cocinar.

Esto no hace de la croqueta un mal negocio: el kilo de croqueta se vende a varias veces el kilo de balanceado para feedlot. Pero explica por qué una línea de pet food no se dimensiona con la lógica del balanceado.

Lo que comparten y lo que no: la respuesta para Walter

Se comparte el frente: acopio, balanza, molino, mezcladora, embolsadora. Pero se comparte en el tiempo, no en simultáneo: cada producto ocupa el molino y la mezcladora durante sus horas, y el molino cambia de criba entre productos.

No se comparte el final: el pellet necesita peletizadora, enfriador y zaranda; la croqueta necesita extrusora, secadora y recubridora. Ninguna de esas máquinas sirve para el otro producto.

No siempre se puede compartir el frente, por higiene. Una fórmula de croqueta para perros lleva harina de carne o de vísceras. La normativa sanitaria argentina prohíbe alimentar rumiantes con harinas de carne y hueso, y un tambo que compra harina espera que no haya rastros de eso en su bolsa. Si el mismo molino y la misma mezcladora hacen los dos productos, hace falta un procedimiento de secuencia y limpieza (primero el balanceado, después el pet food, y un barrido con maíz entre uno y otro) y registros que lo demuestren. Muchas fábricas, para no arriesgar el negocio del tambo, terminan separando el frente de pet food. Lo vemos en los capítulos 23 y 27.

Ejemplo resuelto: las horas y los kWh de cada producto en Balanceados del Sur

Datos de partida (los de Walter, con las capacidades del molino que midió Sergio con una bolsa y un reloj):

• Mes de trabajo: 22 días de 7 horas efectivas = 154 h/mes.
• Molino de 15 kW: 600 kg/h con criba de 4 mm, 500 kg/h con criba de 3 mm y 250 kg/h con criba de 1,5 mm.
• Mezcladora de 5,5 kW y 500 kg por lote; 12 minutos por lote con carga y descarga.
• Fracción de la fórmula que pasa por el molino: 70 % en la harina del tambo (expeller, afrechillo y núcleo entran molidos), 75 % en el pellet del feedlot, 100 % en la croqueta (se muele toda la mezcla junta para uniformar).
• Máquinas finales para el cálculo, con los datos de ficha: peletizadora MKFD260C (550 kg/h, 15 kW) y extrusora MKED060C (120–150 kg/h, 15 kW; se usa el valor bajo hasta tener un ensayo con la fórmula propia).

Paso 1. Horas de molienda. Horas = toneladas × fracción molida ÷ capacidad con esa criba.

• Harina tambo: 60 t × 0,70 ÷ 0,6 t/h = 70 h.
• Pellet feedlot: 40 t × 0,75 ÷ 0,5 t/h = 60 h.
• Croqueta: 8 t × 1,00 ÷ 0,25 t/h = 32 h.
• Total: 162 h/mes de molino, contra 154 h disponibles.

Con los tres productos, el molino pasa a ser el cuello de botella: le faltan 8 horas y no queda margen para cambios de criba ni mantenimiento. Las 8 toneladas de croqueta, el 7 % del volumen, se llevan el 20 % de las horas de molino por la criba fina.

Paso 2. Horas de mezclado. Lotes = toneladas ÷ 0,5 t; horas = lotes × 0,2 h.

• Harina: 120 lotes × 0,2 h = 24 h. Pellet: 80 × 0,2 = 16 h. Croqueta: 16 × 0,2 = 3,2 h. Total: 43 h/mes; la mezcladora tiene margen de sobra.

Paso 3. Horas de la máquina final.

• Peletizadora: 40 t ÷ 0,55 t/h = 73 h/mes: medio mes, con margen para crecer.
• Extrusora: 8 t ÷ 0,12 t/h = 67 h/mes, con el secado en línea.

Paso 4. Energía eléctrica por tonelada. kWh = potencia × factor de carga × horas. Supuestos: factor de carga 0,75 (el motor no trabaja siempre a potencia nominal); auxiliares a potencia plena: enfriador del pellet 2,2 kW, ventiladores de secadora y recubridora 5 kW; tarifa 0,10 USD/kWh. Una celda como ejemplo: molino en harina = 15 kW × 0,75 × 70 h = 788 kWh.

Fuente: potencias de las fichas MKFD260C y MKED060C; molino y mezcladora de Walter; factor de carga, auxiliares y tarifa son supuestos del ejemplo.

Paso 5. Energía térmica del secado de la croqueta. La croqueta sale de la extrusora con un 22 % de humedad y se embolsa con 9 %. Por cada tonelada de producto terminado (910 kg de materia seca), la masa húmeda a la salida de la extrusora es 910 ÷ 0,78 = 1.167 kg, y el agua a evaporar es 1.167 − 1.000 = 167 kg por tonelada. Con una secadora de rendimiento medio (3,5 MJ por kg de agua evaporada, supuesto) hacen falta 167 × 3,5 = 585 MJ/t; a 0,025 USD/MJ de gas (supuesto), son USD 14,6/t.

Resultado. Energía por tonelada: harina USD 1,5; pellet USD 4,3; croqueta USD 18,3 + 14,6 = USD 33, más de 20 veces la harina y casi 8 veces el pellet. La respuesta a Walter: no es la misma línea. El pellet entra con una peletizadora, un enfriador y un turno más largo de molino. La croqueta pide otro final de línea completo, molienda fina que le come horas al molino y, por la harina de carne, un frente separado o una limpieza seria entre lotes. Son dos decisiones, no una.

Ejercicios

Ejercicio 1 (cálculo y decisión): la peletizadora para un criadero de cerdos

Un criadero de cerdos quiere peletizar 25 t/mes de su propio balanceado, con 150 h/mes disponibles. Compará dos peletizadoras del catálogo: la MKFD230C (120–200 kg/h, 11 kW) y la MKFD260C (550 kg/h, 15 kW). Calculá las horas por mes y los kWh por tonelada de cada una con factor de carga 0,75, y decidí.

Solución

MKFD230C: con el valor bajo de la ficha, 25 t ÷ 0,12 t/h = 208 h/mes; con el alto, 25 ÷ 0,2 = 125 h/mes. Energía: 11 × 0,75 ÷ 0,12 = 69 kWh/t (valor bajo) a 11 × 0,75 ÷ 0,2 = 41 kWh/t (valor alto).

MKFD260C: 25 t ÷ 0,55 t/h = 45 h/mes. Energía: 15 × 0,75 ÷ 0,55 = 20 kWh/t.

Decisión: la MKFD230C solo cumple si la fórmula rinde en la parte alta del rango, y aun así ocupa 125 de las 150 horas, sin margen. La MKFD260C hace el trabajo en 45 horas, gasta la mitad de energía por tonelada y deja lugar para crecer. La chica solo tendría sentido con 10 t/mes o menos. La capacidad real con la fórmula propia se confirma con un ensayo antes de comprar.

Ejercicio 2 (decisión): "hagamos la croqueta en la peletizadora"

Sergio propone evitar la extrusora: usar la peletizadora nueva con una matriz de 8 mm para hacer "alimento para perros en pellet" y venderlo a las forrajerías. ¿Qué producto sale y qué le falta respecto de una croqueta? Enumerá al menos cuatro diferencias y decidí si conviene.

Solución

Sale un pellet denso de 8 mm, que existe en el mercado como alimento económico para perros. Diferencias con la croqueta extrusada:

1. Almidón poco cocido: 20–40 % de gelatinización contra 80–100 %; el perro digiere peor.
2. Sin porosidad: no absorbe grasa en el recubrimiento; la grasa va en la mezcla, y con mucha grasa el pellet pierde durabilidad.
3. Palatabilidad y textura: no es crocante ni admite palatabilizante en superficie.
4. Vida útil: con 12–13 % de humedad aguanta menos en bolsa.
5. Higiene: pocos segundos a 80 °C, contra más de 110 °C en la extrusión.

Decisión: se puede fabricar, pero es otro producto, de otro precio y para otro cliente. Las forrajerías pidieron croquetas con marca propia; con pellet no cumple el pedido. Puede servir para probar el mercado del pellet económico, sabiendo que no compite con una croqueta y que igual hay que resolver la harina de carne en el frente de la línea.

Ejercicio 3: Para tu planta

Hacé el relevamiento de tu fábrica (o de la que querés montar) en una hoja con tres columnas, una por forma. Anotá:

1. Qué clientes o animales propios comen cada forma hoy, y cuántas toneladas por mes.
2. Qué criba usás (o usarías) para cada producto y la capacidad medida del molino con cada una: una bolsa pesada y un reloj alcanzan.
3. Las horas de molino y de mezcladora de cada producto, con la fórmula del ejemplo resuelto.
4. Si alguna fórmula lleva harinas de origen animal, y en qué orden y con qué limpieza se producen los lotes.
5. Qué máquinas del final de la línea tenés y cuáles faltan para cada forma.

Guardá la hoja: en el capítulo 20 vas a usar esas horas para elegir la capacidad de la línea.

Errores comunes

• Creer que la peletizadora cocina. Comprime y calienta un poco; no gelatiniza ni esteriliza como la extrusora. Un "pellet para perros" no es una croqueta.
• Usar la misma criba para todo. La criba del tambo deja partículas de 2 a 3 mm que traban la extrusora; la del pet food vuelve polvo la harina del tambo y reduce a la mitad la capacidad del molino.
• Embolsar el pellet caliente. Sale a 70–90 °C y con 15 % de humedad; sin enfriador, condensa en la bolsa y aparecen hongos en días. Lo mismo vale para una croqueta sin secar.
• Olvidar el gas de la secadora. La energía térmica del secado puede igualar a la eléctrica de la extrusora.
• Hacer pet food con harina de carne en la línea del balanceado para rumiantes, sin secuencia ni registro. Es un riesgo sanitario y comercial que puede costar el cliente más viejo de la fábrica.

Qué máquina corresponde

Para el frente de la línea, común a las tres formas, en la escala de Balanceados del Sur:

• Molino de martillos eléctrico de 11 kW MKH420C-C: 300–400 kg/h y 11 kW según la ficha. Es el molino de una fábrica chica; con criba fina para pet food la capacidad baja, y si va a trabajar más de 150 h/mes conviene mirar el modelo de 22 kW.
• Mezcladora horizontal de 500 kg/h y 7,5 kW: 500 kg/h y 7,5 kW según la ficha. Alcanza para 100 t/mes largas, como en el ejemplo; para 20 a 40 t/mes sirve la de 250 kg/h.

Para pellet de balanceado:

• Peletizadora eléctrica 15 kW MKFD260C: 550 kg/h y 15 kW según la ficha. Es la escala de 30 a 80 t/mes de pellet; con menos de 15 t/mes conviene una matriz de 200 o 230 mm, y arriba de 100 t/mes una de 360 mm o una anular. Todos los tamaños están en peletizadoras para alimentos balanceados.

Para croquetas extrusadas:

• Extrusora MKED060C para croquetas de perros: 120–150 kg/h y 15 kW según la ficha. Es la escala de 5 a 15 t/mes, la de una marca regional que arranca; la secadora y la recubridora se dimensionan con ella (capítulo 17). La serie completa, de 30 a 4.000 kg/h, está en extrusoras para alimento de perros.

Las capacidades de ficha corresponden a la fórmula de referencia del fabricante; con la fórmula propia hay que ensayar antes de decidir.

Resumen en cinco líneas

1. Harina, pellet y croqueta extrusada son tres productos distintos que comparten el frente de la línea (molienda y mezclado) y se separan después de la mezcladora.
2. La forma la impone el animal: harina para rumiantes en ración mezclada y ponedoras; pellet para feedlot, pollos, cerdos y conejos; croqueta extrusada para perros, gatos y peces.
3. El pellet comprime y calienta poco; la extrusión cocina a más de 110 °C, expande y pide secado con energía térmica.
4. La potencia por tonelada/hora de la ficha ordena los costos: moler y peletizar cuestan unos 30 kW por t/h cada uno; extrusar, más de 100.
5. Sumar un producto nuevo se decide con horas de máquina y kWh por tonelada, y con la higiene del frente de línea si entran harinas de origen animal.

Preguntas de repaso

1. ¿Por qué el feedlot de Pringles pierde un 8 % de la harina y no perdería lo mismo con pellet? Porque la harina se desmezcla, el viento se lleva los finos y el animal selecciona. En el pellet cada cilindro contiene toda la fórmula y pesa lo suficiente para quedarse en el comedero.

2. ¿Qué pasaría si Walter embolsara el pellet directamente a la salida de la peletizadora? Saldría a 70–90 °C y con 15 % de humedad; el vapor condensaría dentro de la bolsa y en pocos días habría hongos. El enfriador baja la temperatura y saca 2 a 3 puntos de humedad.

3. ¿Por qué la extrusora consume cuatro veces más energía eléctrica por tonelada que la peletizadora? Porque cocina con fricción: el tornillo lleva el material a 110–150 °C con el trabajo del motor, mientras que la peletizadora solo lo comprime por la matriz. Después hay que evaporar el agua del cocido.

4. ¿Qué pasaría con las horas de molino si la croqueta pasara de 8 a 16 t/mes? Con criba de 1,5 mm a 250 kg/h, pasarían de 32 a 64 h/mes; el total subiría a 194 h contra 154 disponibles. Haría falta un segundo molino (que además separaría el pet food del balanceado) o un segundo turno.

5. ¿Por qué un pellet de 8 mm no reemplaza a una croqueta aunque la fórmula sea la misma? Porque el almidón queda poco gelatinizado, no hay porosidad para absorber grasa y palatabilizante, y la textura, la vida útil y la temperatura de proceso son peores. Es otro producto, con otro precio.

Conceptos clave

• Harina (mash): mezcla molida y homogénea de las materias primas de una fórmula, sin tratamiento térmico.
• Pellet: harina acondicionada con agua o vapor y comprimida a través de una matriz; cilindro de 2 a 10 mm que se enfría antes de embolsar.
• Croqueta extrusada: harina fina cocida a presión en una extrusora, expandida, secada y recubierta con grasa; la forma del pet food y del alimento para peces.
• Desmezcla (segregación): separación de las partículas de una harina por tamaño y peso en el transporte o en el comedero.
• Gelatinización del almidón: cocción que rompe los gránulos de almidón y los vuelve digeribles; parcial en el pellet, casi completa en la extrusión.
• Acondicionado: agregado de agua o vapor a la harina antes de peletizar, hasta 15–17 % de humedad y 70–85 °C.
• Expansión: aumento de volumen a la salida de la extrusora cuando el agua sobrecalentada se vuelve vapor; da la porosidad y la flotabilidad.
• Factor de carga: fracción de la potencia nominal del motor que se consume en promedio; 0,75 es un supuesto habitual.
• Secuencia de producción: orden de los lotes y limpieza entre ellos para que ingredientes de un producto no pasen al siguiente.

Referencias

• Behnke, K. C. Factors affecting pellet quality. Maryland Nutrition Conference, 1994.
• ASABE. Standard S269.4: Cubes, pellets, and crumbles. Definitions and methods for determining density, durability, and moisture content. 1991 (reafirmada en 2007).
• FAO e IFIF. Buenas prácticas para la industria de piensos. Manual FAO de Producción y Sanidad Animal n.º 9. 2010.
• Codex Alimentarius. Código de prácticas sobre buena alimentación animal (CAC/RCP 54-2004). 2004.
• Rokey, G. J.; Plattner, B.; Souza, E. M. Feed extrusion process description. Revista Brasileira de Zootecnia, vol. 39, 2010.

Lo que sigue

En el capítulo 3, Formulación mínima para entender una ración, entramos en lo que va adentro de la harina: proteína, energía, fibra, minerales y el cuadrado de Pearson, lo justo para leer una fórmula y ajustarla. Si ya tenés tu caso (qué forma te piden, cuántas toneladas, qué línea tenés), contanos por WhatsApp o por el formulario de contacto y lo miramos con vos.