PROCESSO DE PRODUO DE RAO MOAGEM, MISTURA E PELETIZAO Marco Antonio Mayer Lara1marco.lara@buhlergroup.com Palavras-chave: Rao; Moagem; Mistura; Peletizao.

3 PROCESSO DE FABRICAO DE RAOUma das primeiras definies que deve ser levada em considerao no planejamento de uma fbrica de rao a escolha do conceito de moagem que ser adotado, a pr-moagem ou a ps-moagem. A pr-moagem foi a maneira original que as fbricas de raes no Brasil foram montadas. Nesta, os ingredientes so modos individualmente e posteriormente so dosados (Figura 1). Basicamente, so utilizados como ingredientes a serem modos, o milho ou outro gro alternativo e o farelo de soja.

1 INTRODUOO Fabricante de Raes tem como objetivo produzir raes com a melhor relao custo x benefcio. Toda a gesto do processo de fabricao de rao deve estar voltada para atender o produto final com qualidade visando esta finalidade. No Planejamento e Gesto do Processo de Fabricao com viso ao atendimento da qualidade de rao deve-se ter o processo que atenda a qualidade desejada. A qualidade pode ser planejada em novos projetos ou por meio da gesto, atravs de um estudo da situao atual, adequando os desvios de qualidade para plantas existentes. O conhecimento tecnolgico das etapas de processo d o suporte para o planejamento e gesto. Este trabalho tem como objetivo sintetizar o conhecimento tecnolgico e prtico existente no processo de produo de rao, disponibilizando um referencial para projetos que envolvem as etapas de Moagem, Mistura e Peletizao. Usando como base de referncia o livro Principles of Mixed Feed Production Componentes . Processes . Technology e citaes de outros autores listadas nas referncias bibliogrficas.

2 QUALIDADE DA RAOA qualidade intrnseca da nutricional/fisiolgica e sanitria. 2.1 Nutricional/Fisiolgica Entende-se que a qualidade nutricional/fisiolgica trata do atendimento dos nveis nutricionais para cada fase de vida do animal. Os nveis nutricionais so alcanados atravs da dosagem e pesagem adequada dos ingredientes individuais, e posterior mistura para uniforme homogeneizao dos ingredientes. Outro fator atendido por esta dimenso de qualidade a granulometria adequada ao aparelho digestivo de cada espcie. Para os sunos usada uma granulometria mais fina, e para as aves, em funo de sua natureza, uma granulometria mais grossa. A qualidade fsica do pelete medida atravs de sua durabilidade e dureza. O pelete deve ser durvel, mas no duro em demasia. De acordo com o autor Nir (1994) citado pelo Nir [11] , peletes duros (grau de peletizao 2, dupla peletizao) reduz os efeitos benficos da peletizao para aves. 2.2 Sanitria A rao deve ser isenta de microorganismos, bem como no deve possuir nenhum componente txico ou componente indesejado que pode prejudicar a sade do animal ou deixar resduo indesejvel na carne.1

rao

divide-se

em

duas

dimenses,

qualidade

Figura 1. Fluxograma de uma fbrica de raes com pr-moagem Fonte: Buhler [4]

A ps-moagem uma nova tendncia das novas fbricas e seu uso no Brasil teve incio em meados dos anos 90, por influncia do modelo europeu de produo de raes. A psmoagem, tambm chamada moagem conjunta, coloca o sistema de moagem entre a dosagem e a mistura, dentro da linha de produo. Neste sistema, todos os ingredientes so armazenados diretamente nos silos de dosagem, j que a moagem realizada na linha de produo. Este processo foi desenvolvido devido a necessidade no mercado europeu de produzir raes com uma grande variedade de ingredientes que necessitassem da moagem (Figura 2).

Engenheiro Qumico, Ps-graduado em Engenharia de Produo e Especialista em Tecnologia de Rao pelo Swiss Feed Technology Institute, Sua. Possui mais de 15 anos de experincia na rea de raes animais. Atualmente Gerente de Vendas de Feed & Biomass na Bhler S.A.

Figura 3. Sistema de Moagem Fonte: Kersten [6] Figura 2. Fluxograma de uma fbrica de raes com ps-moagem Fonte: Buhler [4]

A vantagem da pr-moagem o moinho ser independente da linha da mistura, e consequentemente a capacidade de moagem pode ser utilizada completamente.. Dessa forma, permite que o tamanho de partculas dos produtos individuais possam ser mudados, alterando as peneiras do moinho. Como desvantagem tem-se um alto custo de investimento em silos e transportadores adicionais e produtos que contenham muita fibra (cevada, aveia, etc.) tornando-se difceis ou at impossveis de serem modos sozinhos. A ps-moagem em contraste tem a vantagem de menor investimento por necessitar menos silos e elementos de transporte. O produto modo tem uma estrutura mais uniforme pois todos os ingredientes so modos com a mesma peneira e produtos de difcil moagem quando misturados so mais fceis de moer. A grande desvantagem da ps-moagem que ela esta diretamente ligada a linha de mistura e a capacidade da linha dependente da capacidade de moagem. Neste sistema a capacidade do moinho no completamente utilizada, e o moinho trabalha vazio entre as bateladas. 3.1 MOAGEM No processo de reduo de tamanho de partculas, o equipamento mais utilizado mundialmente o moinho de martelo. Por isso, neste trabalho abordam-se apenas as peculiaridades deste equipamento. Moagem mais do que simplesmente o equipamento moinho de martelo, ele um sistema composto de diversos acessrios, conforme apresentado na Figura 3.

O alimentador (A) e o respectivo controle automtico proporcionam a alimentao do moinho, sendo a capacidade de produo ajustada via conversor de freqncia, ligada ao motor do alimentador e limitando a carga pelo uso da potncia do motor principal do moinho. Este equipamento deve possuir separador de materiais estranhos e proteo magntica para proteger a integridade da peneira e martelos e minimizar o risco de exploso. O pulmo funcionar como um plenum que permitir a reduo do arraste de finos, fazendo que a maior parte do produto se direcione para a rosca extratora (I). Muito importante a existncia de sensor de nvel mximo para proteger, no caso de ocorrncia de anomalia, contra o embuchamento do moinho. O sistema de aspirao composto de exaustor (H) e filtro (B), e tem a funo de auxiliar na retirada do produto da cmara de moagem. A clapeta (K) da rosca extratora forma um selo, fazendo com que o fluxo de ar passe apenas pela entrada de ar (D) do moinho, e, atravs da cmara de moagem, deste modo permitindo a mxima eficincia de moagem. Para atender proteo contra exploso existem dispositivos adicionais que devem ser instalados, diafragma de ruptura com dispositivo de desligamento (E), que quando da ocorrncia da ruptura aciona o fechamento do dispositivo de fechamento rpido (G), evitando a propagao da exploso para a parte interna da fbrica. O duto de alvio (F) direciona a exploso para a parte externa do prdio. O padro de medida de tamanho de partcula o DGM Dimetro Geomtrico Mdio, com a medida de disperso DPG Desvio Padrao Geomtrico. Para o clculo destes indicadores recomenda-se a utilizao do aplicativo SoftGran disponibilizada pela Embrapa [5]. A seguir, apresenta-se o DGM recomendado por espcie: Sunos 500 a 650 (mcron) Aves 800 a 1.000

Quanto menor o DPG, mais uniforme a distribuio e melhor ser para o desempenho das aves. Segundo o autor Nir [11], o DPG aumenta com o aumento do teor de finos. Existe certa controvrsia quando do uso de granulometria mais grossa para aves, pois temse o paradigma de que granulometria grossa afeta a qualidade de pelete. Kleyn [8].cita Reece (1994), onde este mostrou que moagem com peneira de 4,15 mm e 6 mm resultaram respectivamente granulometria de 910 micron e 1024 micron, tiveram qualidade de pelete medida pelo PDI similar de 91%. Este mesmo autor cita a opinio de Penz (2002) que utilizaria milho modo mais grosso mesmo significando menor qualidade de pelete. Quando a peletizao projetada para a qualidade de pelete, possvel conciliar o tamanho de partcula mais grossa na moagem e adequada qualidade de pelete, entre 80 a 85% de PDI. Este assunto de tamanho de partcula ser apresentado novamente no tpico peletizao a luz de novos trabalhos. 3.1.1 Fatores que influenciam a moagem Os fatores que influenciam a moagem so a matria-prima, a velocidade perifrica dos martelos, as caractersticas dos martelos e da peneira, e por fim, a ventilao. Matria Prima: as propriedades de plasticidade e solidez das matrias prima definem o comportamento de moagem. A seguir, apresenta-se a relao entre as matrias prima e a capacidade de moagem: AVEIA 1 CEVADA 2 TRIGO 3 MILHO 4 FARELO DE SOJA 5

Concluso: maior velocidade perifrica, granulometria mais fina, maior potncia e menor capacidade de produo. Caractersticas dos Martelos: a eficincia de moagem est relacionada com o nmero, a espessura e o desgaste dos martelos. Quanto maior o nmero de martelos, maior a probabilidade de que as partculas sero processadas vrias vezes gerando uma granulao mais fina. Sendo assim, conclui-se que com menor nmero de martelos, menor ser o consumo de energia e a granulometria do material ser mais grossa.

Figura 5. Influencia do numero de martelos sobre o tamanho de partcula Fonte: Kersten [6]

Pela relao acima pode-se estimar que um moinho que produz 1 ton/h com aveia, produzir aproximadamente 4 ton/h com milho. Outro fator importante na matria-prima o teor de umidade do produto, considerando-se que o aumento de umidade de aproximadamente 1%, resulta em aumento de consumo de energia de aproximadamente 7%. Velocidade Perifrica: normalmente a velocidade perifrica de aproximadamente 90 m/s. Se a velocidade perifrica for superior a 90 m/s, ento a partcula que j estiver no tamanho certo, tem menos tempo para deixar a cmara de moagem, acarretando uma subseqente reduo de tamanho. Com isso, resulta maior proporo de finos, com maior consumo de energia eltrica especifica.

Martelos endurecidos mais finos (3 mm), geralmente afetam positivamente a moagem. A capacidade do moinho maior, o consumo de energia especifica menor do que martelos mais grossos (9 mm). Martelo mais grosso empurra o material ao invs de reduzir o tamanho. Martelos com desgaste exagerado acarretam aquecimento do produto, reduo de produo e o risco de rompimento da peneira.

Figura 6. Influncia do desgaste do martelo sobre a capacidade de produo Fonte: Kersten [6]

Figura 4. Influncia da velocidade perifrica sobre o tamanho de partcula Fonte: Kersten [6]

Menor desgaste. A ventilao afeta o contedo de umidade do produto. Dependendo do material e tamanho de partcula desejado, podem acontecer perdas de umidade de at 1%. Na Tabela 1 apresenta-se resumo dos fatores de moagem de acordo com o SFT - Swiss Feed Technology Institute [16] .

Fatores Velocidade Perifrica Figura 7. Desgaste mximo recomendado para os martelos Fonte: Kersten [6] Quantidade de Martelo Diametro do furo da peneira rea aberta da peneira

Capacidade (ton/h) alta diminui baixa aumenta maior diminui menor aumenta menor diminui maior aumenta menor diminui Maior aumenta Tabela 1 - Resumo dos fatores de moagem Fonte: SFT [15]

Caractersticas da Peneira: a eficincia de moagem est relacionada com a espessura, dimetro do furo e rea aberta da peneira. Normalmente se usa peneira perfurada com espessura de 2 a 3 mm e com dimetro do furo de 2,5 a 5 mm. Furos de peneira menor, somente em raes para peixes e pet food. Quanto maior a rea aberta, mais rapidamente as partculas com tamanho adequado deixaro a cmara de moagem. Com isso, resulta em maior capacidade de produo e menor consumo de energia especifico. O efeito colateral negativo de maior rea aberta a maior fragilidade da peneira. O valor de rea aberta est entre 30 a 50%.

Tamanho da Partcula (DGM) fina grossa fina grossa fina grossa fina grossa

3.1.2 Fatores de Dimensionamento do Sistema de Moagem Os principais itens que devem ser dimensionados em um sistema de moagem so: capacidade do moinho, volume do pulmo, volume de ar do sistema de aspirao, perda de carga do sistema e tamanho do filtro. Capacidade do Moinho: depende da potncia do motor principal, dimetro de abertura do furo da peneira e do tipo de material a ser modo (fator jkW). Q = P x d x JKW onde: Q capacidade de produo (kg/hora) P potncia do motor principal (w) d dimetro do furo da peneira (mm, intervalo de 2,5 a 7 mm) JKW fator da matria primaProdutos Cevada Aveia Sorgo Milho (USA) Milho (Tailndia) Arroz (quebrado) Farelo de Arroz Centeio Trigo Farelo de Milho (peletizado) Farelo de Trigo (fino) Farelo de amendoim Farelo de Soja Farelo de sementes de girasol Grmen de malte Polpa de beterraba Farinha de mandioca Polpa ctrica (pelete) Farinha de Carne Sal (NaCl) fator - jkW 27 14 45 55 35 49 15 20 40 70 33 80 70 50 37 11 85 60 50 75

Figura 8. Influncia da rea aberta de peneira e umidade do produto sobre a capacidade de produo Fonte: Kersten [6]

Ventilao: o volume de ar fluindo atravs da cmara de moagem, permite que as partculas com o tamanho j adequado, passem mais facilmente atravs da peneira. Dessa forma, evita a reduo adicional desnecessria da partcula, a formao de finos em excesso e maior desgaste do martelo e da peneira. Concluso: Maior capacidade do moinho; Para moagem grossa, o intervalo de granulometria fica mais estreito (menor DPG); Menor consumo de energia especifico;

Tabela 2 Lista jkW de vrios produtos usados na industria de raes. Fonte: Adaptado de Ruetsche [13]

Deve ser considerado o jkW de 45 para o milho brasileiro. Volume do Pulmo - est relacionado com a rea da peneira. volume do pulmo em m3 = m2 da peneira Volume de ar: podem ser utilizadas as seguintes recomendaes para o clculo: SFT [16]. recomenda via relao com o tamanho da peneira Volume de ar em m3/min = rea da peneira em dm2 / 2 Ruetsche [13]. recomenda relao com a produo do moinho Volume de ar em m3/min = capacidade mxima do moinho em m3/h x 2 Perda de carga do sistema: soma-se as seguintes parcelas: mm do moinho 100 a 150 mm de coluna d`gua mm do filtro 100 a 150 mm de coluna d`gua Recomenda-se um sistema de aspirao individual para cada moinho, quando for utilizado mais de um moinho por linha de produo. O motivo disso porque cada moinho possui uma perda de carga diferente. rea das mangas do filtro: est relacionada com o volume de ar de aspirao. Usar a relao de 4 m /min de volume de ar / m de rea de filtro. As referncias apresentadas anteriormente servem como base e do uma idia de grandeza, sendo que cada fabricante de equipamento pode em maior ou menor grau otimizar certos parmetros da mquina permitindo uma melhor eficincia. 3.1.3 Operao Para manter a melhor eficincia da moagem deve ser criada uma rotina operacional de inspeo que atenda pelo menos os seguintes pontos: - retirada dos materiais estranhos; - reverso da rotao; - controle de desgaste dos martelos; - controle de desgaste das peneiras; - controle da perda de carga do filtro e limpeza das mangas.3 2

Sobre o nmero de misturadores, existe uma tendncia do uso de um nico misturador por linha de produo. Contudo, ainda continuar existindo espao para linhas com 2 misturadores de menor capacidade. Na Figura 9 apresenta as relaes de causa e efeito no processo de mistura, sendo as relaes causais as caractersticas dos Ingredientes, o equipamento propriamente dito e os parmetros de processo e o efeito desejado a uniformidade da mistura medida pelo coeficiente de variao CV%.

Figura 9. Anlise Causa Efeito Mistura Fonte: Lara [9]

Caracteristicas dos Ingredientes Lara [9] cita Axe e Benhke (1995) para exemplificar as caractersticas dos ingredientes que so relevantes no processo de mistura, sendo estas: - tamanho da partcula: quando dois ingredientes tem tamanhos bem diferentes, eles podem se separar. - forma das partculas: a forma influencia as propriedades de fluxo e de armazenagem. A casca de soja difcil de se manusear, elas se interligam e formam obstruo ao fluxo. As partculas planas tem comportamento diferente de partculas arredondadas, elas tendem a cair mais lentamente, pemanecendo na posio, sendo que as arredondadas caem mais rapidamente e tendem a permanecer em movimento, - densidade; partculas mais densas descem entre as mais leves. - caractersticas eletrostticas; partculas, tornam-se carregadas devido a colises com outras partculas ou com partes do misturador. Geralmente, a carga eletrosttica mais severa est em partculas finas. O p tem maior rea superficial e deste modo permite maior carga eletrosttica. As partculas carregadas podem ficar aderidas as partes metlicas do equipamento. - higroscopicidade; a passagem da umidade do ar para o produto pode resultar em mudanas de propriedades fsicas tais como, as partculas se agregam formando grumos, reduo do nmero de partculas, aumento do tamanho da partcula. Isto pode seriamente impedir uma habilidade do ingrediente de se distribuir na mistura. Lara [9] cita Heindereich e Strauch (2000), que mostra que a uniformidade de uma mistura medida pelo CV% depende das caractersticas do micro-ingrediente (densidade e granulometria) a ser medido do que as caractersticas da mistura propriamente dita. Isto foi testado avaliando o CV% de um micro-ingrediente colocando em diferentes misturas, com caractersticas de granulometria diferentes. Obtendo resultados de CV% similares nas diferentes misturas. Equipamentos Na produo de rao, so utilizados basicamente dois tipos de misturadores, helicide ou ps.

3.2 MISTURAA referncia utilizada na etapa de mistura, a ser apresentado nesta seo, foi extrado de Lara [9]. No trabalho deste autor, apresenta-se uma resenha dos principais pontos a serem considerados e como fazer o controle de processo da mistura. Lara [9] cita Heindereich e Strauch (2000) o qual informa que o processo de mistura essencialmente baseado em experincia e informaes empricas. O misturador em fbrica de rao est normalmente posicionado posterior a balana no sistema de pr-moagem ou posterior ao moinho no sistema de ps-moagem. No novo conceito bulkblending, o misturador est posicionado na expedio posterior aos silos de armazenagem de rao e anterior a descarga no caminho.

Os principais fatores que devem ser considerados para um adequado funcionamento do misturador, tempo de mistura, grau de enchimento, distancia de helicide e corpo, tipo de descarga e adio de Micro-ingredientes. Tempo de Mistura: cada misturador com suas caractersticas especficas tem o seu tempo timo de mistura.

Tipo de descarga: existem dois tipos de descarga, gaveta ou comporta em toda extenso do misturador. Comporta permite menores tempos de descarga (5 a 10 segundos). Comporta junto com o adequado design do misturador proporciona menores nveis de resduo remanescente entre bateladas. O SFT [16] recomenda resduos no maiores do que 0,2%. importante que no ocorra vazamento do misturador. A descarga do tipo gaveta no acarreta em dificuldades para se atingir este objetivo. J em misturadores do tipo comporta necessitam de um excelente projeto, acabamento, bem como monitoria no dia a dia. Adio de Micro-ingredientes: um misturador deve ser capaz de misturar na proporo de 1:100.000 no caso de premix e 1:10.000 em raes. Normativamente, o premix deve preferencialmente ser adicionado diretamente ao misturador, ou deve ser adicionado o mais prximo possvel. No modo alternativo de transporte deve ser considerado que minimize o risco de contaminao cruzada. A adio de micro-ingrediente premix deve ser feita posterior a adio de macroingredientes.

Figura 10. Tipo de Misturador e seu tempo de mistura seca. Fonte: Buhler [4]

Sobre a adio de micro-ingredientes no existe diferena entre se colocar na forma concentrada ou na forma de diluio. Medida da Uniformidade da Mistura Primeiramente deve ser escolhido qual o micro-ingrediente que ser utilizado, no entanto, no pode ser maior do que 0,5%. Na pratica os mais utilizados so os seguintes: - sal (ASAE Standard: S301.1, 1973) amplamente utilizado nos USA. - micro-trace F azul ou vermelho (USA) - violeta de metila (normalmente usado na Europa, recomendado pelo SFT [16]) - lisina e metionina Quando se faz a medida de Coeficiente de Variao (CV%) est sendo medido o quanto o micro-ingrediente est uniformemente distribudo na mistura, e se infere se este ingrediente est misturado nos demais ingredientes que tambm tendem a estar misturados. O Europeu definiu como padro, o violeta de metila, por ser um ingrediente com densidade similar ao da mistura, por ter um adequado nmero de partcula e possuir uma baixa variabilidade de anlise. O CV% inclui a variao do procedimento de amostra, mtodo de anlise, aleatoriedade e a medida da uniformidade da mistura. O SFT [16] recomenda que o CV% da violeta de metila no exceda 5% aps descontar 3% de erro de medida.

O ciclo de mistura adequado deve considerar: tempo de mistura seca, tempo de adio de lquidos e tempo adicional posterior a adio de lquidos. SFT [11] recomenda 1 minuto de tempo adicional. importante respeitar o tempo de mistura seca, pois neste tempo que ir ocorrer a uniformizao dos micro-ingredientes na mistura total, e se os lquidos forem adicionados antes deste tempo, as caractersticas de fluidez diminuem com os lquidos e existe o risco de se formar grumos nos micro-ingredientes e estes no se uniformizarem adequadamente na mistura. Misturadores com relao comprimento : largura prximos a 1, tero tempo de mistura mais curto. Grau de enchimento: o misturador mistura volume e no peso. A capacidade em peso definida pelo volume e potncia (kW) do misturador. Quanto maior a RPM e maior a % de lquidos viosos maior ser a potncia exigida. O misturador de p permite um grau de enchimento de 10% a 100%. O misturador de helicide permite grau de enchimento de 50% a 100%. Em misturador de helicides uma poro de 15 cm do helicide deve passar a superfcie da rao. O volume de trabalho deve ser aquele recomendado pelo fabricante e/ou via teste de uniformidade. Distncia entre helicide e corpo do misturador: a maioria dos misturadores de helicide vem de fbrica com uma distncia entre helicide e corpo do misturador de 3 a 5 cm. Quando esta distncia for de aproximadamente 12 mm, a uniformidade pode ser afetada.

3.3 PELETIZAOA mquina peletizadora basicamente um equipamento composto de rosca alimentadora, que junto com o controle de alimentao (manual ou automtico) faz o ajuste da carga da

mquina respeitando a mxima corrente do motor principal (ajuste para a potncia instalada). A rosca abastece o condicionador que recebe vapor saturado, este equipamento tem a funo da mistura do vapor na rao farelada. Posterior ao condicionador, opcionalmente, pode-se ter o retentor que tem a funo de aumentar o tempo de reteno da rao com finalidade de reduo microbiolgica e finalmente a peletizadora propriamente dita, onde os rolos foram a rao farelada pelos orifcios da matriz, tendo-se assim a rao na forma de pelete.

requer alto consumo de energia. A qualidade de pelete melhora imediatamente com a reduo de produo de rao. Condicionador A rao farelada armazenada na moega acima da peletizadora, uniformemente dosada atravs da rosca alimentadora que abastece o condicionador. Uma uniforme razo de alimentao do farelo e vapor, com apropriado efeito de mistura das ps e tempo de reteno, so condies para uma adequada absoro do vapor. O tempo de reteno no condicionador de aproximadamente 10 a 20 segundos. De acordo com a figura 12, o tempo de reteno de 12 segundos j suficiente para o aquecimento do centro de uma partcula com tamanho de 3 mm com vapor saturado.

Condicionamento de milho com vapor saturado4000

Tamanho de partcula ()

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Figura 11. Maquina Peletizadora Fonte: Buhler [4]

A rao peletizada tem vrias vantagens sobre a rao farelada, que so: - tratamento trmico reduz microorganismos - reduo de segregao dos ingredientes - melhores caractersticas de fluidez. Reduz a incidncia de pontes em silos bem como a formao de resduo dentro dos silos ou moegas; - reduz a seleo dos ingredientes pelos animais; - aumenta a densidade da rao, necessitando menor volume de armazenagem e menor volume de transporte; - maior consumo de rao; - maior ganho de peso dirio; - melhor converso alimentar; - melhora a digestibilidade, uma vez que a utilizao dos nutrientes melhorada; - reduz o desperdcio. A maior justificativa para a peletizao o ganho econmico, Klein [7] relata que o ganho de aproximadamente 1,85 milhes por ano para um abate de 100 mil frangos por dia, e de aproximadamente 6,5 milhes por ano para uma abate de 350 mil frangos por dia, considerando um ganho na converso alimentar de 3,5%, o que pode ser considerado um ganho bem conservador. Com custo operacional na peletizao de R$ 7,10 e R$ 6,20 /ton de rao respectivamente para um abate de 100 mil e 350 mil frangos dia. Sendo a necessidade de rao para 100 mil e 350 mil frangos por dia respectivamente aproximadamente 106 mil ton/ano e 370 mil ton/ano. Considerando o ganho e os custos envolvidos, Klein [7] concluiu que para estes 2 casos, um payback descontado de 3 anos e 2 meses, e, 1 ano e 2 meses respectivamente para abates de 100 mil e 350 mil frangos por dia. A qualidade e eficincia de peletizacao determinada pela qualidade fsica e tima capacidade de produo relacionado com o consumo de energia especifico (kWh/ton). difcil conseguir estes requisitos ao mesmo tempo. A produo de peletes consistentes,

Tempo de aquecimento para alcanar . 80 C dentro do centro da partcula (s)Figura 12. Tempo de aquecimento para alcanar . 80 C dentro do centro da partcula x tamanho de partcula Fonte: Buhler [4]

Razes para o condicionamento: - diminuir o consumo de energia eltrica - aumentar a capacidade de produo - melhorar a estabilidade e o atrito do pelete - reduo microbiolgica - melhora a digestibilidade. Os principais fatores do condicionamento considerados so a temperatura, a umidade e o tempo. O tempo conseguido pelo tamanho do condicionador. A temperatura e a quantidade de umidade so obtidas atravs da adio de vapor. O vapor aquece e umidifica ao mesmo tempo. Como regra, o aumento de temperatura de 10oC no material resulta em aumento de umidade entre 0,6 a 0,7%. As vantagens de adio de vapor podem ser esclarecidas, como segue na figura 13.

Teoria First In - First Out, impossvel na prtica

Retentor

Distribuio do tempo de reteno de at 4 sec

RetentorFigura 13. Efeito do condicionamento com vapor sobre consumo de energia, qualidade de pelete e temperatura Fonte: Kersten [6]

Condicionador

Distribuio do tempo de reteno de at 2 min

Na Figura 13 mostra a reduo de energia eltrica necessria quando se aumenta a percentagem de adio de vapor com respectiva melhoria na qualidade de pelete. Coeficiente de abraso o inverso do PDI (Pelete Durability ndex, ndice de Durabilidade de Pelete). Abraso de 3% corresponde a PDI de 97%. Coeficiente de Abraso a medida do teor de finos e PDI a medida do teor de peletes. O europeu visualiza a poro fino e o americano a poro pelete. Tratamento Trmico Lara [10] apresenta o retentor como uma evoluo do processo de tratamento trmico em raes. Os esforos da indstria e dos fabricantes de equipamentos se voltaram para a reduo microbiolgica, buscando o tratamento trmico no processo de raes para atender a cadeia alimentar de protena animal. A tecnologia mais recente e eficaz empregada atualmente na reduo microbiolgica o retentor. O retentor comeou a ser utilizado em meados do ano 2000 e hoje padro para o tratamento trmico da rao. O processo permite que o condicionador atue em sua funo original (mistura eficiente do vapor no farelo), deixando a reteno para outro dispositivo adequadamente dimensionado para essa funcionalidade, garantindo ento o First In First Out (FIFO) do produto. O princpio de reteno foi projetado atravs do uso de helicide, permitindo que as partculas se movimentem lentamente e garantindo o FIFO (ou em portugus, PEPS primeiro que entra o primeiro que sai).

Condicionador maiorFigura 14. Representao didtica do princpio FIFO e comportamento real no retentor e no condicionador. Fonte: Buhler [4]

Algumas vantagens do retentor: garantia do princpio first in first out; mantm a temperatura do produto constante dentro do equipamento; baixo consumo de energia eltrica especfica (kw/ton de rao); baixo custo de manuteno; controle que permite alta flexibilidade de ajuste dos parmetros de tempo de reteno e temperatura da rao; a reteno tem efeitos de melhoria da absoro de gua pelo farelo, o que pode acarretar melhoria da capacidade da peletizadora e/ou melhoria da qualidade do pelete. Requisitos de Vapor O vapor adicionado no condicionador deve ser saturado e deve ser o mais seco possvel e no conter condensado. A quantidade de vapor adicionado depende do tipo de rao e est no intervalo de 1 a 5%. Recomendaes de vapor para os diferentes tipos de rao: Rao Bovina usualmente rica em fibra. Quanto maior a quantidade de fibra, maior a dificuldade de adicionar vapor. A mistura rica em fibra melhor para a qualidade de pelete, mas com tendncia de baixa capacidade e alto consumo de energia especifica (kW/ton) A rao para sunos usualmente tem alta percentagem de gro. Geralmente pode produzir boa qualidade de pelete, usando altas temperaturas e umidade e baixa presso de vapor. A rao para leites, entretanto, so muito sensveis ao calor, devido ao teor de acar e lcteos, e por apresentar o risco de caramelizao. A rao de aves contm muito gro e pouca fibra. A qualidade do pelete depende de adequado condicionamento. No entanto, sendo muito alta a percentagem de gordura no misturador, causa baixa qualidade de pelete. Os sistemas de adio de pelete, posterior a

peletizao, ajuda na manuteno da qualidade de pelete adequada. Recomenda-se adio de gordura no misturador de at 3%.Tipo de rao Temperatura do Consumo de Energia produto na sada do do motor principal da condicionador peletizadora Bovino 2,5 4,0 bar 75oC 85oC 20 24 kWh/t o o Suno 1,0 3,0 bar 75 C 85 C 15 17 kWh/t Aves 1,0 1,5 bar 85oC 95oC 10 12 kWh/t Tabela 3 Exemplos de controle de vapor no condicionamento, para diferentes tipos de raes Fonte: Kersten [6] Presso de vapor

Briggs [3] cita que o amido in natura no influencia significativamente a melhoria na qualidade de pelete. Este autor cita Wood (1987) que apresenta que tanto o amido in natura ou pr-gelatinizado tem efeito mnimo sobre a qualidade de pelete quando comparado com a protena bruta. e) Mineral A adio de componentes inorgnicos tais como minerais, aumenta o atrito na matriz, resultando alto consumo de energia especfica, maior desgaste, mas tambm peletes firmes. Moagem: como conhecimento geral entende-se que quanto mais fina a moagem, maior ser a qualidade de pelete. Existe controvrsia com relao a afirmao anterior. Briggs [3] cita Stevens (1987), o qual mostra no ter encontrado diferena significativa no % PDI com peletes realizados com moagem grossa (1.000 ), mdia (794 ) ou fina (551 ) em raes base de milho (72,4%) e de farelo de soja (20%). Em raes base de trigo e de farelo, a melhor qualidade em PDI foi na moagem mdia e fina. Na moagem fina acarretou uma perda da eficincia da peletizao em at 12%. Outro ponto importante a ser apresentado o efeito de reduo do tamanho das partculas que a prpria peletizadora possui. Amerah [1] mostrou efeitos de reduo do tamanho de partculas na peletizao, principalmente nas partculas maiores do que 1 mm, mostrando que a peletizadora uniformizou o tamanho de partculas na moagem de trigo com dimetro de peneira de 3 mm e 7 mm. Neste contexto Amerah [2] relata que, comparando granulometria fina (peneira de 1 mm) e granulometria grossa (peneira de 7 mm), a peletizadora no uniformizou a granulometria, mostrando que o impacto de moagem da peletizadora sobre as partculas mais grossas. No entanto, continua apresentando as vantagens do uso de uma granulometria mais grossa. Condicionamento: j foi apresentado anteriormente os efeitos de condicionamento sobre o consumo de energia e qualidade de pelete. Adicionalmente apresenta-se o trabalho de Briggs [3], que mostra resultados de melhoria de qualidade de at 4,5 % no PDI, com o ajuste de ps permitindo maiores tempos de reteno. Matriz: segundo o SFT [16], o que pode acarretar maior tempo de reteno na matriz pode proporcionar maior qualidade de pelete. O tempo de reteno na matriz pode ser calculado pela seguinte frmula: ft = d2 . . l . n. . 3600 4.000.000 . Q onde: ft = tempo de reteno (s) d = dimetro do furo da matriz (mm) l = espessura ativa do furo (mm) n = numero de furos da matriz = densidade do pelete (1,25 kg/dm3 para rao comum) Q = capacidade de produo (kg/h) Na matriz tem as seguintes caractersticas principais que afetam a qualidade de pelete, velocidade da matriz, espessura da matriz e dimetro do furo.

Kersten [6] adicionalmente as necessidades de condicionamento, recomenda um consumo especifico de energia para cada tipo de rao. Payne [12] refora que para uma adequada qualidade de pelete deve-se configurar a peletizao para um determinado consumo de energia especifico, sendo para aves, suno e ruminantes respectivamente 10 kWh/t, 12 a 15 kWh/t e 20 a 25 kWh/t. Considerando as caractersticas dos ingredientes e frmulas normalmente utilizadas no Brasil, recomenda-se para aves e sunos respectivamente 10 a 11 kWh/t e 12 a 13 kWh/ton para se obter uma boa qualidade de pelete. 3.3.1 Fatores que influenciam a peletizao Os principais fatores que influenciam a peletizao so, ingredientes, moagem, condicionamento, matriz, capacidade de produo e distncia entre rolo e matriz. Ingredientes: as matrias primas tero diferentes comportamentos na peletizao em funo de seus componentes, sendo eles: teor de protena, fibra, gordura, amido e mineral. a) Protena Bruta Briggs [3] apresenta a influncia significativa que a proteina bruta tem sobre a qualidade de pelete. Raes que possuem protena bruta produzem peletes com qualidade muito superior a raes com protena desnaturada. b) Fibra Bruta Pequenos aumentos na proporo de fibra bruta, podem produzir peletes firmes e um aumento significativo no consumo de energia. O tipo de fibra bruta tambm influencia: - a fibra bruta com alta teor de celulose normalmente resulta em peletes firmes. - a fibra bruta com alto teor de lignina normalmente resulta em peletes menos firmes c) Gordura Geralmente, pode-se dizer que o alto teor de gordura produz peletes frgeis. A forma em que esta gordura apresentada na mistura muito importante. Se a gordura estiver contida nas clulas da planta, ento relativamente melhor para a qualidade de pelete, do que misturas que possuem a gordura na superfcie. As foras de frico diminuem muito rapidamente, a resistncia a compresso reduzida. Se gordura ou leo adicionado na rao anterior a peletizao, esta no pode ser maior do que 3%. Para raes que necessitam de adio de gordura maior, deve ser colocada sobre os peletes. d) Amido Quando da substituio de amido in natura por amido pr-gelatinizado se melhora a qualidade de pelete.

a) Velocidade de rotao da matriz A velocidade de rotao da matriz depende do dimetro da matriz, que normalmente est entre 200 a 300 rpm, proporcionando uma velocidade perifrica entre 5 a 8 m/s. Para a mesma capacidade de produo, com maior velocidade de rotao, acarreta um maior consumo de energia e melhor qualidade de pelete. Isto resultado do aumento do nmero de passagens da camada de produto sobre os rolos, melhorando a compresso interna dos peletes. b) Espessura da matriz Quanto maior a espessura da matriz, maior ser o atrito e maior ser o tempo de reteno. Para uma mesma capacidade de produo, maior espessura acarreta em maior consumo de energia e melhor qualidade de pelete c) Dimetro do Furo Maior dimetro de pelete, resulta menor consumo de energia e menor qualidade de pelete. Capacidade de Produo: para Stark [15] apresenta um outro fator com alto impacto sobre a qualidade de pelete, que a capacidade de produo, este fator tem efeito direto sobre a qualidade de pelete. Uma maneira simples de melhorar a qualidade, mantendo os outros fatores constantes seria a diminuio da capacidade de produo da peletizadora. Distncia de Rolo e Matriz: Robohm [14], testando a distncia entre rolo e matriz em uma peletizadora de matriz plana, estudou o comportamento de diferentes distncias de rolo e matriz sobre o consumo de energia, umidade, qualidade de pelete e temperatura em rao de sunos mantendo a capacidade de produo constante. Robohm [14] mostra que o consumo de energia aumenta exponencialmente com o aumento da distncia entre rolo e matriz. Com a distncia normal de 0 mm, o consumo de energia foi de 10 kWh/ton e com 4 mm de distncia entre rolo e matriz aumentou para 22 kWh/t. Este autor comenta que o aumento de consumo de energia criado pela camada de material formada entre rolo e matriz. Os rolos passam por esta camada de material vrias vezes e assim compactando antes de pressionar atravs dos furos da matriz. Mantendo a temperatura de condicionamento constante (68oC), no entanto o comportamento da temperatura na sada da matriz aumentou consideravelmente. Com 0 mm esta temperatura foi de 75oC e com 4mm a temperatura foi de 90oC. O ndice de abraso de pelete mostrou uma melhor qualidade de pelete com 2mm quando comparada a 0 mm, reduo de 3,5 % para 2,5%. A melhoria na qualidade de pelete resultado da pr-compactao da camada de material na entrada da matriz. Acima de 2 mm a qualidade comea a reduzir novamente. O autor relata que este comportamento se explica pelo fato de que quando a distncia de rolo e matriz torna-se muito grande, boa compactao ocorre apenas no meio do rolo e matriz e nas laterais torna-se instvel e no ocorre compactao como acontece no meio. Outro parmetro que foi monitorado foi a umidade da rao com posterior resfriamento, onde com o aumento da distncia de rolo e matriz, a umidade diminuiu de 12,6% para 11,1%. Esta reduo de umidade se explica pelo aumento de aquecimento dos peletes (90oC). Maiores temperaturas resultam em maiores perdas de umidade durante o processo de resfriamento. Robohm [14], apresenta outras possibilidades com o uso do ajuste de distncia de rolo e matriz: - em teste com duas matrizes, 5 x 50 mm e 5 x 40 mm, com 0 mm e matriz 5 x 50 mm o consumo de energia foi de 24kWh/ton e ndice de abraso de 2 %. Alcanou-se a mesma

qualidade com a matriz 5 x 40 mm e distncia de 3 mm, mas com consumo de energia inferior; - influncia sobre raes com alta concentrao de gordura adicionada: atingida uma qualidade e consumo de energia similar, quando comparada a rao sem gordura, adicionada a 0 mm e a com 3% de gordura adicionada e 2 mm de distncia de rolo e matriz.

4 CONCLUSOPara o adequado dimensionamento da qualidade da rao, o produtor de rao deve atravs de seu conhecimento prtico e a luz do conhecimento tecnolgico, especificar seus equipamentos para novas aquisies e adequar certos parmetros para processos existentes. Na especificao de novos equipamentos o mais importante informar qual o resultado esperado do equipamento no que se refere principalmente aos seguintes itens: - capacidade de produo (ton/h), importante colocar qual a mnima produo que se quer atingir com o equipamento; - qualidade desejada e a variao admitida, no caso da moagem qual o DGM, na mistura o coeficiente de variao CV% e na peletizadora o ndice de durabilidade PDI %. No caso de equipamentos existentes no atenderem a qualidade desejada, experimentar alteraes no processo, testando relaes de causa e efeito. Deve ter sempre em mente a relao custo benefcio da alterao, iniciando por aquelas com menor custo e com tendncia de maior beneficio. Um exemplo de adequao de processo com custo mnimo o de adequao da granulometria para aves, onde se busca uma granulometria mais grossa. O simples fato de aumento de dimetro de furo da peneira, aumenta a granulometria, bem com a capacidade de produo dos moinhos (ton/h) e reduz o consumo de energia especifico (kWh/ton). O efeito sobre a peletizao deve ser testado, caso a diferena seja entre moagem mdia e grossa, no se espera reduo significativa na qualidade medida pelo PDI Mas se a qualidade do pelete diminuir, deve ser testada alguma alterao na peletizao. O importante atender a qualidade desejada que vise o beneficio do melhor resultado zootcnico do animal. Vale ressaltar que importante criar na equipe de produo de rao, o esprito de busca de conhecimento, incentivar a postura de experimentao. Dessa forma, consegue-se aumentar o know how do processo. Recomendaes apresentadas neste trabalho, bem como recomendaes de consultores e/ou parceiros devem ser testadas de acordo com a realidade de cada empresa. Pois, cada empresa tem a sua nutrio, usa diferentes matrias primas, tem o seu manejo, possui especfico programa sanitrio, por fim, existem procedimentos diferentes com impactos significativos sobre o resultado zootcnico dos animais. Como recomendaes gerais, na moagem busca-se atender as necessidade por espcie, onde para raes de suno com granulometria mais fina e para aves uma granulometria mais grossa. Na mistura deve-se respeitar o tempo de mistura do equipamento especfico, principalmente no que se refere ao tempo de mistura seca, alm de respeitar o grau de enchimento, no ultrapassando o mximo recomendado. Para a peletizao, parametrizar matriz de maneira que o consumo de energia especfico seja para aves de 10 a 11 kWh/ton e para sunos 12 a 13 kWh/ton. No caso de raes para aves pode at admitir uma menor qualidade de pelete se isto significar uma granulometria mais grossa.

5 REFERNCIA BIBLIOGRFICA[1] Amerah, A.M.,Ravindran,V., Lentle,R.G. and Thomas, D.G. Influence of Feed Particle Size and Feed Form on the Performance, Energy Utilization, Digestive Tract Development, and Digesta Parameters of Broiler Starters. Poultry Science, 2007, Vol. 86, No. 12, pp. 26152623, 33 ref. [2] Amerah, A.M.,Ravindran, V., Lentle, R.G. and Thomas,D.G. Influence of Feed Particle Size on the Performance, Energy Utilization, Digestive Tract Development, and Digesta Parameters of Broiler Starters Fed Wheat- and Corn-Based Diets, Poult. Sci., November 1, 2008; 87(11): 2320 - 2328. [3] Briggs,J.L., Maier,D.E., Watkins, B.A., Behnke,K.C.. Effect of Ingredients and Processing Parameters on Pellet Quality. 1999 Poultry Science 78:14641471. [4] Buhler, notas tcnicas 2009. [5] Embrapa, http://www.cnpsa.embrapa.br [6] Kersten, J.,Rohde, H. Nef, E. Principles of Mixed Feed Production Components . Processes . Technology, 2005. [7] Klein, A. Peletizao de Raes Aspectos Tcnicos, Custo e Benefcio e Inovaes Tecnollicas. Conferncia FACTA 2009 de Cincia e Tecnologia Avcola 21 Congresso Brasileiro de Avicultura. [8] Kleyn,R. The Effect of Particle Size on Poultry Performance, SPESFEED (Pty) Ltd [9] Lara, M. Mistura em Fbricas de Raes. SAPIA Sistema de Aperfeioamento da Industria de Alimentos. Mdulo: Equipamentos de alimentos para animais. Paulnia 3 a 4 setembro de 2003. [10] Lara, M. TratamentoTrmico na Indstria de Raes, http://pt.engormix.com/MAbalanceados/artigos/tratamentotermico-industria-racoes_203.htm, 2009. [11] Nir, I., Pitichi,I., Feed Particle Size and Hardness: Influence on Performance, Nutritional, Behaivioral and Metabolic Aspects Advances in Nutritional Technology 2001, Utrecht. [12] Payne, J.D. Troubleshoting the Pelleting Process. Feed Technology. Technical Report. American Soybean Association. International Marketing Southeast Asia. www.asasea.com [13] Ruetsche, P., The Progressive Animal Feed Production and its Fudamentals 1 Griding / Sieving in the Feed Milling Industry. Advances in Feed Technology No.1, Verlag Moritz Schfer. 1989. [14] Robohm,K-F. The Influence of Gap Width Adjustment between a Feed Pellet Mill`s Roller and Die on Throughput, Energy Demand and Pellet Quality. Advances in Feed Technology No.1, Verlag Moritz Schfer. 1990. [15] Stark,C.R., Effect of die thickness and Pellet Mill throughput on Pellet Quality. http://www.ncsu.edu/project/feedmill/pdf/E_Effect%20of%20Die%20Thickness%20and%20P ellet%20Mill%20Throughput.pdf [16] SFT - Swiss Feed Technology Institute, notas do curso 1996, Uzwill, Suia.