La dosificación exacta de los aditivos y su correcto mezclado en la fábrica son dos eslabones fundamentales a la hora de conseguir un alimento con las especificaciones deseadas. Los aditivos en forma líquida requieren una mayor atención para evitar que surjan problemas en ambos procesos.
La exactitud en la dosificación se ha convertido en un tema de importancia debido a la necesidad de cumplir con los altos estándares de calidad que caracterizan a la producción de alimento. En este sentido, los aditivos líquidos y los sólidos presentan particularidades diferentes a la hora de dosificarse en las fábricas de alimento.
Exactitud en la dosificación
Mientras la dosificación gravimétrica (básculas) es el método estándar para dosificar los ingredientes sólidos, los ingredientes líquidos habitualmente se dosifican con sistemas volumétricos o con sistemas gravimétricos, en combinación con mecanismos de pulverización (spraying) que transportan los aditivos o materias primas líquidos y los aplican dentro de la mezcladora. Los equipos de dosificación volumétrica son sensibles a la temperatura y a la viscosidad, factores que pueden introducir indeseadas fluctuaciones en la exactitud de hasta un 5%. Incluso los sistemas gravimétricos para líquidos pueden tener sus limitaciones en el difícil y pulverulento ambiente de la fábrica.
Por las particularidades del diseño de estos equipos de dosificación de líquidos y por las especiales condiciones de operación en la fábrica, a menudo la repetibilidad y exactitud en la dosificación suelen estar por debajo de los valores especificados. Así, habitualmente el rango de error de dosificación suele ser menor para sólidos (±0,02-0,05 kg/mezcla) que para líquidos (±0,1-0,2 kg/mezcla). Para compensar estas mayores desviaciones, la dosificación de líquidos requiere normalmente de márgenes superiores de seguridad en las especificaciones del alimento, es decir, mayor consumo de producto para garantizar el mismo rendimiento animal, lo que implica un mayor coste de alimentación.
La dosificación de líquidos es especialmente inexacta cuando se trata de añadir cantidades pequeñas de aditivos debido a las peculiaridades del sistema de pulverización y porque normalmente los equipos para líquidos no disponen de modo de dosificación fina. Con frecuencia se observa sobredosificación en estos casos. En la figura 1 se muestran los porcentajes de recuperación de aminoácidos complementados sólidos y líquidos de muestras de alimento de Europa y Latinoamérica analizados entre 2006 y 2007. Los datos se presentan diferenciados para tres niveles de complementación nominal o teórica (<0,05: 0,05-0,2 y >0,2%), y se expresan en tres categorías según porcentaje de recuperación alcanzado (>110; 90-100 y >0,3%).
Mezclado homogéneo y contaminación cruzada
Una vez que los ingredientes y aditivos han sido dosificados, la mezcladora debe ser capaz de combinarlos de manera que al final del proceso el alimento presente una distribución homogénea de las moléculas. A menudo existen normativas oficiales que exigen que la mezcla cumpla con los criterios de homogeneidad. Por ejemplo en la Unión Europea el reglamento sobre higiene de alimentos (183/2005) obliga a los fabricantes a demostrar que se establecen controles en la fábrica sobre la homogeneidad de mezclado. El procedimiento habitual en estos controles consiste en tomar varias muestras de una misma mezcla y analizar el contenido en un determinado marcador, interno o externo, en cada una de esas muestras. Después se expresa la homogeneidad como el coeficiente de variación (CV) de la concentración de dicho marcador en las muestras, cuanto más bajo es este coeficiente más homogénea es la mezcla.
Además de los imperativos legales, una buena mezcla es crucial para optimizar el rendimiento de los animales. Dicho de otra manera, una mala mezcla puede perjudicar el rendimiento medio de la manada y la variabilidad de la misma. Hay trabajos publicados al respecto tanto en pollos (Ciftci y Ercan, 2003, Duncan, 1989) como en cerdos (Traylor y col.1994).
No todos los aditivos añadidos en un alimento se mezclan con la misma eficiencia. En este sentido, los aditivos líquidos suelen presentar una serie de características que los hacen especialmente difíciles de mezclar, pudiendo perjudicar también al mezclado de otros aditivos e incrementar el riesgo de contaminaciones cruzadas.
Al pulverizar líquidos viscosos sobre sólidos se crean uniones entre partículas vecinas que limitan su libre movimiento y consecuentemente su adecuado mezclado. Esto es más problemático al inicio del mezclado cuando todos los ingredientes están todavía segregados, y afecta fundamentalmente a los micro-ingredientes que normalmente se localizan en la parte superior de la mezcla al inicio del proceso.
En el estudio mencionado anteriormente también se analizaron en los alimentos los coeficientes de variación obtenidos con aminoácidos en forma sólida o con aminoácidos en forma líquida (figura 2).
Casi un 40% de todos los CV de los aditivos en polvo fueron buenos (CV<5%) y casi un 80% correctos (CV<10%). Por el contrario, sólo un 22% de todos los resultados obtenidos con los aditivos líquidos fueron buenos y casi un 50% resultaron pobres (CV>10%).
Los grumos que se forman pueden llegar a ser de gran tamaño especialmente si los líquidos viscosos no son finamente pulverizados y el tamaño de las gotas es mucho mayor que el de las partículas sólidas (figura 3), situación muy habitual en la rutina de producción de las fábricas.
Estos grumos que se forman, además de dificultar la mezcla de los aditivos, tienden a depositarse sobre las paredes, palas y hélices de la mezcladora con el riesgo de que se desprendan posteriormente contaminando las sucesivas mezclas. Esto se suele detectar cuando se realizan varios test consecutivos de homogeneidad de mezclado al observarse que en una o en varias de las muestras tomadas para el test aparecen picos muy elevados de concentración del marcador. En la figura 4 se muestran ejemplos de incrustaciones en mezcladora y difusores.
¿Cómo reducir los problemas asociados a la adición de líquidos?
Existen algunas soluciones para paliar los problemas asociados a los líquidos:
- Tiempo de mezclado de sólidos previo a la adición de líquidos. Se trata de permitir unos segundos de mezclado de sólidos antes de iniciar la adición de líquidos. De esta manera, antes de que los líquidos empiecen a formar grumos, los sólidos ya han experimentado un cierto mezclado y el potencial perjuicio sobre los CV de los sólidos es más moderado. Esto no significa que los líquidos sean negativos en sí mismos para la mezcla, de hecho ayudan a evitar su segregación posterior, pero hay que considerar que desde el momento en que entran en la mezcladora el proceso de mezclado de alguna manera se ralentiza o interrumpe y los CV de todos los ingredientes empeoran respecto a la misma mezcla sin líquidos.Aplicando la misma filosofía, la adición de micro-ingredientes sólidos en la tolva anterior a la mezcladora tiene generalmente un efecto positivo sobre la homogeneidad, especialmente si se añaden como “sándwich” entre los ingredientes mayores, puesto que ya se produce un efecto de premezclado durante la descarga sobre la mezcladora.
- Evitar la adición de grandes cantidades de líquidos. Frecuentemente se añaden varios tipos de líquidos a la mezcladora: aceites y grasas, cloruro de colina, aminoácidos y análogos líquidos, etc. La cantidad total de líquidos añadidos en ocasiones supera el 5% del total de la mezcla. Generalmente las mezcladoras no están diseñadas para incorporar tales cantidades de líquidos. El rendimiento de las mezcladoras estándar de doble hélice o de palas no es el adecuado en este sentido. Otro aspecto a considerar es la limitada capacidad de la mezcla para absorber estos líquidos. Dependiendo del tipo de ingredientes mayores y menores empleados, la capacidad de absorción puede ser insuficiente para la dosis de líquidos aplicada y entonces se incrementan las adherencias o incrustaciones en la mezcladora y líneas de transporte.
- Diseño de los sistemas de dosificación y mantenimiento de los mismos. Como norma general los difusores deben ser capaces de distribuir los líquidos pulverizados sobre la mayor superficie posible de mezcla. Esto requiere un buen diseño y emplazamiento de los difusores así como un buen mantenimiento, condiciones que en la práctica a menudo no se cumplen.La posición óptima de los difusores en la mezcladora está en muchos casos restringida por la presencia de los puntos de descarga de los distintos ingredientes y aditivos. Esto provoca que se observen frecuentemente los difusores de distintos líquidos instalados en paralelo y dosificando una cantidad demasiado grande de líquidos sobre una superficie muy limitada de la mezcla. También ocurre a menudo que por un mal diseño y, frecuentemente, por una falta de mantenimiento y limpieza de los difusores, los líquidos no se dosifican pulverizados sino por goteo. Todo ello incrementa el riesgo de formación de grumos y el tamaño de los mismos, empeorando la homogeneidad de mezclado y aumentando la posibilidad de contaminación cruzada.
- Ampliación del tiempo de dosificación y mezclado. A diferencia de los sólidos, los ingredientes y aditivos en forma líquida no se pueden volcar sobre la mezcla sino que tienen que ser dosificados de manera uniforme y lentamente para no sobrepasar la capacidad de absorción de las partículas sólidas. Esto significa que el tiempo de mezclado debe prolongarse de manera que se permita una correcta dosificación y mezclado de los líquidos. Obviamente si el aporte de líquidos es elevado esto puede implicar una prolongación del ciclo de mezclado con la reducción consecuente en el rendimiento productivo de la fábrica.
- Respetar la tasa de llenado apropiada de la mezcladora. La mayor parte de los fabricantes de mezcladoras recomiendan una tasa de llenado del 70-85% en sus mezcladoras. Sin embargo, en el estudio mencionado anteriormente, donde se tomaron medidas in situ de las mezcladoras, solamente un 40% del alimento se había producido con tasas de llenado dentro de ese rango. Se observó que, especialmente en el caso de los aminoácidos líquidos, su homogeneidad de mezclado (CV) se veía claramente perjudicada cuando las tasas de llenado no eran las adecuadas (figura 5).
Cuando la tasa de llenado es baja una parte importante de los líquidos se deposita sobre las paredes, ejes, palas o hélices de la mezcladora en lugar de sobre la mezcla. Por el contrario si la tasa de llenado es muy elevada la superficie de distribución de los líquidos se reduce e incluso se pueden llegar a inyectar directamente sobre la mezcla, con lo que el volumen de mezcla disponible para absorber los líquidos disminuye y también la capacidad de absorción.
No olvide que…
La dosificación y mezclado de los ingredientes de la mezcla son procesos que pocas veces están optimizados en las condiciones prácticas de fabricación de alimentos. Los ingredientes líquidos, especialmente si su cantidad es excesiva, suponen dificultades añadidas por su menor exactitud de dosificación y su tendencia a formar grumos en la mezcla, con empeoramiento de los CV y aumento del riesgo de contaminación cruzada. Existen algunos mecanismos para reducir el impacto de los líquidos en la mezcla pero algunos de ellos pueden implicar un sobrecoste o una reducción en la producción. El uso de aditivos sólidos, siempre que sea posible, ayudará a evitar estos problemas y a minimizar la contaminación cruzada.
Fuente: Albéitar & Razas Porcinas.
