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ARTIGOS TÉCNICOS

PALESTRA SOBRE FÁBRICA DE RAÇÃO
I – Introdução
 
Gostaria de, inicialmente, agradecer à Vaccinar, na figura de seus diretores e corpo técnico, o convite que me foi feito para a realização desta palestra, onde tentarei, no espaço de tempo que me é fornecido, dar aos senhores aqui presentes uma idéia dos principais equipamentos que são utilizados em uma instalação para produção de rações balanceadas, bem como fornecer-lhes dados e padrões que possam permitir-lhes fabricar um bom produto, com qualidade, com um investimento que possibilite um retorno rápido e um custo de produção mais baixo possível.

Hoje, mais do que nunca, as margens de todos os negócios estão tornando-se menores, o custo de mão-de-obra está aumentando de uma forma constante e quase imperceptível.

O nível do profissional utilizado na fabricação de ração precisa ser mais elevado, o grau de sofisticação dos equipamentos é maior, o uso da informática (automação) é uma realidade, ou seja, buscamos desesperadamente um maior aumento na produtividade e uma diminuição dos custos na ração produzida e que irá representar um dos maiores custos na atividade.

É muito importante, portanto, dar uma atenção especial à fábrica de ração, um item que normalmente não é levado em grande consideração.

Pretendo, portanto, neste curto espaço de tempo, esclarecer o que for possível e fornecer o maior número de informações de meu conhecimento, no sentido de obterem sucesso no empreendimento à que se dedicam.

Uma das primeiras perguntas que fazemos (após as de praxe, como capacidade, prédio existente, etc.) quando somos solicitados para o fornecimento de um projeto de fábrica de ração é sobre a necessidade ou não de armazenamento de grãos no local onde será produzida a ração.

É sobre armazenamento que iremos falar, dando início, assim, à nossa exposição.
 
II – Armazenamento e Conservação de Grãos

A – Fatores que determinam a necessidade de armazenamento ou não de grãos, bem como dimensão dos silos armazenadores:
São os seguintes fatores:

- distância dos locais de produção;
- existência de cooperativas ou graneleiros nas proximidades;
- produção de grãos na propriedade;
- consideração sobre alteração nos custos dos grãos na entressafra.
B – Formas de armazenamento:
As formas de armazenamento são:

- armazéns graneleiros;
- silos de chapas corrugadas onduladas;
- silos de concreto;
- tulhas internas.
OBS: A moega não é um silo.
 
C – Ataque aos grãos: fungos, insetos e micro toxinas.
 
1 – Fungos:
Tratamento químico (com ácidos propionicos e acéticos) e físico.
 
2 – Micro Toxinas:
Causadas por fungos que produzem substâncias químicas que são tóxicas tanto para homens como para animais (ex: aflatoxina).

A prevenção do desenvolvimento da microtoxina no grão é alcançada por métodos similares àqueles empregados para inibir o crescimento de fungos não tóxicos.
 
3 – Insetos:
Os insetos que atacam os grãos são de duas espécies: carunchos (besouros) e traças, sendo os carunchos mais resistentes e de pequeníssima dimensão, permitindo que circulem pelos grãos mesmo nas camadas mais profundas dos silos onde os grãos estão mais comprimidos. Já as traças são mais frágeis, permanecendo normalmente na superfície dos grãos e causando menores prejuízos que os carunchos.

Tanto um como o outro se caracterizam pela alta capacidade de proliferação, podendo, assim, danificar em poucos meses grande quantidade de grãos armazenados.
 
D – Precauções no Armazenamento:
 
1 – Umidade:
Teor de umidade – fungos não se desenvolvem abaixo de 60% UR.
Umidade para armazenamento entre 12.5 – 13.5 %.
2 – Temperatura:
Nos grãos mantidos à temperatura inferior de 17ºC o desenvolvimento da maioria dos insetos é praticamente insignificante.

As temperaturas mínimas e ótimas para o desenvolvimento de insetos nos grãos são de 25 e 35ºC, respectivamente.
 
3 – Limpeza:
- reduzir o teor de impurezas (fragmentos do próprio produto, etc.) e corpos estranhos (terra, folhas, sementes de outras espécies, etc.);

- as impurezas dificultam a operação de secagem, aeração e expurgo pela ocupação dos espaços intergranulares e também são portadoras de grande quantidade de micro organismos que fornecem as condições para deteriorização do produto.
 
4 – Controle do Aquecimento dos Grãos:
- utiliza-se o sistema de termometria para medir as temperaturas em diversos pontos dos silos;

- grãos que estão localizados perto das paredes internas dos silos e na superfície adquirem uma temperatura mais baixa ou mais alta, conforme a variação da temperatura externa;

- aeração ou transilagem para controle de temperatura dos grãos;

- aeração – somente quando todos os dutos de ar estão cobertos de grãos.
 
OBS: Evitar ventiladores perto de impurezas do secador e da pré-limpeza.
 
Conclusão
Devemos oferecer as melhores condições possíveis para um bom armazenamento dos grãos, que representam normalmente de 60 – 80% da composição (em peso) do alimento balanceado.

Lembrando sempre que a função do armazenamento é preservar as condições do grão após a colheita e secagem, e não melhorar a qualidade dos mesmos.
 
III – Processamento
O segundo item a ser questionado quando do projeto de uma fábrica de ração é quanto ao sistema de moagem dos ingredientes. Neste sentido, os processos dividem-se em dois sistemas básicos, os quais iremos abordar a seguir.
 
III . I – Processos de Moagem:
 
A – Moagem Separada ou Pré-Moagem:
Neste sistema todos os ingredientes que necessitam de moagem são moídos individualmente, normalmente em uma tela com diâmetro dos furos variando entre 2.50 e 3.18 mm (1/8”).

Os ingredientes que são recebidos com granulometria inferior ao referido, não sofrem processo de moagem, indo diretamente para os silos de dosagem para serem incorporados à mistura.
 
B – Moagem Conjunta:
Neste sistema todos os ingredientes são moídos em conjunto, já devidamente dosados nas devidas proporções na caçamba de pesagem.

Em alguns casos é instalado um pré-misturador vertical antes do moinho, visando dar um mínimo de uniformidade à fórmula e assim, tornar o processo de moagem e a carga do moinho mais uniformes, principalmente quando estão presentes na mesma batelada, matérias-primas com uma variação bastante acentuada em sua granulometria.
 
C – O Processo de Moagem Separada apresenta as seguintes vantagens sobre a Moagem Conjunta:

As vantagens são as seguintes:

- menor custo de instalação;
- menor desgaste de martelos do moinho;
- possibilidade de moagem de cada ingrediente conforme a granulometria desejada (diferentes telas para diferentes produtos);
- maior simplicidade na operação da fábrica;
- menor número de pontos de retenção entre a dosagem e a mistura.
 
D – Vantagens do Processo de Moagem Conjunta:

São elas:

- controle de granulometria da mistura;
- menor espaço ocupado (área).
 
III . II – Moinhos:
 
Encontramos hoje no mercado várias formas construtivas de moinhos (martelos, rolos, serras, bolas, barras).

Mas podemos dizer que praticamente todas as plantas de produção de rações balanceadas utilizam-se do moinho de martelos em suas operações, quer seja na moagem de grãos ou na remoagem de ração balanceada (produtos destinados à peletização ou extrusão).
 
A – Moagem Assistida (com aspiração):
 
Consiste em um sistema de caixa de expansão, ventilador e ciclone ou filtros manga, que apresentam as seguintes vantagens:

1 – maior produtividade;
2 – menor aumento de temperatura no produto que sai do moinho;
3 – possibilidade de utilização de peneiras com furos menores.
A melhor forma de utilizarmos moagem assistida é com a utilização de filtros manga, fazendo com que as partículas finas retidas nos filtros sejam incorporadas imediatamente ao processo, através do auxílio de um sistema de jato pulsante, que, ao mesmo tempo em que fazem as partículas finas ser incorporadas ao processo, também atuam no sentido de manter as mangas de filtro limpas, tentando propiciar condições e idéias de filtragem do ar, com a área de filtragem obstruída na menor porcentagem possível.

Em um processo de moagem ou remoagem de ração já balanceada, o aumento da temperatura do produto acarreta vários prejuízos ao processo, tais como:

- danificação de parte das vitaminas;
- menor vida útil de correias elevadoras;
- condensação dentro dos tubos de elevadores;
- menor condensação nas paredes e tetos dos silos utilizados no processo.

Portanto, uma instalação de remoagem de ração visando posterior peletização ou extrusão, onde iremos utilizar peneiras com furos muito pequenos (entre 1.00 e 1.50 mm), podemos considerar obrigatória a utilização de um sistema de aspiração como auxiliar do moinho.

Também devemos observar com muita atenção a área útil e a forma de perfuração das chapas (furos alternados e não alinhados no sentido longitudinal da chapa).

Todos os procedimentos aqui abordados são importantes e devem ser observados com muita atenção, uma vez que os custos envolvidos em um processo de moagem ou remoagem não são desprezíveis e qualquer aumento na eficiência do processo ou na diminuição dos custos envolvidos, representam um ganho substancial ao longo do tempo, não esquecendo que mesmo no sistema de moagem em separado, utilizamos os moinhos para processar no mínimo 50 – 60% das matérias-primas utilizadas na produção de um alimento balanceado.

III . III – SILOS:
 
Na maior parte das vezes os silos utilizados são construídos com chapas metálicas que são unidas através do processo de soldagem ou parafusadas.

Os silos devem ser construídos de forma a facilitar a saída do produto, uma vez que são utilizados ingredientes de difícil escoamento e que se não tiverem um bom ângulo de saída, podem ocasionar zonas de acúmulo de material.

Para melhorar o escoamento dos produtos, dispomos de dois artifícios que são muito utilizados em plantas de produção de rações.

A – Cones com Expansão (alívio de pressão).

B – Cones Vibratórios:

Os cones vibratórios são utilizados em menor escala uma vez que seu custo é bem mais alto, sendo assim, empregado somente onde é imprescindível.

1 – Secção Quadrada ou Retangular:

Apresenta a vantagem de melhor aproveitamento de área e a desvantagem de apresentar cantos vivos, locais propícios à ocorrência de aderência e acúmulo de produtos, com a conseqüente contaminação no processo.

2 – Secção Redonda:

É o inverso da secção quadrada ou retangular.
Não apresenta cantos vivos, não necessita reforço em sua construção tanto quanto o silo quadrado, porém, ocasiona uma menor utilização de área.

Os silos devem, ainda, possuir escadas de acesso e tampa de inspeção, possibilitando e facilitando a limpeza interna dos mesmos.

III . IV – Roscas Dosadoras:

A utilização de roscas de dosagem tornou-se bastante freqüente, uma vez que é um equipamento relativamente barato e que possibilita a dosagem manual ou a dosagem automática dos ingredientes. Em muitos casos, a automação da dosagem é uma operação que será implantada em uma segunda etapa da fábrica de ração que está sendo construída.

Detalhes construtivos na utilização de roscas dosadoras:

1 – Entrada do produto:
Deve ser construída de forma a facilitar a entrada do produto na rosca. A saída do produto do silo, como já vimos, nem sempre é.

2 – Passo do Helicóide:

Deve ser reduzido ao longo da “boca” de entrada do produto na rosca, depois mudando para uma dimensão igual ao do diâmetro da rosca.
Possuem forma tubular ou calha, neste caso, devendo ser construídos com um limitador de carga.

III . V – Elevadores de Canecas:

São construídos basicamente de cabeceira inferior, cabeceira superior e tubos intermediários, perfazendo a altura necessária total.

A – Cabeceiras Inferiores ou “Pés” do Elevador:

Possuem um tambor normalmente raiado ou “gaiola” permitindo que o produto que cai no tambor não fique aderido a ele.
Podem ser construídas de duas formas:

1 – Auto-limpante:
Neste caso, a distância entre a caneca e o fundo da cabeceira (pé) é fixa e a menor possível. Quando é necessária a operação de esticar a correia, o tambor também se desloca mantendo sempre fixa a distância já referida acima.

2 – “Pé” Convencional:

Neste caso, o tambor se desloca dentro do “pé” quando esticamos a correia. O “pé” possui esticadores tipo parafusos que deslocam o tambor ocasionando uma mudança no espaço existente entre as canecas e o fundo do elevador.

Em ambos os casos, devem possuir registros de inspeção para possibilitar a limpeza quando da troca de produtos e também a retirada do produto que se acumula quando existe sobrecarga no mesmo (“embuchamento”).

B – Cabeceira Superior:

Possui sempre um tambor construído com chapas soldadas ou em ferro fundido.
Para grandes alturas o tambor é revestido com lençol de borracha visando aumentar a aderência com a correia.

Também é recomendável a utilização de um freio que pode ser mecânico ou eletromagnético.
As chapas utilizadas para fabricação dos elevadores normalmente são de três tipos:

- aço carbono;
- aço galvanizado;
- aço inoxidável.

Principalmente para transporte de produtos extrusados e peletizados, emprega-se o uso de elevadores construídos com chapas galvanizadas ou até mesmo inoxidáveis, uma vez que transportam produtos com maior temperatura e teor de umidade, necessitando, assim, de materiais que prolonguem sua vida útil.

Para áreas externas, principalmente na zona litorânea é imprescindível o uso de chapas galvanizadas na construção dos elevadores.

C – Canecas:

Podem ser construídas de chapas metálicas em aço carbono, galvanizado ou inox, ou em materiais sintéticos, tais como: polietileno, UHMH, nylon, etc., quando o material a ser transportado assim requer.

III . VI – Caçamba de Pesagem:

A pesagem dos ingredientes pode ser manual ou automática. Quando dizemos manual, estamos falando em acionar os motores das roscas dosadoras manualmente e realizar a pesagem dos ingredientes.

Na dosagem e pesagem automáticas, dispomos de um programador eletrônico ou um software onde armazenamos todas as fórmulas e através de comandos na tela do computador damos início ao ciclo, à seqüência de dosagem dos ingredientes, sem nenhuma intervenção do elemento humano após o início do ciclo.


III . VII – Misturadores:

É um dos equipamentos mais importantes em uma fábrica de ração. Do seu bom funcionamento depende a qualidade da mistura e, consequentemente, o bom desempenho ou não de seu criatório.

Geralmente, um misturador é fornecido para uma determinada capacidade em kg que leva em consideração uma ração balanceada com densidade de 600 – 625 kg/m³. Caso seja necessária a produção de rações de menores densidades, será necessário adquirir um misturador de maior capacidade, ou então, produzir bateladas menores.

Os misturadores dividem-se em dois tipos: vertical e horizontal, onde iremos ter uma idéia geral sobre ambos.

A – Misturador Vertical:

A cada dia que passa o misturador vertical é menos utilizado em fábricas de ração, porém, devido às suas vantagens, ainda é fabricado e instalado, principalmente em pequenas unidades.

Principais vantagens:

- baixo custo de aquisição;
- baixo custo de instalação;
- dispensa o uso de equipamentos adicionais para carga e descarga;
- pouco espaço requerido.

Principais desvantagens:

- maior tempo de mistura;
- maior tempo de descarga;
- maior possibilidade de contaminação;
- menor inclusão de líquidos;
- pior qualidade da mistura.

O misturador vertical pode ser construído com duas roscas ao invés de uma somente, diminuindo, neste caso, o tempo de mistura de aproximadamente 12 – 15 minutos para 6 – 8 minutos.

Ao contrário do que se acredita, normalmente um tempo maior de mistura não acarreta segregação das partículas.
Para uma melhor mistura é recomendada a seguinte seqüência na adição de ingredientes no misturador:

1º - 50% do ingrediente de maior quantidade utilizado na mistura (geralmente milho);
2º - adição de todos os outros ingredientes e do pré-mix;
3º - adição dos 50% restantes do ingrediente de maior utilização.

Os misturadores horizontais são hoje, com certeza, os equipamentos mais utilizados na produção de alimentos balanceados, seja na forma construtiva, com pás ou com duplo helicóide.

O formato mais utilizado atualmente no Brasil ainda é o duplo helicóide, porém, o misturador, utilizando pás, também começa a ganhar adeptos e seu uso está crescendo.

B – Misturador Horizontal de Duplo Helicóide:

Como já dito, é o tipo de misturador mais utilizado atualmente na indústria de ração animal.
Possui um funcionamento bastante simples e constitui-se basicamente, de um rotor com duplo helicóide que gira a uma velocidade constante e realiza uma mistura com uma qualidade boa em aproximadamente 3,5 – 4,0 minutos, dependendo da forma construtiva e características dimensionais do mesmo.

O misturador possui, normalmente, uma descarga bastante rápida através da abertura de comportas pneumáticas e, muitas vezes, é instalado em conjunto com um silo de espera que possibilite a alimentação rápida do misturador, gerando um fluxo alto de produção de ração, possibilitando uma produção de até 10 – 12 ciclos / hora.

C – Misturador de Pás:

Seu uso na indústria está crescendo, porém, ainda é restrito.

A maior vantagem em relação ao misturador de duplo helicóide é a possibilidade de seu uso com cargas pequenas (20 – 30%) em relação à capacidade total.

Em ambos os casos, quer seja no misturador com helicóide ou misturador com pás, não se deve nunca ultrapassar sua capacidade, uma vez que acima da linha do helicóide ou das pás, o produto não é misturado (zona morta), portanto, ao fabricarmos uma ração com densidade menor que a especificada pelo fabricante do equipamento, devemos prestar atenção para a quantidade que iremos colocar no misturador.

Os avanços tecnológicos estão propiciando o aparecimento de misturadores que utilizam em um mesmo rotor o helicóide e as pás, conjugando, assim, as vantagens de ambos.

Também começa a ser utilizado o misturador com maior velocidade, propiciando uma mistura em um tempo de 90 segundos, porém, exigindo maior potência para acioná-lo.


IV – Outros Processos utilizados em Fábrica de Ração

IV . I – Peletização:

É um processo bastante utilizado na produção de rações, principalmente em alimentos para aves e suínos.

Constitui-se, basicamente, de um condicionador onde é adicionado vapor e água à massa e um cilindro com rolos que forçam a passagem do produto através de anéis que possuem orifícios com o diâmetro requerido para os diversos tipos de ração.

Após a passagem pelos orifícios o produto é cortado no comprimento desejado.

Algumas vantagens da peletização:

- aumenta o consumo de ração, mesmo em épocas de calor;
- menor esforço físico para consumir a ração;
- redução da contagem microbiológica devido à temperatura e pressão empregadas no processo;
- redução da perda da ração que cai na cama;
- evita segregação da ração durante o transporte;
- evita que o frango selecione as partículas da dieta;
- proporciona melhor fluidez em silos e transportadores;
- aumenta a digestibilidade devido à gelatinização do amido;
- apresenta melhor ganho de peso e eficiência alimentar.

São desvantagens da peletização:

- investimentos na aquisição do equipamento;
- custos adicionais (vapor, eletricidade, peças de desgaste, etc.);
- maior consumo de água por parte dos animais;
- exigência de mão-de-obra mais qualificada;
- tendência ao canibalismo quando o manejo ou as condições ambientais não são favoráveis.


IV . II – Extrusão:

A extrusão é um processo ainda muito pouco utilizado na indústria de rações para aves e suínos. É largamente empregada na fabricação de produtos destinados à alimentação de animais de estimação (gatos, cachorros, etc.) e de peixes.

Muito timidamente começa a ser utilizada na produção de alimentos para aves e suínos na sua fase inicial e, com maior intensidade, na alimentação de eqüinos.

A grande vantagem da extrusão é o processo de gelatinização do amido que ocorre quando a massa sofre um cozimento através da adição de vapor e do atrito existente no processo; e dentre as desvantagens estão o custo do equipamento e de seus acessórios, o custo de produção (em torno de R$ 50,00 / tonelada, dependendo da parte da fábrica e do tipo do produto fabricado) e o custo da mão-de-obra empregada.

Acreditamos que com o passar do tempo a extrusão tenderá a ter seu uso disseminado largamente na alimentação de, praticamente, todos os animais, em vista dos altos benefícios gerados na utilização de rações extrusadas.