Peletização de Rações: Aspectos Técnicos, Custos e Benefícios e Inovações Tecnológicas

A indústria de rações para animais é muito significativa no Brasil e no mundo. A produção anual mundial de rações gira em torno de 700 milhões de toneladas métricas. Segundo o IFIF - International Feed Industry Federation, o Brasil é o quarto maior produtor mundial de rações, superado pelos Estados Unidos da América, pela União Europeia e pela China, respectivamente os maiores produtores. Segundo a mesma fonte, esses quatro produtores são responsáveis por cerca de 70% da produção mundial. No Brasil, segundo o SINDIRAÇÕES, foram produzidos 59 milhões de toneladas de rações em 2008, o que representa um orçamento anual acima de 30 bilhões de reais.

Mediante cifras tão significativas, não restam dúvidas sobre a importância de dedicarmos tempo e dinheiro visando a otimizar todos os processos que envolvem esta indústria desde a produção, o processamento e a logística dos ingredientes que compõem a ração e os processos que envolvem as fábricas de rações diretamente: a nutrição/formulação - com todos os processos correlatos como a pesquisa e desenvolvimento e análises laboratoriais - ; a recepção, o beneficiamento e a estocagem dos ingredientes; a dosagem; a moagem; a mistura; e os tratamentos térmicos. Neste último, insere-se a peletização de rações e todos os processos a eles vinculados. Esta importância é tanto econômica quanto de segurança alimentar, pois a ração faz parte da cadeia produtiva de alimentos para nós humanos.

Inúmeras áreas têm contribuído para melhorar a eficiência da produção animal, como a genética e a nutrição animal. Assim, também a tecnologia de processamento das rações tem avançado bastante ao longo do tempo, visando a atender a essas demandas, a reduzir os desperdícios e a maximizar o uso dos recursos através de uma maior precisão, garantindo a segurança alimentar e a possibilidade da rastreabilidade completa de seus processos.

Nesta abordagem, temos como principal objetivo tratar o processo de peletização de rações, focando mais os aspectos de custos x benefícios e as inovações tecnológicas. No entanto, como os aspectos operacionais e de instalação são causas frequentes do insucesso no uso desta tecnologia, não poderíamos deixar de apresentar alguns pontos relevantes nesse sentido, pois, se não forem minimamente observados, os benefícios possíveis e almejados não serão alcançados.

Em face da complexidade do tema, não temos a pretensão de esgotar o assunto, mas de apresentar alguns aspectos práticos por nós vividos nos últimos anos e de levantar alguns questionamentos importantes. Em função da pouca produção científica e da escassa literatura adaptada às condições brasileiras, nosso trabalho fica prejudicado em citações, no uso de outras referências, bem como na fundamentação científica.


Entendendo o processo

A seguir, serão colocados alguns conceitos e feitas algumas descrições do processo visando a entender melhor a peletização, a importância de realizar o processo dentro de determinados parâmetros e suas relações com outras áreas do conhecimento.

Tratamento Térmico de Rações
O tratamento térmico de rações tem como principal objetivo melhorar a eficiência alimentar através de alterações físico-químicas e a redução de microorganismos. Nele são considerados quatro fatores: tempo, temperatura, umidade e pressão. A combinação apropriada desses fatores é muito complexa e é nesta área, em nossa opinião, que ainda existem as maiores dúvidas sobre o processo de peletização.

Tipos de Tratamentos Térmicos
Existem basicamente quatro tipos de tratamento térmico sendo pesquisados e em uso na indústria de rações atualmente. São eles: a peletização, a expansão, a extrusão e o termo-condicionamento puro e simples. Existem outros, mas, devido a sua pouca importância ou a seu pouco uso, não os citaremos neste trabalho. Na tabela 1, podemos verificar as principais diferenças existentes nos três primeiros sistemas.

Tabela 3: Valores compilados a partir de várias fontes

A tabela acima reúne valores indicados por diferentes fontes. De um modo geral, os valores sugeridos para a variável tempo nos processos de expansão e extrusão são bem mais parecidos do que na peletização. Isso se deve ao fato de que nesses processos são usadas temperaturas e pressões muito altas e, por conseguinte, o tempo precisa ser muito reduzido, pois, caso contrário, ter-se-ia um prejuízo enorme - de um modo especial, sobre os ingredientes mais sensíveis à temperatura como, por exemplo, as vitaminas, as enzimas e os aminoácidos.

A peletização, apesar de ser um processo aparentemente menos definido no uso das variáveis ou fatores envolvidos, é o processo sobre o qual se tem menos dúvida em relação a sua validade econômica, ou seja, a relação custo/benefício.

Quanto ao uso da extrusão também não há muita dúvida, pois, em função do seu alto custo e da baixa capacidade de produção, só é viável para rações de alto valor de mercado, como é o caso de rações para animais de estimação ou para animais cujos produtos derivados têm altíssimo valor. No caso de rações para animais aquáticos, é interessante, pois permite definir o peso específico da ração e, assim, a profundidade de flutuação e a estabilidade da ração em água, o que é muito importante.

Como a expansão é um processo intermediário, tanto na intensidade do uso dos fatores no processamento quanto no custo, parece ser um processo interessante de ser mais bem avaliado sob o ponto de vista custo/benefício. Essa opinião pode ser fundamentada nos seguintes aspectos: (1) o custo do processo é muito baixo em relação ao custo da formulação, e (2) a existência de empresas que desenvolveram trabalhos de pesquisa intensos, tanto em nível de granja experimental quanto no campo, e que encontraram uma boa relação custo/benefício.

Finalmente, sob o ponto de vista da melhora na eficiência alimentar e na ação sobre os micro-organismos, é melhor a extrusão, depois a expansão e, por último, a peletização. Por outro lado, os custos fazem o caminho inverso, e eis a questão do equilíbrio custo/benefício desses processos.

Peletização

Pode ser definida como a transformação da ração farelada em granulada através de um processo físico-químico adicionando-se vapor à ração farelada (conforme figura 01) submetendo-a aos fatores temperatura, umidade e pressão por um tempo determinado, visando aos seguintes objetivos básicos:

Figura 01: Esquema do processo de peletização e pontos de ação dos fatores de peletização

Estas vantagens melhoram o desempenho dos animais, o que será analisado com maiores detalhes mais adiante no tópico “Benefícios”.

Condicionamento

Como no processo de peletização o fator pressão é pouco intenso, pois só acontece na passagem da ração pelo furo da matriz, a eficácia do processo depende praticamente da qualidade do condicionamento, em que os fatores tempo e temperatura fazem toda a diferença, pois os demais (umidade e pressão no furo) são fortemente dependentes e influenciados pela relação de uso destes.

Portanto, dever-se-ia saber com bastante precisão quais são o tempo e a temperatura ideais para cada tipo de ração no condicionamento para a obtenção dos maiores benefícios possíveis. Temos procurado e pesquisado bastante para encontrar informações a respeito, mas, aparentemente, a literatura e as informações científicas disponíveis são muito poucas; e os valores encontrados, muito diferentes. Portanto, certamente ainda não existem valores de consenso e uma investigação científica ainda será necessária. O principal motivo dessa problemática é a complexidade da análise em função dos múltiplos fatores envolvidos como os muitos tipos de formulações possíveis, os diferentes tipos e origens dos ingredientes, o vapor, as máquinas e os equipamentos, os fatores ambientais, entre outros. Ademais, no processo da produção animal, do qual a peletização de rações faz parte, interagem inúmeros fatores simultaneamente, e muitos não são controláveis. Logo, torna-se complexo avaliar a influência específica de um fator individualmente, suas combinações e interações.

Pode-se compreender melhor essa dificuldade com os dois exemplos a seguir: (1) tipo de amido: se usarmos cereais de inverno ou de verão; se utilizarmos milho mole, semi-duro ou duro, mais ou menos sorgo; (2) granulometria: existe muita controvérsia em relação ao tema na literatura, e tem uma influência decisiva no tratamento térmico. No entanto, há um relativo consenso de que, quando peletizamos a ração, a granulometria deve ser menor (entre 500 e 700 micros) pois, quanto menor o tamanho da partícula maior será a superfície de contato e consequentemente maior será a ação do vapor sobre estas partículas, melhorando a eficácia do tratamento térmico. Essa tese por vezes é questionada, principalmente quando a qualidade dos pellets não é muito boa, não tendo muita resistência e assim aumentando, durante a sua manipulação, o percentual de finos. Não há dúvida de que a qualidade dos pellets tem importância, mas também é verdade que o fino oriundo da ruptura e desgaste dos pellets é diferente do fino que encontramos na ração farelada, pois a ação dos fatores temperatura, umidade e pressão mudam a estrutura e a composição destes finos.

Conforme visto na tabela 1, a indicação dos tempos de condicionamento, variando entre 9 e 240 segundos, demonstra essa controvérsia. O problema é que, se o tempo for mal dosado, poderemos ter prejuízos em vez de benefícios. Se o tempo, a uma determinada temperatura, for muito curto, não teremos os efeitos benéficos esperados e, se for longo demais, causaremos sérios prejuízos a alguns componentes da ração. Vários testes, por nós realizados em granja experimental e no campo, parecem indicar um bom tempo de condicionamento para fórmula de alto teor de amido, em torno de 30 a 40 segundos ou um pouco mais até 60 segundos para uma temperatura um pouco acima de 80ºC, recomendada para esse tipo de fórmula, como veremos mais adiante. Contudo e para uma maior precisão, reconhecemos que é necessário fazer mais experimentos, até porque, como já dito anteriormente, está no correto condicionamento o maior segredo do sucesso da peletização, pois os demais fatores operacionais estão bastante claros.

Vapor

A qualidade do vapor é fundamental para a obtenção de um pellet de qualidade. O vapor ideal é o saturado. Mas essa condição é encontrada numa faixa muito estreita, na temperatura próxima de 100ºC. Para não se ter gotículas de água sendo arrastadas com o vapor, é recomendado trabalhá-lo na condição levemente aquecido e ter um bom sistema de remoção e coleta de condensado ao longo da linha de vapor. Uma forma prática de avaliar se estamos usando bem o vapor é verificar: (1) se não se formam grúmulos na ração na saída do condicionar; (2) se não tem vapor não-condensado saindo nas tampas da máquina; e (3) observar o comportamento da máquina através da curva da peletização, representada na figura 2. Um dos problemas comuns nas fábricas de rações é ter um sistema de geração e de distribuição de vapor incapaz de proporcionar um vapor de qualidade.

Para a melhor compreensão da importância do vapor, colocamos abaixo a tabela 2 comparando o uso do vapor com água e formulamos e respondemos algumas perguntas:
1. Por que usar vapor no condicionamento da ração? Para aumentar a temperatura e a umidade da ração.

2. Por que aumentar a temperatura? Para, através do pré-cozimento, favorecer as reações físico-químicas (gelatinizar amido, plastificar proteínas) e assim aumentar a digestibilidade da ração e destruir micro-organismos.

3. Por que aumentar a umidade da ração? Porque facilita as reações físico-químicas e porque a umidade é um dos fatores determinantes que regulam e agem sobre a passagem da ração no furo da matriz.

Portanto, a adição adequada de vapor é uma ótima forma de modificar as propriedades físico-químicas da ração e reduzir os micro-organismos. Essa modificação, junto com a umidade adicionada via vapor, tem um efeito lubrificador e aglutinizador, o que aumenta a peletabilidade da ração, diminuindo o atrito e a força motriz necessária e melhora a qualidade dos pellets e a digestibilidade da ração melhorando, de um lado a eficiência nutricional e, de outro, reduzindo os custos de processamento.



Figura 2: Curva da Peletização – fonte autor



Tabela 02: Por que vapor? Fonte: Adaptado SFT Swiss Institute of Feed Technology

Fator Fórmula e Ingredientes

As formulações de rações apresentam múltiplas possibilidades e, em função dos seus ingredientes, exigem diferentes tratamentos no processo de peletização. Como seria muito difícil tratar isso fórmula por fórmula, surgiu a ideia de reunir ou fazer agrupamentos de fórmulas, conforme demonstrado no compilado da tabela 3, baseado principalmente em SFT (Swiss institute of Feed Technology) e em Kansas State University (Tecnologia para La Fabricación de Alimentos Balanceados) e nas experiências pessoais do autor e de suas equipes.

Esses diferentes requerimentos têm sua origem nos diferentes graus de peletabilidade dos ingredientes que compõem a ração, conforme demonstrado na tabela 4. Além dos aspectos individuais dos ingredientes, podemos destacar ainda alguns fatores decisivos que se constituem através da formulação (teor de gordura, teor de proteína, teor de minerais, etc) e que são determinantes no processo da peletização, conforme demonstrado, resumidamente, na tabela 5.

Tabela 3: Compilado pelo autor / base nas fontes acima identificadas.

Tabela 4: Fonte: Adaptado SFT (Swiss Institute of Feed Technology.)



Tabela 5: Compilado pelo autor a partir de várias fontes e com base em experiências pessoais.

Na prática, temos trabalhado bastante com fórmulas com alto teor de amido (rações para aves e suínos, crescimento e engorda) e com alto de teor de açúcares (rações para leitões), que confirmam essas recomendações.

Fator Máquina, Instalações e Regulagens

Este tema é extremamente importante e, embora reconhecendo que uma boa parte dos insucessos na peletização sejam originados por problemas vinculados ao mesmo, não entraremos nele neste trabalho, por não ser o foco principal e por envolver muita engenharia. Assim, deve ficar ao encargo das empresas que fabricam essas máquinas e equipamentos e de quem decide a sua compra. Alguns pontos e cuidados serão abordados no capítulo dos aspectos e das inovações tecnológicas.

Fator Operacional

Uma vez estabelecidos os requisitos da máquina e feitas as regulagens adequadamente, temos então os aspectos operacionais, realizados manualmente ou parametrizados, quando o processo é controlado automaticamente. Resumem-se basicamente a:

Produção: De um modo geral, sempre é desejado trabalhar no limite máximo da capacidade de produção da máquina. Mas, no processo da peletização, temos alguns recursos que permitem aumentar a qualidade dos pellets quando reduzimos um pouco a produção. Esse fato pode ser explicado e observado através da curva de peletização (fig. 2). Isso se deve ao fato de que, à medida que conseguimos aumentar a umidade da ração, através do correto condicionamento do vapor, a passagem da ração pelo furo da matriz é facilitada até certo ponto, a partir do qual a água começa a dificultar o processo até chegarmos ao ponto do entupimento dos furos e, neste ponto, teremos os pellets mais duros e resistentes. Em função dessa dificuldade, a produção cai. Portanto, pode-se jogar com essa alternativa para melhorar a qualidade dos pellets.

Condicionamento: Na operação, podemos interferir em dois aspectos importantes que afetarão o condicionamento, quais sejam: (1) Regulagem da Pressão do Vapor e (2) a Quantidade de Vapor Adicionada.
Conforme descrito no item 2.5, adiciona-se vapor no condicionador para aumentar a temperatura e a umidade, aspectos determinantes da qualidade e do custo. Os requerimentos dessa relação mudam para cada tipo de formulação. Para compreensão, e em função da sua grande importância no Brasil, exemplificaremos o uso para a ração denominada “alto teor de amido”. Nesse tipo de fórmula, a temperatura de condicionamento recomendada é de 80 a 90º C, pois o processo de gelatinização começa de forma mais intensiva a partir dos 80ºC, e não devemos ultrapassar muito os 90ºC para minimizar possíveis perdas de nutrientes e também porque, acima dessa temperatura, começamos a ter dificuldade para conseguir condensar o vapor e, então, perderemos o segundo objetivo que é aumentar a umidade da ração. Vapor não condensado não representará umidade e assim haverá perda de energia térmica. Pelo acima exposto, e sabendo que à medida que a pressão do vapor aumenta, aumenta progressivamente também a temperatura do vapor, podemos concluir o seguinte: quanto menor a pressão de vapor, menor a T ºC do vapor, e isso permite adicionar mais vapor para atingir a temperatura desejada que estará mais próximo da condensação e, com isso, conseguir-se-á adicionar o máximo de umidade possível, o que é muito desejado pelas vantagens que teremos, conforme enumerado abaixo e demonstrado na curva de peletização:

Fator Adição de Líquidos

A adição de líquidos influencia e pode ser influenciada pelo processo de peletização.

A adição de líquidos às rações afeta diretamente o processo de peletização no que tange a produção, o consumo de energia e a qualidade dos pellets e, indiretamente, o resfriamento quando adicionado antes do resfriador. Por outro lado, o processo de peletização oferece a possibilidade de injetar líquidos ao longo do mesmo. Nesse sentido, quando for desejável adicionar líquidos sensíveis a altas temperaturas ou mesmo substitutos líquidos a produtos em forma de pó sensíveis a temperaturas, como é o caso de algumas vitaminas, enzimas, aminoácidos, eles poderão ser adicionados após o condicionamento e, em especial, após o resfriamento. O mesmo vale para adição de gordura, pois, conforme citado na tabela 5, adições acima de 2% começam a prejudicar a qualidade dos pellets, porque a gordura aquecida vem à superfície lubrificando o furo e facilitando a passagem pelo mesmo, reduzindo a compactação. A gordura também dificulta a absorção da água. Dessa forma, quando for desejado adicionar percentuais maiores de gordura, deve ser avaliada a possibilidade de fazê-lo após o resfriamento. As principais alternativas que temos para adicionar líquidos, além do misturador, são as seguintes: através de um pré-homogenizador contínuo instalado antes do misturador; no condicionador da prensa na câmara de prensagem; após o resfriador, através da instalação de um elemento misturador (tambor rotativo, engordurador, etc), antes da descarga da ração nos silos de expedição ou na expedição.


Resfriamento e secagem dos pellets

É fator determinante para o sucesso da peletização. Caso isso não seja feito corretamente, existe um risco muito grande de recontaminação da ração por micro-organimos. O pellet entra quente e úmido no resfriador e, no primeiro terço do mesmo, ocorre a evaporação da água de forma mais intensa e, por consequência, encontramos, nessa região, a situação ideal para o desenvolvimento dos micro-organismos. Alguns, mediante as condições de umidade e temperatura, irão estimular a fermentação, continuando o processo de aquecimento da ração e sua consequente deterioração, e os patogênicos colocarão em risco a saúde animal. Dessa forma, poder-se-á não apenas perder os benefícios, mas até piorar os resultados. Por essa razão, o controle da temperatura dos pellets na saída do resfriador constitui-se num dos mais importantes controles no processo de peletização. Como regra, a temperatura dos pellets na saída do resfriador não pode ultrapassar, de forma alguma, 10ºC à temperatura ambiente. O desejável seria o máximo de 7ºC.  

Como o monitoramento da umidade na linha é muito difícil e como existe uma relação muito grande entre o aumento/redução da temperatura com o aumento/redução da umidade da ração (na ordem de 0,6 a 0,7% de umidade para cada 10ºC de temperatura) fica óbvio que devemos controlar on line a temperatura dos pellets na saída do resfriador, cujo mecanismo já existe no mercado e está bem desenvolvido.

Experiências por nós conduzidas, mostraram que rações fora dessa especificação de resfriamento não podem ser armazenadas por mais de três dias sem comprometimento.

Como norma, toda água colocada na ração no processo de peletização deve ser novamente retirada no resfriamento e secagem, para não deixar água livre. Além do mais, é preciso garantir os 12% de umidade máxima na ração final exigida por lei no Brasil.
Empresas de rações comerciais podem utilizar o processo de peletização para recompor um pouco a umidade quando a mesma estiver abaixo dos 12% na ração farelada.

Como sugestão, é muito importante, na definição do fornecedor e na compra, exigir contratualmente que o mesmo garanta que o sistema seja capaz de resfriar e secar uma quantidade definida de ração em qualquer época do ano, pois, na região sul do Brasil, por exemplo, as capacidades de resfriamento e secagem chegam a cair mais de 25% nas épocas frias e com alta umidade relativa do ar.

Existem em uso os seguintes principais tipos de resfriadores de pellets: contra-fluxo; horizontal e verticais (cascata e de colunas). Sem entrar em detalhes nos requerimentos e vantagens e desvantagens de cada tipo, mas para não deixar de expressar nossa opinião a respeito, recomendamos, para a maioria das aplicações no Brasil, o resfriador contra-fluxo pelos excelentes resultados que tem demonstrado e pela facilidade de sua higienização, o que, além de tudo, não deixa de ser um aspecto importante num equipamento com potencial imenso de recontaminação das rações por micro-organismo.


Alguns aspectos de qualidade

Como mencionado acima, a peletização é um processo que modifica as condições físico-químicas e microbiológicas da ração, cujos efeitos e principais benefícios já foram enumerados. Os principais aspectos qualitativos normalmente avaliados são os seguintes:

De um modo geral, a medição e o acompanhamento da qualidade dos pellets é muito menos intensa no Brasil do que na Europa, por exemplo. Entre outras razões, as que parecem levar a isso são: (1) praticamente toda ração na Europa é comercializada (diferente da integração brasileira) e existe uma pressão muito forte dos clientes em relação aos aspectos qualitativos e (2) aparentemente muitas empresas no Brasil ainda não atentaram devidamente para a importância do controle dos aspectos qualitativos da ração peletizada.

Além desses controles, a implantação de programas de qualidade é muito importante. Como vimos, o processo de peletização é um processo que evolve vários riscos que colocam em perigo a qualidade da ração final. Assim, o uso das boas práticas de fabricação, ou melhor ainda, o uso do programa completo de APPCC (Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle) é muito importante para a garantia da inoquidade da ração peletizada. Certamente, um bom programa de APPCC terá um dos seus PCCs (ponto crítico de controle) na área de peletização. Outra questão é que o programa de qualidade deve abranger é a rastreabilidade.

Um aspecto importante a ser observado é em relação à manutenção da integridade (qualidade dos pellets) após seu processamento até o comedouro. Nesse sentido, a escolha adequada das máquinas e equipamentos após a peletização é muito importante, bem como o seu desenho, o dimensionamento, o acabamento, as velocidades e a auto-limpeza. Assim também o transporte da ração até as granjas tem um papel muito importante. O ideal seria utilizar sistema de cargas e descargas pneumáticas e não com roscas como é usual no Brasil.


Custos e Benefícios

Os custos, de um modo geral, são mais facilmente mensuráveis e controlados do que os benefícios, pois temos muito mais ação sobre eles.

Costumamos usar uma lógica que permite a primeira instigação e provável certeza da validade e viabilidade econômica do processo de peletização, a de que os custos dos ingredientes representam sempre mais do que 90% do custo da ração entregue numa granja e, geralmente, o custo operacional não ultrapassa os 3% e que o custo de peletização, normalmente, fica abaixo de 1% desse total (ver figura 03 um exemplo prático de custo). Portanto, parece bem razoável acreditar que vale a pena investir no custo que representa, em geral, menos de 1% capaz de atuar e influenciar os restantes mais de 90% dos custos.

Benefícios
Como vimos anteriormente, a peletização traz inúmeros benefícios na fabricação de rações, como redução de perdas por pó, custos de armazenagem e transporte, entre outros. Mas tem seu efeito maior na melhora do desempenho zootécnico dos animais, atuando de forma especial sobre a melhora da conversão alimentar. Contudo, há também efeitos benéficos sobre o consumo da ração: ganho de peso médio diário e, consequentemente, sobre o Fator de Produção. Seguem alguns exemplos e citações de experimentos realizados em integrações avícolas e órgãos de pesquisas, demonstrando ganhos na conversão alimentar dos frangos alimentados com rações peletizadas quando comparados com alimentados com rações fareladas.



Tabela 6: Fonte: Empresa A: Resultado comparativo de 6 lotes de campo de 100 mil aves cada,  comparados com testemunhas, sendo integração A fêmeas e integração B machos. Na granja experimental, foram feitos 8 tratamentos com 5 repetições por tratamento. 1999/00.



Tabela 7: Fonte: Bernardino, Verônica M.P. jan 2007 - Universidade Federal de Viçosa.

Esse trabalho demonstra que os frangos que consomem rações peletizadas, mesmo até os 21 dias de idade, já apresentam uma conversão alimentar melhor, no caso na ordem de 8%, em relação aos frangos alimentados com rações fareladas.



Tabela 9: adaptado de Lecznieski et al., 2001 citado por Penz, A.M. em Goiânia 2002.

O pesquisador mostrou que frangos no período de 21 a 42 dias de idade têm melhor conversão alimentar, independente do nível de energia utilizado, consumindo rações peletizadas ao invés de fareladas.

Conforme apresentado por Bellaver, Cláudio e Nones, Kátia em - A Importância da Granulometria, da Mistura e da Peletização da Ração Avícola, no IV Simpósio Goiano de Avicultura, 2000 Goiânia – “Do ponto de vista de desempenho KLEIN (1996), testou com frangos, tipos de dietas dos 21 aos 42 dias após esses terem sido alimentados com dieta triturada até os 21 dias de idade. (...) evidencia que as melhores rações para frangos de corte, no período de 21 a 42 dias de idade, são aquelas que foram peletizadas, pois apresentaram em média 16,8% mais peso, 13% a mais de consumo de ração e a conversão alimentar foi 4,5% melhor, em comparação às aves alimentadas com a mesma ração na forma farelada”.

Baseado nos trabalhos acima e também no Swiss Institute of Feed Technology, que cita que se pode esperar uma melhora na conversão alimentar com a peletização de rações de 3 a 6%, podemos assumir que a melhora na conversão alimentar de frangos de corte variam entre 3 a 7%. Mesmo sabendo que existem trabalhos que não diagnosticaram benefícios da ração peletizada para frangos de corte, mas baseados nas citações acima e na nossa experiência, preferimos assumir que os benefícios serão sempre conseguidos se o processo de peletização for bem conduzido, respeitando minimamente alguns requisitos, conforme amplamente discutido no início deste trabalho.

Para facilitar os cálculos e demonstrativos de viabilidade econômica, usaremos apenas os ganhos de C.A. e em frangos de corte. Simulamos os benefícios para ganhos na conversão alimentar de 3,5% e 4,5%.
Usaremos também, como exemplos, tanto para os benefícios quanto para os custos, abates de 100 mil aves/dia e 350 mil aves/dia e as demais premissas (Conversão Alimentar - CA; Ganho Peso Médio Diário - G.M.D.; Peso médio - PM) conforme tabela 10. É importante observar que esses dados de premissas variam muito de empresa para empresa e dependem muito da sua estrutura, capacidade gerencial e objetivos específicos.



Tabela 10: Premissas e calculo das necessidade de ração para 100 e 350 mil aves/dia

Diante desses pressupostos, podemos ver potenciais benefícios calculados nas tabelas 11 e 12.



Tabela 11: Calculo dos benefícios para 100 e 350 mil aves/dia estimando ganho de 3,5% na CA.



Tabela 12: Calculo dos benefícios para 100 e 350 mil aves/dia estimando ganho de 4,5% na CA.

Custos Operacionais

Dependendo um pouco do tamanho das linhas de peletização, do grau de automação, da depreciação, do desempenho das máquinas e da qualidade dos pellets, os custos da peletização representam, normalmente, entre 35 e 45% dos custos operacionais totais. Os custos de distribuição variam igualmente em função das distâncias médias de cada empresa.  Como esses custos variam de fábrica para fábrica, pegamos um exemplo próximo da realidade de uma grande empresa, para representar os custos neste estudo.

Na figura 03, esses custos médios são representados e divididos em custos de formulação (94,87%), custo operacional (2,32%) e custo do transporte (2,81%). Nos custos operacionais, abrimos o custo da peletização que representa, nesta empresa, aproximadamente, numa fábrica equivalente a um abate de 100 mil frangos/dia, R$ 7,10/ton e R$ 6,20/ton para uma unidade equivalente a um abate de 350 mil aves.



Figura 03: Custos aproximados base uma grande empresa.

Portanto, para os exemplos propostos de volumes, teremos os custos operacionais conforme representados na tabela 13.



Tabela 13: Custo operacional para peletizar as rações para 100 e 350 mil aves/dia – anualizado.

Logo, baseado nas premissas e cálculos podemos chegar às seguintes conclusões:

Para calcular o retorno do investimento, foram feitos quatro orçamentos para uma linha de 25 ton/hora para atender um abate de 100 mil frangos/dia e duas linhas de 40 ton/h cada para atender o abate de 350 mil aves/dia. Os preços médios dos orçamentos para os respectivos conjuntos completos de peletização, incluindo geração e distribuição de vapor, civil, elétrica, máquinas e equipamentos, silos e transportadores, foram de R$ 2.4 milhões de reais e de R$ 5,00 milhões de reais. A partir dessas informações, calculamos o retorno do investimento mediante as premissas estabelecidas que podem ser vistas na tabela 14.



Tabela 14: Calculo do Payback para abates de 100 e 350 mil aves/dia para ganhos de CA de 3,5% e 4,5%.

Portanto, temos, para uma taxa mínima de retorno de 12% ao ano, o valor presente líquido, para os próximos 10 anos do projeto, indicado na tabela acima para as diferentes simulações. Temos também a taxa interna de retorno, que se mostra altamente vantajosa em todos os casos, pois é bem superior aos 12% da taxa mínima de retorno. Igualmente temos indicado o payback descontado e o simples.

Logo, não restam dúvidas sobre a viabilidade econômica da peletização. No entanto, em função do alto valor do investimento, ele deve ser avaliado e comparado com outras alternativas de investimentos no ato de sua decisão.

Aspectos e Avanços Tecnológicos

O processo de peletização é um processo bem desenvolvido e, no geral, poucas dúvidas técnicas ainda persistem, exceto no condicionamento. É óbvio que potenciais de melhorias sempre existem. Para discorrer sobre os avanços tecnológicos, navegaremos ao longo das etapas do processo.

Alimentação da Peletizadora: Composto pelo silo da ração farelada; rosca alimentadora e rosca de retorno dos finos. Nessa parte, não existem muitas dúvidas, mas convém alertar que o silo deve proporcionar uma descarga uniforme e sem interrupções e que os finos devem ser descarregados na rosca alimentadora antes da ração do silo e de forma uniforme e permanente para permitir uma mistura uniforme e proporcional dos finos para não prejudicar nem o equilíbrio nutricional nem o processo de peletização em si.

Condicionamento: As principais dúvidas do processo de peletização de rações remetem ao adequado condicionamento da ração e especialmente no que diz respeito ao uso dos parâmetros tempo e temperatura. No entanto, como vimos, esse diagnóstico não é muito simples pelos múltiplos fatores envolvidos.
As empresas que constroem máquinas e equipamentos de peletização, usuários e institutos, individualmente e/ou em conjunto, têm buscado respostas. Nesse sentido, algumas idéias e projetos foram desenvolvidos e testados ultimamente, como, por exemplo:

No Condicionador: As empresas têm testado vários aspectos que interferem na eficiência do condicionamento, como, por exemplo, dimensões (comprimento e diâmetro); palhetas (número, forma, regulagem e disposição); velocidade periférica das palhetas visando à melhor fluidização possível da ração e a ocupação completa do condicionador para que a condensação e a ação do vapor seja a mais uniforme e eficaz possível; novas formas de entrada do vapor no condicionador; instalação de mais de um condicionador na mesma peletizadora (duplo ou até triplo condicionador); desenvolvimento de equipamentos capazes de reter a ração após o condicionamento (retentores); formas automáticas de variar o tempo de condicionamento; equipamentos de condicionamento capazes de garantir fluxo contínuo da ração - o “first-in-first-out” (FIFO).

Tanque de maturação/retenção: Este tanque ou depósito de ração é instalado em algum ponto antes do condicionador.Tem a função de reter a ração que recebe umidade e temperatura, geralmente via adição de vapor ou adição de água, preferencialmente quente. A grande dificuldade dessa tecnologia é que a ração precisa ficar armazenada nesse depósito por 3 a 4 horas para ter efeito, e isso inviabiliza sua utilização, pois o processo de peletização é contínuo.

Sistemas de aquecimento: Vários fornecedores de equipamento têm desenvolvido sistemas de aquecimento do condicionador e outras partes onde a ração entra em contato durante o processamento, utilizando-se de placas de aquecimento ou de outros mecanismos.  Esses sistemas têm como maior efeito e objetivo atuar sobre a microbiologia e foram desenvolvidos principalmente para esse fim. No entanto, o sistema ajuda no condicionamento, especialmente no início da operação. Ele permite aquecer o condicionador e outras partes antes do início da operação a temperaturas capazes de matar os micro-organismos que se desenvolvem em grande quantidade quando a máquina está parada. Nesse sentido também, houve grandes inovações nos desenhos dos equipamentos, visando a não acumular produtos e a facilitar a higienização. Ainda nessa linha de raciocínio, uma determinada empresa desenvolveu um sistema de circulação de ar quente por toda parte onde o produto final entra em contato, visando à descontaminação do ambiente, operando no modo produção e no modo secagem visando a secar os equipamentos quando não está produzindo.

Pré-compactador: Como o próprio nome diz, esse equipamento pré-compacta a ração antes de entrar na câmara de prensagem da peletizadora. O equipamento é instalado entre o condicionador e a câmara de prensagem e o material é compactado por rolos e anéis de fricção formatando na saída cubos cilíndricos grandes. Esses, por sua vez, caem na câmara de prensagem. Em linhas gerais, podemos dizer que é uma idéia intermediária da dupla peletização.

Dupla peletização: Sistema no qual duas peletizadoras são instaladas uma sobre a outra para aumentar a eficácia do processo, sendo que a primeira não faz uma prensagem tão intensa e geralmente usa matrizes com furos maiores.

Expander sobre a peletizadora: Neste caso, conjugam-se os processos de expansão com a peletização. Não restam dúvidas de que este é o processo mais eficaz sob o ponto de vista dos benefícios, pois se adicionam todos os benefícios da expansão aos da peletização e aumenta significativamente a capacidade da peletizadora (20 a 25%). Neste caso, a peletizadora tem muito mais uma função de dar forma à ração. Por outro lado, também é o processo mais caro e é por essa razão que se coloca a polêmica. De todo modo, como já previamente argumentado, parece que as empresas deveriam dedicar mais tempo e dinheiro à pesquisa para apurar os custos e benefícios dessa alternativa.

Todas essas alternativas propostas para melhorar o condicionamento ainda não responderam à questão da relação de uso apropriado dos fatores tempo e temperatura.

Câmara de Prensagem: É composta pela matriz, rolos compressores e elementos distribuidores. O projeto e a configuração da câmara de prensagem têm grande importância na capacidade de produção, na qualidade dos pellets e nos custos. Esta configuração é de alta complexidade e envolve conhecimentos profundos de engenharia. Por isso, não entraremos em detalhes construtivos, mas vale alertar que é importante, no ato da definição da compra, avaliar a estrutura de engenharia do fornecedor.

Matrizes: Aspectos tecnológicos que devem ser observados: (1) materialusado na confecção: As matrizes são fabricadas, em geral, a partir de aço carbono ou inoxidável (ligas especiais de aços inoxidáveis). Embora as de aço inoxidável sejam normalmente mais caras, são as que trazem a melhor relação custo/benefício, em linhas bem instaladas e bem operadas. A durabilidade das matrizes deve ser controlada para saber a produtividade e a eficácia de cada fornecedor. (2) a quantidade de furos por área (área furada): No mercado, isso varia, entre os diferentes fornecedores, de 30 a 50%, e esse é um aspecto extremamente importante na capacidade de produção (ton/h) da peletizadora e, por outro lado, pode ser um fator de quebra da matriz. Portanto, encontrar o fornecedor capaz de oferecer maior área furada e garantir uma boa durabilidade é uma questão de competência tecnológica, pois auxilia muito em custo ao fabricante de rações , sem comprometer a qualidade da ração. (3) a velocidade periférica: As velocidades variam, em geral, entre 5 e 8 m/s dependendo da formulação que é usada. Como regra, quanto mais fácil de ser peletizada a ração, maior deverá ser a velocidade e, quanto mais difícil, menor. Para as fórmulas classificadas como “alto teor de amido”, comumente usadas no Brasil, são fáceis de serem peletizadas e sugerimos velocidade a partir de 7 m/s. Atualmente, já existem empresas que oferecem a possibilidade de variar essa velocidade automaticamente, e isso é uma inovação importante. (4) relação de compressão: É a relação obtida entre o diâmetro do furo e seu comprimento. A escolha é muito importante, pois tem influência na produção, na qualidade, no tempo de permanência, no desgaste da matriz e no consumo de energia elétrica, afetando os custos e os benefícios. Percebemos muita controvérsia no mercado em relação a esse tema, pois muitos técnicos e operadores confundem ou pensam que a compactação é fruto quase exclusivo dessa relação e usam matrizes muito espessas, gastando energia desnecessária (força de atrito) e causando desgaste muito grande na matriz, o que exige mais trocas e custa muito caro. Nossa tese é que essa relação deve ser a mínima possível, desde que se consiga o ponto de “embuchamento” (entupimento dos furos da matriz) da máquina via a correta utilização do vapor, conforme já foi discutido e está demonstrado na curva da peletização (figura 2). Essa relação de compactação também varia muito em função de cada tipo de ração. Apenas para citar dois exemplos, uma relação a partir de 1:12,5 para rações de frangos de corte no Brasil é suficiente. Já para rações de leitão, alto teor de açúcar e/ou leite em pó, requerem uma relação muito menor, na casa dos 1:7,5. (5) formatação/tipos de Furos e seu estado de conservação: existem muitos formatos de furo, e eles devem ser adaptados para cada tipo de ração. O formato normalmente usado é o chamado normal, com alívio nas três primeiras fileiras de furos a fim de aliviar a pressão nessa região e evitar o desvio da ração para fora da área de trabalho, reduzindo a tendência ao desgaste desuniforme.

Capas de Rolo: Os aspectos básicos que envolvem a influência das capas de rolo no processo são: (1) tamanho - largura e diâmetro que definem a área de trabalho e o ângulo de entrada; (2)número de rolos - normalmente usados dois ou três, e (3) o tipo - são basicamente três tipos (o furado,o ranhurado/estriado e o de superfície endurecida com tungstênio), sendo os mais usados os furados e ranhurados, cuja recomendação depende da formulação usada.

Elementos de distribuição: Se não houver uma boa distribuição da ração sobre toda a largura da área de trabalho do conjunto matriz/capas de rolo e se houver possibilidade de escape da ração para fora desta área, teremos um desgaste desuniforme do conjunto, o que afetará a produção, a qualidade da ração, o aumento dos custos de manutenção e a compra de matrizes e capas de rolo, pois se isso acontecer, precisam ser feitas retificações. A correta distribuição da ração parece ser simples, mas, na prática, tem sido “uma grande dor de cabeça” e exigido muito esforço de desenvolvimento por parte das empresas. Todas essas questões não são fáceis em função do grande esforço físico que é feito na prensagem, da alta abrasividade da ração e dos elementos corrosivos que a compõem.

Regulagem automática dos rolos: Na regulagem da distância entre matriz e capas de rolo, é possível utilizarem-se distâncias de 0 a 4 mm. Como regra, quanto maior essa distância mais duro serão os pellets, maior será o consumo de energia, menor será o percentual de finos, maior será o risco de escape lateral de ração, entre outros. Pelo acima exposto, pode-se perceber que essa regulagem pode compensar parcialmente a espessura da matriz. Como o conjunto de prensagem é submetido a esforços muito grandes, há uma forte tendência à desregulagem. No processo manual, essa conferência somente é possível quando a máquina para. Por isso, algumas empresas têm se empenhado para conseguir desenvolver um sistema de regulagem automática, e esse tem sido um avanço tecnológico.

Lubrificação automática dos rolos e eixo: Embora não seja uma inovação recente, pelo menos para alguns fabricantes, vale enfatizar a importância desta tecnologia, pois o sistema é posto em forte esforço e pressão, e a lubrificação é extremamente importante. Quando feita manualmente, além de poder ser esquecida, pode ser feita de forma ineficiente, o que o sistema automático impede.

Formas de Transmissão da Força Motriz: São utilizadas basicamente três formas de transmissão: (1) por correas e polias; (2) por engrenagens; (3) misto entre as duas. Como a forma de transmissão tem a ver com a eficiência no uso da energia elétrica, com a durabilidade, com a capacidade maior ou menor de absorver impactos, com os custos tanto do sistema quanto da sua manutenção, tem-se percebido que muitas empresas têm se preocupado e pesquisado bastante esse tema e encontrando soluções de engenharia mais eficazes. A escolha depende de algumas variáveis e deve ser tomada entre as engenharias do fornecedor e do comprador.

Resfriamento e Secagem: Os principais avanços tecnológicos que aconteceram nesta área ultimamente foram: (1) capacidade de resfriamento: Até pouco tempo atrás, não havia no Brasil modelos adaptados para capacidades maiores de resfriamento dentro dos pré-requisitos necessários, especialmente para as regiões mais frias do Brasil. Avanços houve, e hoje isso já não é mais um problema para alguns fornecedores. (2) aquecimento e secagem do ar: Uma solução técnica para aumentar a capacidade de resfriamento e secagem seria aquecer e secar o ar usado, especialmente o ar de primeiro contato para evitar a condensação. Para tanto, foram testados e continuam sendo testados equipamentos para fazer isso, mas até o momento não se tem notícia de um sistema adequado e usado em larga escala no mercado. (3) resfriador duplo deck: Um dos problemas no processo de resfriamento e secagem é a perda de tempo nas trocas de produção. Quando passamos de um tipo de ração para outra, todo o sistema precisa ser esvaziado, e isso é demorado. Nesse sentido, a empresa Holandesa Geelen Counterflow desenvolveu um resfriador de dois estágios (duplo deck) que permite separar com um deck uma ração da outra fazendo que a perda de tempo na troca de produção seja minimizada. (4) controle automático e on line da temperatura na saída do resfriador: Conforme amplamente discutido anteriormente, é realmente muito importante controlar a temperatura e a umidade na saída dos pellets do resfriador. Portanto, uma das inovações tecnológicas mais importantes, em nossa opinião, foi o sistema capaz de monitorar on line e de forma automática a temperatura dos pellets na saída do resfriador, fazendo com que, em casos de a temperatura exceder o limite o sistema, facultar, automaticamente, uma das seguintes alternativas: disparar alarme, parar a produção, reduzir a produção ou retornar a ração quente para o silo da ração farelada, evitando os efeitos nefastos da expedição de rações úmidas e quentes.

Separação área limpa e área “suja” e tratamento do ar de resfriamento: Sistemas capazes de garantir uma separação efetiva da área limpa (pós tratamento térmico), isolando a área e coletando de forma especial e/ou tratando o ar de resfriamento e secagem, têm sido desenvolvidos para atender legislações de países e clientes mais exigentes.

Adição de líquidos: Como sabemos, durante o processo de peletização, os mais diferentes ingredientes da ração são submetidos a altas temperaturas. Como existem muitos ingredientes que são bastante sensíveis a altas temperaturas e com o surgimento de vários aditivos líquidos, tornou-se necessário desenvolver tecnologias que permitissem adicionar líquidos após a peletização. Atualmente, existem vários equipamentos no mercado, geralmente desenvolvidos em parceria entre o fabricante do aditivo e empresas fabricantes de máquinas e equipamentos. Face à precisão necessária e a fluxos contínuos, o desenvolvimento desses sistemas envolvem igualmente alta tecnologia.

Automação: A automação do processo de peletização, seu completo domínio e pleno funcionamento em automático, certamente é um dos mais importantes avanços tecnológicos dos últimos anos. Como vimos até aqui e quem conhece a operação do processo em manual, sabe que é praticamente impossível operar bem o sistema manualmente, em função dos vários fatores que interagem a todo o momento no processo. É muito difícil responder instantaneamente a todas as variações, levando a paradas (embuchamentos), produções aquém do potencial e, principalmente, a problemas de qualidade. Dessa forma, a automação, que é domínio de algumas empresas, consegue, durante as vinte e quatro horas do dia, responder de forma adequada a tudo isso.

Mistura na Expedição: Talvez seja algo futurista e, embora a idéia não tenha evoluído, ela parece muito interessante. Como os requerimentos nutricionais variam quase que diariamente para os animais, o ideal seria oferecer várias dietas durante a fase do seu desenvolvimento. Em função da falta de uma solução técnica, as empresas usam, normalmente, de quatro a cinco dietas.

A ideia consiste em instalar um misturador robô na expedição que teria ao mesmo tempo a função de elemento carregador (robô de expedição) e a função de proporcionar a possibilidade de misturar as rações básicas produzidas. Assim, por exemplo, nos primeiros 21 dias poderiam ser expedidas várias rações misturando em proporções diferentes as rações pré-inicial, inicial e crescimento. Dessa forma, pintos de alguns dias teriam uma concentração maior de pré-inicial do que pintos próximos da idade de 21 dias, e assim por diante. Outra vantagem seria que esse sistema permitiria adicionar vários tipos de líquidos e, eventualmente, outros componentes à ração, como, por exemplo, uma fonte grossa de cálcio para poedeiras e reprodutoras.

Entre outras dificuldades, uma seria a instalação do sistema em fábricas existentes e a outra a logística de distribuição. Mas muitas empresas têm feito alojamentos em linhas ou por núcleos, o que permite entregas mais frequentes com a vantagem adicional da redução de estoques de ração no campo.


Conclusão

A indústria de rações é muito significativa no Brasil, representando um orçamento anual aproximado de R$ 30 bilhões e, por isso, merece toda atenção e cuidado.

Um dos grandes problemas, no Brasil, quando falamos em processamento e tecnologia de fabricação de rações, é a falta de bibliografia em português adaptada às nossas condições de formulações e de clima. Esse fato é agravado por também termos poucas produções científicas de pesquisa na área e, quando feitas, são normalmente conduzidas por empresas particulares, que, por razões óbvias, não divulgam os resultados.

No entanto, é preciso registrar que avanços têm ocorrido nos últimos anos. De um lado, porque os fabricantes de máquinas e equipamentos internacionais conseguiram adaptar bem suas máquinas e equipamentos às nossas condições e, de outro, empresas públicas, como a EMBRAPA e algumas universidades, e empresas privadas têm aprofundado e pesquisado mais o assunto.

Com relação à peletização de rações, estamos muito convencidos de que a relação custos/benefícios é bastante favorável, mas é preciso lembrar também que é uma relação direta entre fazer bem ou não o processo.

As principais dúvidas remanescentes quanto ao processo de peletização dizem respeito ao adequado condicionamento, especialmente no uso correto dos fatores tempo e temperatura, pois a relação e a intensidade destes conduzirão aos efeitos esperados ou não. O não-conhecimento ou as dúvidas remanescentes devem-se à complexidade do diagnóstico, conforme amplamente discutido. Muitos estudos e inovações tecnológicas foram feitas nessa área ultimamente, mas os estudos precisam continuar.

Como múltiplos fatores interagem simultaneamente no processo e seus efeitos são dificilmente controlados manualmente, recomendamos que a possibilidade da automação do processo seja considerada. De um modo especial, pelo efeito nocivo que pode acarretar, sugerimos que, no mínimo, a temperatura dos pellets na saída do resfriador seja controlada de forma contínua e automaticamente e que o requisito de temperatura do pellet, de no máximo 12ºC acima da temperatura ambiente, seja respeitado.

Pelo acima exposto, percebemos que, pela complexidade do assunto, não é fácil abordá-lo em poucas linhas. Assim, não tivemos a pretensão de aprofundar nem esgotar os temas, mas apenas enfatizar alguns aspectos relevantes e, sobretudo, contribuir para a reflexão, o aprofundamento dos questionamentos e motivar a continuidade das pesquisas.


Bibliografia