par Adrian Martinez-Kawas, PhD, Wenger Manufacturing


 

La conception de l'extrusion à double vis traditionnelle a atteint son objectif en tant que développement des industries des aliments pour animaux domestiques et des aliments pour l'aquaculture. Cependant, les deux industries se trouvent maintenant à un point critique où de nouvelles tendances poussent les systèmes traditionnels au-delà de leurs limites. La flexibilité est la clé de la construction des systèmes d'extrusion à double vis Wenger nouvelle génération.

Le système d'extrusion Thermal Twin® est conçu pour les fabricants d'aliments pour animaux domestiques. Ils peuvent ainsi développer une gamme plus étendue de produits en utilisant un vaste choix d'ingrédients tout en préservant l'identité de l'ingrédient et du produit.

Le système d'extrusion Aquaflex® est conçu pour que les fabricants d'aliments aquacoles en maximisant leurs investissements en leur permettant de fabriquer une vaste gamme de produits, flottants, coulants, crevettes et micro-aliments, de différentes tailles tout en utilisant une vaste gamme d'ingrédients.

Cette flexibilité est possible étant donné que ces systèmes sont conçus avec un profil de vis spécialisé pour offrir une capacité volumétrique supérieure et une capacité à fonctionner dans une large gamme de conditions de cuisson à énergie thermique et mécanique.

L'énergie thermique et mécanique sont les principales sources d'énergie utilisées dans le processus d'extrusion. Un examen des processus d'extrusion actuels dans l'industrie indique que le rapport entre l'énergie thermique consommée et l'énergie mécanique varie de 1: 1 à 2: 1.

Ce rapport détermine les coûts d'utilité ainsi que les coûts de maintenance, en particulier les coûts de remplacement des éléments rotatifs usés. Une étude récente a comparé l'apport énergétique et les coûts d'exploitation de trois systèmes d'extrusion (voir tableau 1). Il a été observé que, même si l'apport énergétique total (thermique + mécanique) était plus élevé pour un système d'extrusion thermique à double vis, son utilisation dans le temps était moins onéreuse par rapport à un système d'extrusion standard à une vis et à deux vis.

Un système d'extrusion capable de faire varier ce taux d'utilisation de l'énergie et de passer aux sources d'énergie les plus favorables du point de vue des coûts apporte une flexibilité accrue au coût d'exploitation du système. Les extrudeuses Wenger sont conçues pour fonctionner dans des rapports d'énergie thermique à mécanique allant de 1: 1 à 14: 1.

Ceci est réalisé avec un profil à double vis qui permet d'injecter jusqu'à quatre à six fois plus de vapeur dans le cylindre de l'extrudeuse. De plus, ces systèmes sont couplés à un préconditionneur à haute intensité (HIP) qui fournit moins de variation d'humidité du produit et augmente la gélatinisation de l'amidon par rapport à d'autres conceptions de conditionnement à la vapeur (voir tableau 2).

Grâce à un taux d'utilisation de l'énergie plus élevé et à un profil spécialisé à deux vis, associé à un préconditionneur qui permet de réduire les variations d'humidité du produit et d'augmenter la cuisson, la flexibilité des systèmes d'extrusion Thermal Twin® et Aquaflex® devient essentielle pour augmenter l'offre de produits.

L'énergie thermique est considérée comme un mode de cuisson plus naturel que l'énergie mécanique. Cela se traduit par moins de cisaillement et un pétrissage plus doux pour développer en continu la matrice de produits de pâte visco-élastique.

Avec un système d'extrusion Thermal Twin®, les fabricants d'aliments pour animaux de compagnie peuvent aller au-delà de l'expansion sèche traditionnelle et proposer des aliments riches en glucides, cuits au four, moelleux, ainsi que des aliments pour animaux de compagnie à haute teneur en viande. De plus, des aliments humides stables dans les cuves, des ingrédients d'ingénierie (jusqu'à 200% en poids de bouillon de viande humide) et des produits protéinés à base de protéines de légumes / viande peuvent être fabriqués avec ce type de système.

Avec un système d'extrusion Aquaflex®, les fabricants d'aliments pour poissons peuvent élargir leur offre aux aliments pour crevettes, aliments flottants, etc.

La nouvelle génération d'extrudeuses à double vis et la cuisson thermique permettent une utilisation plus large des ingrédients tels que de nouvelles sources de protéines animales et végétales. Outre le choix d'ingrédients plus large, les niveaux d'inclusion d'ingrédients tels que la viande fraîche sont deux fois plus importants dans les extrudeuses à double vis Wenger de nouvelle génération que dans les systèmes d'extrusion à une vis et traditionnels à deux vis.

Des niveaux d'inclusion plus élevés suggèrent que toutes les protéines animales pourraient être fournies sous forme de viande fraîche pour les aliments pour animaux de compagnie et de boues de poisson pour l'aquaculture au lieu de repas fondus, ce qui se traduit par des produits de qualité supérieure, propres. De plus, l'apparence du produit (surface plus lisse), l'appétence, la digestibilité et les taux de rétention des ingrédients sont améliorés lorsque des ingrédients frais de qualité sont traités à l'aide d'un système d'extrusion à double vis de nouvelle génération.

Une étude de cas récente sur l'appétence des aliments pour animaux de compagnie a montré un rapport de consommation plus élevé et une préférence pour le premier choix avec des aliments pour animaux de compagnie fabriqués avec un système d'extrusion de nouvelle génération par rapport aux plates-formes d'extrusion traditionnelles.

Des études nutritionnelles menées au Brésil, en Europe et aux États-Unis indiquent que la dégradation des protéines et la rancidité des graisses sont moindres lorsque l'énergie thermique est privilégiée par rapport à l'énergie mécanique au cours du processus d'extrusion. Une digestibilité des protéines allant jusqu'à 95% a été observée pour le produit généré sur un système d'extrusion Thermal Twin® utilisant de la viande fraîche par rapport à une digestibilité des protéines comprise entre 80 et 85% d'un produit utilisant des farines de viande fondue. De plus, le taux de rétention d'ingrédients importants est nettement plus élevé lorsque les apports d'énergie thermique sont accentués (voir tableau 3).

Dans deux études de cas distinctes en Inde et au Vietnam utilisant un système d'extrusion Aquaflex® à double vis de nouvelle génération, une réduction de 10% du coût d'une formule a été observée, produisant des aliments pour crevettes et des tilapias sans compromettre l'intégrité du produit. Des indices de durabilité supérieurs à 99% ont été enregistrés dans les deux études, où la taille du produit variait de 0,6 mm à 2,2 mm dans les aliments pour crevettes et de 1,8 mm à 7,0 mm dans les aliments pour tilapia. De plus, un coût moyen d'usure de l'équipement de 1,05 USD / million a été obtenu avec la vis jumelée de nouvelle génération. Considérablement plus faible par rapport à une simple vis (2,10 USD / million) et au système traditionnel d'extrusion à double vis (3,41 USD / millions).

Dans l'ensemble, les systèmes d'extrusion à double vis de nouvelle génération surpassent tout simplement les systèmes à vis unique et les systèmes à double vis traditionnels. La flexibilité qui a été développée dans ces systèmes d'extrusion fournit aux fabricants d'aliments pour animaux de compagnie et pour l'aquaculture l'outil idéal pour maximiser leurs investissements et optimiser leurs coûts d'exploitation. En outre, il peut contribuer à l'amélioration et à la propreté des produits d'étiquetage en permettant une gamme plus large et un niveau d'inclusion plus élevé dans l'utilisation des ingrédients frais.

 

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