Proceso de Extrusión y sus Principios

El objetivo de este artículo será revisar la historia del desarrollo del proceso de extrusión, introducir la terminología y revisar los principios del procesamiento de extrusión que se describen en más detalle de acuerdo con la investigación realizada por diversos autores.

Todas las orientaciones descritas en los artículos servirán como referencia pero hay diversas variaciones de regiones y países, nuestro objetivo será en los próximos artículos y de una manera continuada, dar secuencia en los temas y agregar informaciones sobre el proceso de extrusión.

Definiciones de extrusión

El proceso de extrusión, de una manera simplificada, podemos decir que es la operación de moldear un material plástico o de una masa, forzándola a través de una matriz.

El procesamiento de extrusión comercial de productos alimenticios se viene aplicando desde hace más de 60 años. La extrusora fue utilizada por primera vez como un dispositivo continuo de cocción a finales de la década de 1930. La primera aplicación comercial de este proceso de cocción por extrusión fue a mediados de la década de 1940. El producto final fue el la harina de maíz directamente expandida. Actualmente, el proceso de extrusión se ha convertido en un sistema primario de cocción continua en la producción comercial de la mayoría de los alimentos.

Los alimentos para animales domésticos expandidos secos se produjeron por  primera vez a través de la cocción de la extrusión en los años 50. El mercado de alimentos para mascotas tuvo un crecimiento exponencial y continúa en crecimiento en todo el mundo.

Existen numerosos ejemplos de operaciones de extrusión en toda su historia,  como los  alimentos, lo cuales incluyen la producción de alimentos para humanos, alimentos para mascotas, acuícolas, etc. Rossen y Miller  em 1973 ofrecieron la siguiente definición práctica: "La extrusión de alimentos es un proceso en el cual un material alimenticio es forzado a fluir bajo una o más variedades de condiciones de mezclado, calentamiento y cizallamiento, a través de un molde que está diseñado para estabelecer um formato.

Una extrusora de alimentos es un dispositivo que acelera el proceso de modelado y reestructuración de ingredientes alimenticios. La extrusión es una operación unitaria altamente versátil que puede aplicarse a una variedad de procesos alimentarios. Las extrusoras pueden ser usadas para cocción, formar, mezclar, texturizar y moldear productos alimenticios bajo condiciones que favorezcan la retención de calidad, alta productividad y bajo costo. El uso de extrusoras para cocción tuvo una rápida aceptación en las industrias de alimentos y raciones en el transcurso de su historia.

Funciones de una extrusora

Las condiciones generadas por la extrusora permiten el desempeño de muchas funciones que permiten que sea utilizada para una amplia gama de aplicaciones alimenticias e industriales.

Estas son algunas de sus funciones:

Aglomeración: Los ingredientes se pueden compactar y aglomerar en piezas separadas con una extrusora.

Desgasificación: Los ingredientes que contienen bolsas de gas se pueden desgasificar a travès del procesamiento de extrusión.

Deshidratación: Durante el procesamiento normal de la extrusión, puede producirse una pérdida de humedad del 4 al 5%.

Expansión: La densidad del producto (es decir, la flotación y el hundimiento) se pueden controlar por las condiciones de operación y configuración de la extrusora.

Gelatinización: el proceso de extrusión ofrece una cocción / gelatinización adecuada para los almidones.

Homogeneización: Una extrusora puede homogeneizar reestructurando ingredientes no atractivos en formas más aceptables.

Mezclado: Existe una variedad de rodillos que pueden provocar la acción de mezcla deseada en el cañón de la extrusora.

Pasteurización y esterilización: Los ingredientes se pueden pasteurizar y esterilizar usando tecnología de extrusión para diferentes aplicaciones.

Desnaturación de la proteína: La proteína animal y vegetal se puede desnaturar através de la cocción por extrusión.

Moldeado: Una extrusora puede hacer cualquier formato deseado del producto, alterando una matriz al final del cañón de la extrusora.

Cisallamiento: Una configuración especial dentro del cañón de la extrusora puede crear la acción de corte deseada para un producto específico.

Cambio de textura: Las texturas físicas y químicas se pueden alterar en el sistema de extrusión.

Cocción térmica: El efecto de cocción deseado se puede alcanzar em el processo de extrusión.

Versatilidad: Diferentes líneas de ingredientes se pueden combinar en un solo producto para producir características especiales a través de la extrrusión .

Vantajas de la Extrusión

Las principales ventajas de la tecnología de extrusión en comparación con los métodos tradicionales de procesamiento de alimentos y raciones basados en Smith (1969) y (1971) con modificaciones incluyen lo siguiente:

Adaptabilidad: La producción de una amplia variedad de productos es viable, alterando los ingredientes menores y las condiciones de operación de la extrusora. Los procesos de extrusión son notablemente adaptables para acomodar la demanda del consumidor por nuevos productos.

Características del producto: Una variedad de formas, texturas, colores y apariencias pueden ser producidas, lo que no es fácilmente viable usando otros métodos de producción.

Eficiencia energética: las extrusoras operan con humedad relativamente baja mientras cocinan productos alimenticios, por lo que es necesario menor re-secado.

Bajo costo: La extrusión tiene un costo de procesamiento menor que otros procesos de cocción y conformación. La economía de materia prima (19%), mano de obra (14%) e inversión de capital (44%) al usar el proceso de extrusión fueron reportados por Darrington (1987). El procesamiento de extrusión también requiere menos espacio por unidad de operación que los sistemas de cocción tradicionales.

Nuevos alimentos: La extrusión puede modificar proteínas animales y vegetales, almidones y otros materiales alimenticios para producir una variedad de nuevos y exclusivos productos.

Alta productividad y control automatizado: Una extrusora proporciona un procesamiento continuo de alto rendimiento y puede ser totalmente automatizado.

La alta calidad del producto: Como la extrusión es un proceso de alta temperatura / corto período de tiempo (HT / ST), minimiza la degradación de los nutrientes de los alimentos mientras mejora la digestibilidad de las proteínas (por desnaturalización) y de los almidones (por gelatinización) . La cocción por extrusión a altas temperaturas también destruye compuestos antinutricionales, es decir, inhibidores de tripsina y enzimas indeseables, tales como lipasas, lipoxidasas y microorganismos.

Ningún efluente: Esta es una ventaja muy importante para las industrias de alimentos y alimentos, ya que las nuevas regulaciones ambientales son rigurosas y costosas. La extrusión produce poco o ningún flujo de residuos.

Ampliación del proceso: Los datos obtenidos de la planta piloto pueden ser usados para escalonar el sistema de extrusión para producción.

Uso como reactor continuo: Las extrusoras se utilizan como reactores continuos en varios países para desactivar aflatoxinas en harinas de maní y destrucción de alérgenos y compuestos tóxicos en salvado de semillas de ricino y otras oleaginosas.

Autor: Claudio Mathias - Maverick

Fuente: All Extruded