A indústria alimentícia geralmente emprega uma técnica de processamento de alta eficiência chamada extrusão de alimentos para criar muitos produtos, como lanches e cereais, alimentos para animais de estimação e substitutos de carne. Este artigo fornece uma descrição extensa do processo de extrusão de alimentos, vários tipos de extrusoras de alimentos disponíveis e algumas dicas valiosas sobre como maximizar sua eficiência. Entender os princípios básicos e os avanços tecnológicos por trás disso permitiria aos produtores melhorar a qualidade e reduzir o desperdício, ao mesmo tempo em que aumentaria a produtividade geral da produção em relação a esse método de operação. A otimização do processo pode ser feita usando diferentes configurações da extrusora. Se você é novo ou deseja atualizar suas habilidades neste assunto, não se preocupe, porque tudo foi abordado aqui para que, no final, você tenha tudo o que é necessário para atingir resultados ótimos em sua situação específica em relação às atividades de extrusão relacionadas a alimentos.

O que é extrusão de alimentos e como funciona?

Conceitos Críticos de Extrusão de Alimentos

A extrusão de alimentos é a modelagem e texturização de materiais alimentares com calor e força. O procedimento geralmente começa com a mistura de matérias-primas que são transportadas ao longo de um barril por meio de uma rosca. Calor e pressão controlados são usados nas substâncias enquanto elas viajam através deste tubo; isso faz com que derretam e reajam quimicamente. Eventualmente, na extremidade de onde eles entraram, o material extrudado passa sobre as matrizes, dando-lhes formas finais. Temperatura, nível de pressão, teor de umidade, bem como a velocidade de rotação dos parafusos estão entre alguns desses fatores que podem afetar significativamente tais processos.

O papel do cisalhamento no processo de extrusão

Durante a extrusão de alimentos, a rotação do parafuso no cilindro cria cisalhamento, o que é importante para esse processo. Ele afeta a textura, consistência e estrutura do produto final. O arranjo molecular de amidos e proteínas é destruído em níveis de cisalhamento mais altos, causando assim as mudanças químicas e físicas necessárias. A mistura homogênea de constituintes é obtida por essa ação de corte juntamente com a desintegração celular que melhora as características funcionais enquanto aumenta o apelo entre os órgãos sensoriais em direção aos alimentos produzidos fora das células através deles sendo empurrados para fora por tais ações realizadas além das paredes celulares dentro de uma extrusora onde são misturados uniformemente antes que essas paredes se quebrem para que tudo se torne uma única mistura por si só; se necessário, vários parafusos podem ser usados junto com diferentes configurações operacionais que permitem aos fabricantes regular as forças de cisalhamento, maximizando assim a eficiência em termos de melhoria da qualidade durante os processos de fabricação.

Aplicações Comuns de Extrusão de Alimentos

A tecnologia de extrusão de alimentos é amplamente usada em muitos setores da indústria alimentícia. Um de seus principais usos inclui a fabricação de cereais matinais, onde diferentes formas e texturas são criadas por extrusoras que processam grãos e outros componentes. Além disso, a eficácia da extrusão de alimentos depende em grande parte do design do barril e da matriz. Da mesma forma, eles empregam métodos semelhantes para produzir lanches extrusados como milho tufado, batatas fritas e pretzels, permitindo-lhes desenvolver novos produtos atraentes. Outra aplicação importante é na fabricação de alimentos para animais de estimação, juntamente com rações aquáticas, onde a uniformidade nutricional e a palatabilidade são mantidas por meio de regulamentação cuidadosa durante a execução deste procedimento. Por último, mas não menos importante, as configurações de parafuso duplo podem oferecer maior flexibilidade ao lidar com vários materiais. Análogos de carne, também conhecidos como carnes à base de plantas, são feitos por extrusão, o que imita a textura e a sensação na boca dos produtos tradicionais de carne, fornecendo assim opções sustentáveis para consumidores preocupados com a saúde que desejam substitutos.

Como escolher a extrusora de alimentos certa

Fatores a serem considerados na seleção de extrusoras de alimentos

Há muitas coisas importantes a serem consideradas ao escolher uma extrusora de alimentos para garantir o melhor desempenho e qualidade do produto. Para começar, os fabricantes Wenger fornecem uma variedade de equipamentos de cozinha e extrusoras para diferentes fins de produção. A capacidade de volume é essencial; portanto, a extrusora deve corresponder à quantidade de produção necessária para satisfazer a demanda do mercado. A flexibilidade do material vem em seguida, pois deve ser capaz de trabalhar com diversas matérias-primas sem afetar a consistência dos produtos. Além disso, a maleabilidade no design e recursos como configurações de parafusos que podem ser personalizadas e opções de matrizes que permitem diferentes texturas durante o processamento permitem que uma única máquina produza produtos diversificados. Ainda assim, neste ponto, as capacidades de poupança de energia, juntamente com os baixos custos de operação, são necessárias para a sustentabilidade, bem como para a acessibilidade. Por último, mas não menos importante, a facilidade de uso e manutenção entre vários tipos de extrusoras não pode ser subestimada porque os controles fáceis de usar e a construção robusta aumentam a confiabilidade do tempo de atividade durante um longo período, ao mesmo tempo que reduzem quebras. Ao considerar cuidadosamente todos estes pontos, os produtores selecionarão as máquinas que atendem às suas necessidades, melhorando-as, especialmente com produção em larga escala.

Comparando extrusoras de parafuso único e de parafuso duplo

A utilização de uma extrusora de rosca simples ou dupla depende principalmente de fatores como o processo de produção e o tipo de materiais sendo processados, por exemplo, alto teor de amido. As extrusoras de parafuso único são mais simples, o que as torna econômicas e mais fáceis de manter. Eles são bons em misturar coisas e movê-las em uma direção, por isso funcionam bem com aplicações de baixa complexidade de ingredientes. Por outro lado, as extrusoras de rosca dupla proporcionam mais flexibilidade e controle sobre o processo de extrusão. Com essas máquinas, são usados parafusos co-rotativos atraentes que permitem melhores ações de amassamento/mistura/cisalhamento em formulações complexas ou onde existem requisitos para a manipulação exata das características do produto durante o processamento. As máquinas de parafuso duplo também podem lidar com várias matérias-primas pegajosas ou sensíveis ao calor, além de serem capazes de trabalhar com muitos tipos diferentes; no entanto, esta versatilidade acarreta custos mais elevados, tanto financeiros como operacionais, uma vez que estas unidades podem ser mais caras, ao passo que o seu funcionamento pode exigir maior conhecimento. No entanto, como esse equipamento pode fornecer gamas de produtos mais amplas e com níveis de qualidade superiores a qualquer outro dispositivo da sua classe, continua a ser popular entre os sistemas avançados de produção de alimentos.

Principais fabricantes de extrusoras: Coperion e Baker Perkins

Copérion

A Coperion é líder global em sistemas de composição e extrusão, fornecendo soluções avançadas em todo o mundo para muitas indústrias, como plásticos, produtos químicos e alimentos. Eles são bem conhecidos por sua tecnologia inovadora de extrusoras de parafuso duplo que podem atingir alto desempenho por boas máquinas que processam materiais de forma eficaz e os misturam homogeneamente, permitindo escala flexível para cima ou para baixo, dependendo da necessidade. Sua robustez, controle de precisão e eficiência energética os tornam amplamente reconhecidos entre todas as outras marcas que competem com ela globalmente em termos de qualidade — um bom exemplo seria a série ZSK; esta marca aborda necessidades simples e complexas da fabricação moderna, como aquelas apresentadas por configurações de um parafuso, onde dois parafusos são necessários para trabalhar em tarefas diferentes ao mesmo tempo em uma única máquina. A Coperion também oferece vários níveis de suporte ao cliente, que vão desde consultoria técnica a serviços de manutenção, para garantir que os clientes obtenham o melhor de seus equipamentos ao longo de sua vida útil.

Padeiro Perkins

A Baker Perkins é especializada em sistemas avançados de extrusão projetados principalmente para uso na indústria de confeitaria, entre outros (alimentos). Esses sistemas incluem extrusoras de dupla rosca como a série SBX Master, que oferecem grande flexibilidade e controle superior, tornando-as adequadas para produção de lanches, fabricação de cereais ou processamento de alimentos para animais de estimação. Até mesmo a produção de plásticos de base biológica ainda pode ser realizada usando essas máquinas sem nenhum problema. A empresa sempre prosperou com avanços tecnológicos; portanto, não é surpresa se você encontrar a maioria de seus produtos equipados com os mais recentes eletrônicos, juntamente com controles fáceis de usar, visando melhorar a conveniência operacional, bem como manter a uniformidade do produto em cada lote produzido naquele local — o que mais poderíamos pedir? A Baker Perkins ostenta uma ampla gama apoiada por fortes disposições de pós-venda, como programas de treinamento e sistemas de gerenciamento da cadeia de suprimentos de peças de reposição, entre outros, permitindo assim que os fabricantes alcancem os mais altos níveis de produção. Ao mesmo tempo, atendendo aos padrões de padronização necessários sem se esforçar financeiramente.

Quais são os benefícios do uso de equipamentos de extrusão no processamento de alimentos?

Consistência e eficiência: as principais vantagens

O processamento de alimentos necessita de consistência e eficiência, ambas proporcionadas por equipamentos de extrusão. Extrusoras de rosca dupla avançadas garantem uniformidade do produto por meio de mistura precisa de ingredientes e ambientes de processamento regulamentados. Isso garante que cada lote tenha a mesma sensação, sabor e composição nutricional para fidelidade à marca e satisfação do cliente. Além disso, a tecnologia de extrusão torna possíveis operações contínuas, melhorando assim a produtividade, minimizando o tempo de inatividade e o desperdício, ao mesmo tempo que maximiza a produção. Além disso, os controles automatizados e o alto nível de repetibilidade oferecidos por esses sistemas ajudam a agilizar processos e economizar custos, tornando-os ainda mais valiosos nos ambientes contemporâneos de produção de alimentos.

Maneiras inovadoras de usar tecnologia de extrusão

Além da produção de alimentos, a tecnologia de extrusão é usada de muitas maneiras diferentes. Um exemplo é a criação de carne de imitação de plantas que se parecem e são sentidas como fibras musculares de animais. Essa técnica altera proteínas durante o processamento para torná-las mais atraentes para vegetarianos e veganos. Além disso, usando probióticos, fibras, vitaminas, etc., como ingredientes funcionais, salgadinhos ou cereais matinais podem ser tornados mais saudáveis por meio de métodos de extrusão. Alimentos para animais de estimação se beneficiam desse processo versátil porque ele permite a produção de vários formatos com diferentes texturas para atender a requisitos alimentares específicos com base nas necessidades ou preferências dos animais. Ao mesmo tempo, consumidores ecologicamente conscientes podem apreciar plásticos de base biológica fabricados usando métodos de extrusão, que servem como substitutos sustentáveis para materiais plásticos comuns, reduzindo assim o impacto ambiental e apoiando práticas mais verdes.

Como a extrusão melhora a qualidade do produto

Há muitas maneiras pelas quais a tecnologia de extrusão pode melhorar a qualidade de um produto; entre elas está a capacidade de controlar a configuração do cilindro e da matriz. Primeiro, ela garante que os materiais sejam misturados uniformemente e cozidos completamente para ter uma textura e sabor uniformes quando finalizados. Essa uniformidade é necessária para manter altos níveis de produção de alimentos. Além disso, os microrganismos são mortos durante a extrusão devido ao calor e pressão intensos aplicados, o que reduz seus números, tornando-os mais seguros e aumentando sua vida útil. Além disso, esse processo permite o controle preciso dos níveis de densidade e umidade para atingir as qualidades desejadas do produto. Por fim, por meio da incorporação, diferentes componentes podem ser introduzidos em um item, aumentando assim seu valor nutricional ao mesmo tempo em que atendem a necessidades dietéticas específicas ou requisitos de saúde para pessoas com condições específicas; portanto, essas contribuições para a excelência dos produtos manufaturados não devem ser subestimadas ou ignoradas completamente.

Como são produzidos os alimentos para animais de estimação usando tecnologia de extrusão?

Compreendendo o processo de extrusão de alimentos para animais de estimação

A extrusão de alimentos para animais de estimação começa pela mistura de matérias-primas, normalmente proteínas, carboidratos, gorduras, vitaminas e minerais. Eles são combinados para garantir que se misturem corretamente e sejam consistentes. Em seguida, a mistura é colocada em uma extrusora, que é cozida e moldada sob condições de alta pressão e temperatura. A capacidade de controlar o tamanho, formato ou textura dos alimentos para animais de estimação durante esta etapa, intimamente relacionada a padrões nutricionais e de qualidade específicos, está entre os benefícios proporcionados pelo processo de extrusão. Depois de resfriado e seco até que o teor de umidade correto para uma vida útil mais longa seja alcançado, podem ser adicionadas gorduras junto com intensificadores de sabor que revestem a parte externa deste produto para torná-los mais saborosos para os animais que os comem. Todas as etapas realizadas em todo o procedimento garantem uma produção segura e permitem a formulação de diferentes dietas adequadas às diversas fases da vida e também às condições de saúde dos animais de estimação.

Componentes críticos em extrusoras de alimentos para animais de estimação

Várias peças importantes em extrusoras de alimentos para animais de estimação são projetadas para mantê-las funcionando perfeitamente e garantir a qualidade de seus produtos finais. A pré-condição é um desses componentes, usando vapor e água para amaciar as matérias-primas antes de serem extrusadas, ajustando suas propriedades térmicas. Além disso, existe também um importante corpo extrusor equipado com parafusos que submetem a mistura a tratamentos mecânicos e térmicos. O design desses parafusos é importante, pois determina a quantidade de amassamento ou cisalhamento que ocorrerá durante o cozimento, juntamente com outros fatores, como eficiência de mistura ou taxa de transferência de calor, que afetam a qualidade do produto. Além disso, uma matriz posicionada em uma das extremidades molda o que sai; portanto, seu tamanho e formato controlam a ração produzida por meio desse processo. A seleção adequada da matriz garante uniformidade nas dimensões e propriedades de superfície para diferentes lotes. Ao mesmo tempo, os dispositivos de corte cortam seções alongadas, transformando-as nos comprimentos desejados para que todas as saídas tenham a mesma aparência quando finalizadas. Todas essas peças funcionam juntas para gerar dietas nutricionalmente completas de alto nível para animais de estimação por meio de um sistema de extrusão.

Mantendo a qualidade na produção de alimentos para animais de estimação

Para tornar a produção de alimentos para animais de estimação de qualidade, a manutenção é feita por controles rigorosos e seguindo regulamentações para que a segurança e o nível de nutrientes do produto final possam ser garantidos. Obter excelentes matérias-primas de fornecedores confiáveis é o estágio inicial da garantia de qualidade; isso deve ser seguido por uma triagem completa de contaminantes como micotoxinas, pesticidas e metais pesados, entre outros. A fabricação em si deve estar em conformidade com os padrões de Boas Práticas de Fabricação (GMP), ao mesmo tempo em que observa o sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC) para minimizar os riscos de contaminação e atingir uniformidade em termos de qualidade.

É necessário monitorar vários pontos como temperatura, pressão e teor de umidade continuamente durante o processamento, pois isso ajuda a reter as características desejadas de um produto e também seu valor nutricional. Além disso, os processos pós-extrusão, incluindo a secagem, devem ser realizados sob estreita supervisão; caso contrário, a estabilidade ou o sabor podem ser perdidos. Além disso, antes de serem comercializados, os produtos acabados são submetidos a uma ampla gama de testes, que envolvem, entre outros, análises centesimais, ensaios microbiológicos e testes de palatabilidade apenas para garantir que atendam aos níveis de segurança nutricional exigidos.

Concluindo, podemos dizer que manter alta qualidade durante a produção de alimentos para animais de estimação é um procedimento complexo que envolve uma seleção rigorosa de matérias-primas, conformidade com as regulamentações de fabricação e testes de salubridade dos produtos acabados, entre outras coisas, destinadas a atender às necessidades dos animais de estimação e mantê-los saudáveis o tempo todo.

Quais são as tendências e inovações na extrusão de alimentos?

Avanços recentes em equipamentos de extrusão

Ultimamente, tem havido melhorias nos equipamentos de extrusão projetados para aumentar a eficiência, a precisão e a adaptabilidade nas operações de fabricação. Por exemplo, otimizar a matriz usada na extrusão pode melhorar a qualidade do resultado. As extrusoras atuais são equipadas com sistemas de controle avançados que monitoram e ajustam parâmetros como temperatura, pressão e umidade, entre outras variáveis-chave, com alta precisão em tempo real. Esses sistemas de controle garantem uma qualidade uniforme do produto e ajudam a economizar desperdício, otimizando instantaneamente as condições de produção.

Além disso, os designs de parafusos e matrizes foram inovadores para tornar o processamento de materiais mais eficiente, permitindo assim taxas de produção mais altas e mantendo um melhor controle sobre as texturas e formas dos produtos finais. Materiais como ligas e revestimentos resistentes ao desgaste são empregados durante a construção de extrusoras para prolongar sua durabilidade, reduzindo assim o tempo de inatividade para manutenção. Além disso, a automação, juntamente com a integração da análise de dados, permite um funcionamento contínuo aliado à melhoria contínua dos processos de produção, o que permite aos fabricantes responder rapidamente às mudanças do mercado e, ao mesmo tempo, melhorar a produtividade geral.

Novos Ingredientes e Formulações em Produtos Alimentares Extrusados

O cenário de produtos alimentícios extrudados mudou, e novos materiais e métodos foram usados. Atualmente, essas abordagens mais recentes estão se baseando em proteínas de insetos, vegetais e unicelulares como fontes alternativas para nutrição sustentável, que é rica em nutrientes que podem ser consumidos em níveis mais altos do que nunca. Além disso, características promotoras de saúde são adicionadas a eles com compostos funcionais, como prebióticos, probióticos, vitaminas ou minerais, o que era raro no passado. Eles também começaram a usar texturizadores/estabilizadores que melhoram a textura do produto; a vida útil também permanece estável por mais tempo. Hoje em dia, as pessoas querem aditivos que preservem os alimentos naturalmente porque rótulos limpos indicam transparência sobre o que está dentro das embalagens, juntamente com escolhas mais saudáveis. É por isso que muitas empresas usam conservantes derivados da natureza.

Perspectivas futuras: de análogos de carne vegana ao cozimento por extrusão

Os próximos anos trarão uma grande quantidade de mudanças no mundo da produção de alimentos por extrusão. Para satisfazer a necessidade de produtos ecológicos e éticos, carnes falsas feitas para vegetarianos se tornarão mais realistas em termos de sabor e textura, graças a melhores métodos nesta área. A eficiência e a versatilidade do cozimento por extrusão continuarão a crescer, pois ele usa diferentes componentes para criar novos tipos de alimentos. A tecnologia de máquinas está avançando rapidamente, o que significa que as máquinas podem trabalhar mais rápido com menos supervisão, garantindo que cada item produzido seja idêntico, ao mesmo tempo em que são capazes de se adaptar rapidamente quando ocorrem mudanças na demanda. A análise de dados tem sido usada com sucesso em outros lugares; aplicá-la aqui pode nos mostrar como sempre melhorar as coisas. Isso nos leva ao meu ponto final: sem extrusão, não haveria uma maneira moderna para todos nós — fabricantes incluídos — produzir alimentos continuamente.

Fontes de referência

Extrusão

Extrusão de alimentos

Comida

Perguntas frequentes (FAQ)

P: O que é extrusão de alimentos e como ela ajuda na produção de alimentos?

R: O processo é conhecido como extrusão de alimentos, em que matérias-primas como farinha ou proteína vegetal passam por uma matriz de extrusão. Isto garante consistência e aumenta a palatabilidade, ao mesmo tempo que permite diferentes formas finais, como grãos de cereais, cereais matinais, lanches, etc.

P: Quais são alguns tipos comuns de equipamentos de extrusão de alimentos?

R: Extrusoras de parafuso único e duplo estão entre as máquinas mais amplamente utilizadas nesta categoria. Cada uma tem seu próprio conjunto de usos e benefícios específicos; por exemplo, diferentes velocidades de parafuso ou torques podem ser empregados para alterar texturas dentro do cilindro.

P: Como os equipamentos auxiliares complementam as extrusoras de alimentos em uma linha de processamento?

R: Equipamentos auxiliares, como misturadores, alimentadores, secadores, etc., suportam uma linha de processamento contínua e eficiente. Essas máquinas ajudam a preparar as matérias-primas antes de entrarem na extrusora e a tratar os produtos acabados posteriormente, aumentando assim a velocidade geral de produção.

P: Qual o papel dos parâmetros como velocidade da rosca e tempo de permanência no cilindro da extrusora?

R: O período de residência da velocidade da rosca constitui alguns dos fatores mais críticos que afetam as propriedades reológicas, incluindo a viscosidade dentro do cilindro da extrusora. Estas características influenciam, em última análise, a uniformidade, textura, qualidade, etc. do produto final. Diferentes ajustes podem produzir características desejadas durante a extrusão, como salgadinhos tufados ou proteínas vegetais texturizadas.

P: Qual a importância da escolha da matriz de extrusão na determinação do produto final?

R: O significado está na seleção do design, tamanho do material, formato e textura corretos para produção em massa, o que depende muito de massas, macarrão, cereais matinais, itens semi-úmidos com alto teor de umidade, onde matrizes específicas devem ser usadas adequadamente.

P: Que tipos de programas de estudo e desenvolvimento no setor alimentar são utilizados para melhorar os processos associados à extrusão?

A: As iniciativas de pesquisa e desenvolvimento (P&D) em extrusão de alimentos focam na introdução de texturas nunca vistas antes, melhorando a eficiência e criando novos produtos finais. Elas também envolvem o estudo do comportamento reológico de diferentes matérias-primas, otimizando as configurações da extrusora e testando novos equipamentos auxiliares para um melhor processo de fabricação, entre outras coisas.

P: Como você garante a qualidade e consistência dos produtos extrudados?

R: Controlar a velocidade da rosca, a temperatura dentro do cilindro da extrusora e o tempo de residência são algumas das coisas necessárias que devem ser feitas para obter uniformidade e textura desejada em cada lote do produto final produzido durante o processo de fabricação. Isso é feito por meio de monitoramento e ajuste regular desses parâmetros.

P: Que desafios enfrentamos ao trabalhar com sistemas de extrusão de alimentos e como podem ser superados?

R: Entre elas estão o gerenciamento de propriedades de viscosidade/reológicas de várias matérias-primas, garantindo homogeneidade/consistência em produtos acabados e tornando a matriz adaptável a diferentes texturas. Otimizar as configurações do extrusor, usar acessórios adequados, conduzir P&D abrangente sobre o comportamento dos ingredientes dentro dos extrusores, etc., pode ajudar a resolver tais problemas.