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Agricoltura moderna
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di Brabender, Germania
Fornire un adeguato apporto di proteine alla popolazione mondiale in continuo aumento è una sfida globale tremenda. Il consumo di pesce e frutti di mare è tradizionalmente ancorato a molte culture dietetiche e raccomandato come fonte significativa di proteine per il miglioramento nutrizionale.
Però, vista l'attuale situazione di sovrasfruttamento degli oceani in tutto il mondo, è necessario trovare alternative:qui l'acquacoltura fornisce una soluzione. Di conseguenza il rendimento annuo globale dell'acquacoltura, pari a circa 100 milioni di tonnellate dal 2015, ha superato la quantità di "cattura selvatica" per il consumo umano.
Un'ulteriore crescita è una conclusione scontata:per i prossimi due decenni è previsto un aumento del 50 percento della produzione.
Acquacolture in forte espansione:quali mangimi per quali specie?
Abbiamo parlato con Julian Foerster (JF) e Michael Landers (ML), i tecnici applicativi del laboratorio di estrusione Brabender, sull'utilizzo di prodotti estrusi su misura per risolvere i problemi attualmente affrontati dall'industria dell'acquafeed.
Aquafeed estruso – Dove esiste la domanda?
JF: Che si tratti di piscicoltura con sistemi a flusso continuo, reti, o sistemi di ricircolo che preservano le risorse come gli allevamenti acquaponici o offshore:tutti questi pesci e crostacei hanno bisogno di mangimi; quasi 40 milioni di tonnellate all'anno in tutto il mondo.
Il 70% è prodotto dai principali produttori di aquafeed nella regione Asia-Pacifico, in particolare in Cina, Il 10% viene dall'America Latina, e un altro 10% dall'Europa. Certo, bisogna distinguere tra quali specie dovrebbero essere nutrite.
Attualmente il 30% della produzione viene utilizzato per l'allevamento di carpe, Il 15% è richiesto per i crostacei, seguito da tilapia, pesce gatto, salmone, e allevamenti di trote.
ML: I prodotti estrusi offrono possibilità di tendenza promettendo successo sul mercato e innovazione di prodotto nello sviluppo pratico del mangime adatto per ogni specie. Non esiste praticamente nessun altro processo che offra così tanto potenziale per rimodellare completamente una matrice di aquafeed.
Per questo motivo le presse pellettatrici puramente meccaniche sono state sempre più sostituite da tecnologie di estrusione all'avanguardia per la produzione. Oggi, gli estrusori da laboratorio sono quindi "strumenti" necessari per gli sviluppatori di prodotti nelle aziende così come nelle università e negli istituti di ricerca. Con TwinLab-F 20/40, Brabender ha ora presentato il suo attuale modello di punta per il mondo dei laboratori di ricerca e sviluppo.
Qual è il mangime "corretto" per una specie?
JF: Primo, dobbiamo determinare le materie prime e la loro percentuale di proteine e carboidrati che sono pratiche per varie applicazioni del prodotto. È prima necessario determinare la tendenza del mangime a galleggiare o affondare, a seconda delle abitudini alimentari del tipo specifico di pesce.
In linea di principio, il mangime galleggiante tende ad essere mangiato da pesci di fondo come carpe e pesci gatto, che può essere anche una questione di allenamento. Salmoni e trote preferiscono mangimi che affondano lentamente, gamberetto, al contrario, come il cibo che affonda velocemente.
ML: Di conseguenza, è necessario selezionare diverse impostazioni di processo per la produzione. Per il mangime galleggiante, compresi i mangimi sospesi o che affondano lentamente, operiamo con estrusione a caldo a temperature superiori a 100°C. Ciò si traduce in una buona espansione del pellet. Per l'affondamento del mangime, ovvero produzione di pellet a rapido affondamento con minima espansione, l'estrusione a freddo è il metodo preferibile.
Quali sfide devono essere risolte in laboratorio?
ML: Se un prodotto si espande o meno dipende, tra l'altro, dal contenuto di umidità oltre che generalmente dalla ricetta, in particolare la percentuale di proteine, carboidrati, e grasso nell'impasto iniziale, che varia anche ittiologicamente a seconda della specie.
In qualità di sviluppatore di prodotti, possiamo determinarlo proprio in laboratorio. Il TwinLab ci permette di mettere sul banco prova varie composizioni e ricette. Il grado di espansione può essere regolato e modificato con impostazioni di processo variabili.
La cosa più importante è la coesione ottimale dei costituenti per evitare la disgregazione dei pellet. Questo ci permette di testare le caratteristiche del prodotto per garantire che le ricette siano adeguatamente adattate al tipo di pesce e al metodo di allevamento.
Per esempio, alcune specie richiedono un'alta percentuale di grassi nel mangime, però, troppo olio ritarda l'espansione - qui possiamo esaminare i possibili massimi usando il TwinLab. E naturalmente, è vero il contrario, quando è necessario determinare le quantità minime di ingredienti, per esempio. per l'ottimizzazione delle caratteristiche di affondamento. Questo può essere regolato aggiungendo acqua, tra l'altro, per cui i pellet vengono poi essiccati.
JF: Per lungimiranti, design del prodotto sostenibile – parola chiave:Sostenibilità – la tendenza si discosta dall'uso di farina di pesce o sottoprodotti della pesca commerciale. Anziché, è necessario studiare quali fonti di proteine con quali caratteristiche e percentuali sono compatibili con l'estrusione.
Quali fonti alternative di materie prime ritieni abbiano un potenziale di applicazione pratica per l'estrusione di aquafeed?
ML: Nel nostro laboratorio di applicazioni abbiamo già accumulato una grande esperienza nello sviluppo del prodotto. In particolare con farina e semole di legumi - non solo soia, ma anche piselli e lupini, o maggiore utilizzo di fonti classiche di proteine e carboidrati come mais, Grano, e riso.
In considerazione della situazione nutrizionale mondiale, questi possono essere utilizzati in modo più efficiente come acquafeed che per l'alimentazione degli animali domestici. E considerando la limitata superficie disponibile per le materie prime vegetali, i sottoprodotti dei cereali dovrebbero essere studiati come ingredienti per aquafeed.
Per esempio, Sto pensando alle crusche di cereali dei mulini o al glutine di mais dell'industria dell'amido. Altre ovvie applicazioni sono le piante marine come le alghe o le alghe come fonti di nutrimento ad alto contenuto proteico per gli allevamenti ittici:qui, sarebbe possibile chiarire su scala di laboratorio quali percentuali in una miscela di mangime per pesci sono adatte per l'estrusione o come questa può essere ottimizzata tecnologicamente.
JF: Le proteine degli insetti forniscono una prospettiva per la ricerca e lo sviluppo nel campo dell'acquafeed. Presso il laboratorio di applicazioni Brabender, abbiamo condotto i nostri test con l'obiettivo di sostituire la farina di pesce con proteine di insetti costituite da Hermetia illucens (mosca soldato nera) come materia prima. I primi risultati sono piuttosto promettenti:in termini di parametri reologici per l'estrusione e proprietà nutritive dei prodotti estrusi, indipendentemente dal fatto che si tratti di pellet o macinato.
In particolare nei mercati dell'Asia orientale, Vedo buone prospettive per questo, perché le abitudini alimentari tradizionali non hanno riserve sull'uso degli insetti nei menu.
Cosa può fare il nuovo TwinLab per l'estrusione su scala di laboratorio?
ML: Bene, Potrei andare avanti per ore su questo. Ma voglio sottolineare due argomenti principali per lo sviluppo pratico del prodotto con estrusori da laboratorio come il TwinLab invece della manipolazione sperimentale del processo di produzione.
Per uno, puoi variare le tue idee applicative in un'ampia varietà di modi per quanto riguarda la materia prima, formulazione, configurazione dell'estrusore, e prodotto. In secondo luogo, hai la possibilità di stabilire metodi per misurare in anticipo i tuoi parametri di qualità dalla materia prima al prodotto finale. Con una larghezza di 60 centimetri, il nostro nuovo TwinLab si adatta anche ai laboratori più ristretti.
JF: La gamma di applicazioni si concentra principalmente sullo sviluppo di ricette e prodotti o serve per l'ottimizzazione dei processi di produzione. Il nuovo TwinLab è un estrusore bivite delle dimensioni di un laboratorio.
Lo abbiamo utilizzato per testare prodotti con una vasta gamma di forme, colori, e sapori. Durante lo sviluppo, per noi era importante poter aderire a condizioni di lavorazione realistiche. Ciò riduce i costi per i nostri clienti ed è costantemente orientato alla qualità.
Hai bisogno di molto meno tempo per i tuoi test, risparmiare sul materiale, e non hanno quasi nessuno spreco di prodotto. E ultimo, ma non meno importante:nella produzione quotidiana, non devi preoccuparti di eventuali effetti negativi sul tuo sistema di gestione della qualità in corso. Ciò consente di realizzare facilmente un ritorno sull'investimento in azienda.
Dove vede i vantaggi relativi all'applicazione per lo sviluppo del prodotto?
ML: Lungo la lunghezza del rivestimento, quattro zone di riscaldamento e raffreddamento forniscono temperature ottimizzabili in ogni area di processo. Le velocità della vite fino a 1200 giri al minuto offrono agli utenti una grande flessibilità per quanto riguarda l'energia meccanica specifica, chiamato PMI per brevità.
Come estrusore bivite, il TwinLab consente la lavorazione di un'ampia varietà di materie prime, nonché l'analisi delle loro caratteristiche di viscosità e plasticità. Questo perché tutto il trasporto, impastare, e gli elementi di miscelazione possono essere configurati individualmente a seconda della sequenza del processo.
Il design del modulo consente una configurazione variabile per la simulazione del prodotto con diverse forze di taglio, rendendo il dispositivo adatto ad applicazioni molto diverse. E infine, Vorrei menzionare un'altra caratteristica importante per l'uso quotidiano in laboratorio:l'unità di processo è separata orizzontalmente e può essere ripiegata verticalmente, cosa che solo pochi modelli comparabili sul mercato offrono. Ciò non solo consente la valutazione visiva delle singole fasi di lavorazione, ma prevede anche una comoda rimozione delle viti e una pulizia rapida.
JF: Per le applicazioni di aquafeed, abbiamo prodotto principalmente pellet cilindrici, o prodotti espansi con la filiera rotonda e un dispositivo di taglio aggiuntivo. Le quattro aperture di dosaggio superiori e le due laterali del TwinLab consentono anche additivi liquidi o granulati come oli, vitamine, e concentrati minerali o coloranti da inserire.
Per esempio, Sto pensando agli acidi grassi omega-3 o ai caroteni, che sono di enorme importanza per i produttori di aquafeed e i loro fornitori. Nel campo della ricerca e sviluppo, ci sono molti progetti di cooperazione tra scienza e industria, quale Brabender è orgogliosa di supportare l'aquafeed del futuro con la sua competenza in materia di estrusione.
Ma ancora di più:vorremmo invitare i clienti a visitare il nostro Customer and Technology Center a Duisburg e vedere le capacità della nostra estrusione su scala di laboratorio e provare di persona il nuovo TwinLab in funzione.
