Capítulo 13

Experiencia Cubana sobre Procesamiento Industrial de Residuos, Desechos y Subproductos Alimenticios como Piensos Líquidos

J. del Río , A. Pineda, R. Chao, M. Leal y A.A. Pérez.
Instituto de Investigaciones Porcinas,
La Habana, Cuba.

El uso de los desperdicios alimenticios como dietas para cerdos ha sido reportado desde hace mucho tiempo (Williams, 1918; Hunter, 1919; Asbrook, 1923; Woodman, 1942; Willete, 1948), y en tiempos más recientes por Engel (1957), Burdick (1958), Kornegay (1965), Barth (1966), Petersen (1967) y Dacoord (1968). Los mismos sirvieron de base científica para que Cuba comenzara a partir de finales de la década del 60 a producirlos y utilizarlos en la alimentación de los cerdos.

Estos primeros trabajos, sin rigor científico, dieron como resultado la construcción de 8 plantas distribuidas por todo el territorio nacional, incluyendo la Isla de La Juventud. Estas plantas procesaban entre 30 y 40 ton/d de materias primas obteniendo entre 40 y 60 ton de producto terminado, con la siguiente composición química en base seca (BS) aproximadamente: materia seca 10-14%, proteína 12-14%, energía bruta 17-18 kj/g.

La tecnología concebida, como se muestra en la Figura 1 consistía en lo siguiente:

La materia prima recolectada en camiones cisternas (1) se depositaba en una tolva receptora (2). De ésta el producto es extraído mediante un husillo sinfín y colocado sobre una estera transportadora (3) desde la cual se extraen los materiales indeseables. Inmediatamente el producto seleccionado se muele con un molino de martillos (4) y va a parar a una cisterna de concreto (5) agitándose el producto mecánicamente. De ésta, mediante una bomba autocebante (6), es impulsado hacia las autoclaves esterilizadoras (7) donde se somete a 121ºC y 1 atm de presión hasta lograr su esterilización. De las autoclaves, el producto se descarga por su propia presión hacia los tanques enfriadores (8) comúnmente del tipo "Blanchard" o cristalizadores de azúcar. Algunas plantas añaden aquí, de forma manual, residuos de molineria y miel final al producto terminado.

Después de estas primeras experiencias prácticas y a partir de la creación del Instituto de Investigaciones Porcinas en 1972, mas de 30 investigadores dedicaron gran parte de su tiempo, durante 2 décadas a poner a punto el sistema en una forma integral, estudiando todo tipo de desperdicios alimenticios tanto desde el punto de vista nutricional como desde el procesamiento industrial y distribución mecanizada de estos desperdicios así como estudian el manejo de los cerdos y el diseño de las instalaciones adecuadas para estas dietas liquidas.

Al mismo tiempo otros Institutos de Investigaciones pertenecientes a la Academia de Ciencias y a las facultades agropecuarias de las universidades iniciaron innumerables estudios relacionados con este sistema de alimentación logrando formarse todo un equipo multidiciplinario a nivel nacional.

A partir de 1974 y gracias a los primeros resultados obtenidos de los estudios científicos que se realizaban, se diseñó una nueva tecnología, denominada PL-02, que mejoraba la inicial en aspectos tales como:

• Acopio y recogida selectivas de las materias primas, atendiendo a su estado físico y a su composición química.
• Modificación del equipo selector de materias extrañas.
• Obtención del tamaño de partículas óptimo para su esterilización y para su distribución mecanizada.
• Rediseño de los esterilizadores mejorando su eficiencia térmica y evacuación del producto elaborado.
• Diseño ingenieril de los sistemas de homogenización y mezclado y de la capacidad óptima de almacenamiento: para permitir su enfriamiento, control de la calidad y balance nutricional antes de ser consumido por los cerdos, incluyendo la creación de una reserva del producto terminado que garantizara su disponibilidad ante contingencias inesperadas.

En el centro de este diseño estaba la eliminación de todo tipo de adición de agua antes del proceso de esterilización, aspecto este detectado en los primeros estudios de la tecnología y combatido fuertemente por la nueva tecnología, motivado fundamentalmente por los grandes gastos energéticos que implicaba su procesamiento y la baja materia seca con que se obtenía el producto final. Como primer logro de esta nueva tecnología y aun sin demostrar todo su potencial se obtuvieron los siguientes resultados en la composición bromatológica del producto: materia seca 16-18%, proteína 14-18% y energía bruta 18-20 kj/g.

En la tabla I. se muestran los principales parámetros de explotación obtenidos con la planta, tipo PL02.

Tabla I. Parámetros de explotación de las plantas PL02
______________________________________________
Materia prima (ton)                               64
Agua de proceso (ton)                          54
Agua para enfriamiento (ton)                 27
Cantidad de miel (ton)                          17
Producción de PLT (ton)                    161
Energía eléctrica:
  kWh/ton de PLT                                  2.3
  kWh/ton de MS                                 16.2
Combustible,
  kg de diesel/ton de procesado            14.6
  kg de diesel/ton de MS                      91.4
______________________________________________

Como se puede deducir de la tabla, aun después del nuevo diseño la cantidad de agua añadida al proceso iguala la cantidad de materia prima y miel, además algunos tipos de desperdicios alimenticios todavía, o no podían ser procesados o se dificultaba mucho su elaboración. Tal es el caso de la recuperación de los animales que mueren en las diferentes actividades pecuarias. De estas plantas se construyeron 15 en todo el país. Para esto se dió a la tarea de estudiar desde el punto de vista multidiciplinario la recuperación de esta materia prima que potencialmente representaba una fuente de alto valor protéico. Se estudio la utilización de estas llamadas pastas protéicas en las dietas de los cerdos como sustituto del componente de proteína y se desarrollo el equipamiento mecánico necesario para lograr convertir estos animales en un suplemento protéico pastoso, mezclable con el pienso líquido.

Después de consultar la bibliografía y de realizar visitas a varios países que ya recuperaban estos animales, y poseían tecnología para su procesamiento, se seleccioron y diseñaron los componentes de un sistema industrial que lograra el objetivo pero fácilmente adaptable a las condiciones cubanas, basado en el uso de un autoclave horizontal agitado, conocido tambien por el nombre de Destructor Termomecánico (DTM). El sistema experimental diseñado y construido resulto ser excelente para el procesamiento de los animales muertos de cualquier tipo, obteniéndose el producto final en forma de pasta y harina (Tabla II).

Tabla II. Composición química de diferentes desperdicios procesados _________________________________________________________
Composición (b.s.)          Pienso        Pasta        Harina de          SALSEC
                                       líquido        protéica    carne y hueso _________________________________________________________
Materia seca (%)             25               30            90                    88
Protéina bruta (%)           22               45            45                    22
Energía bruta (kJ/g)         20                -               -                     20
Extracto etéreo (%)         17               28            28                    17
Cenizas (%)                     12               21            21                    12
Fibras (%)                         6                -               -                       6
_________________________________________________________
Píenso liquido- obtenido de desechos de cocina y agroindustriales.
Pasta protéica- Obtenida de animales muertos, desechos de la pesca y otros.
SALSEC- obtenido secando el pienso líquido

El sistema resultó tan adecuado que se decidio procesar en él, otros tipos de desperdicios alimenticios. Los magníficos resultados llevaron a modificar el sistema anterior de procesamiento y dieron paso al PL-05.

Tabla III. Tipos de equipos necesarios según la variante tecnológica _____________________________________________________
Equipos tecnológicos                           Tecnología de proceso
                                         ________________________________
                                         Autoclave (PL-02)              DTM (PL-05) _____________________________________________________
Tolva receptora                             1                                     1
Estera de selección                        1                                     0
Molino de martillos                        1                                     0
Cisterna con agitador                     1                                     0
Bomba autocebante                       1                                     0
Esterilizadores                                1                                     1
Tanque de producto terminado       1                                     1 _____________________________________________________

Con esta tecnología (ver fig. 2) se reduce considerablemente el equipamiento necesario, como se puede ver en la tabla III, y se mejora los índices de producción de la tecnología anterior como se muestra en la tabla IV.

Es importante destacar (vease tabla IV) que se elimina totalmente la adición de agua de proceso con respecto a la tecnología PL-02 y que la producción de 110 ton de PLT con la procesadora PL-05 equivale a 27 ton de materia seca (MS), mientras que la producción de 161 ton de PLT con la procesadora PL-02 equivale a 23 ton de MS, y esto implica una mayor producción de nutrientes en la planta nueva. Por otra parte vemos que en la tecnología nueva, hay un ahorrro considerable de energía eléctrica y combustible con respecto a la PL-02, cuando se tiene en cuenta la producción de MS.

Tabla IV. Parámetros de explotación de la tecnología PL-05 (con el destructor DTM). _________________________________________________________________________
Materia prima, ton                           64
Agua de proceso, ton                        0
Agua de enfriamiento, ton                25
Cantidad de miel, ton                      11
Producción de PLT, ton                110
Pasta protéica, ton                          10
Energía eléctrica:
  kWh/ton de PLT                            3.7
  kWh/ton de MS                           15.2
Combustible:
  kg/ton de procesado                     13.0
  kg/ton de MS                                47.7
_________________________________________________________________________

Referencias

Chao, R., Pineda, A. V., Del Rio, J., 1987. Influencia de la adicion de agua antes del autoclave sobre el consumo de combustible. Inst. Invest. Porcinas. La Habana, 6 p.

Del Rio, J., Pineda, A. V., Chao, R., 1980. Criterios tecnologicos en el diseno de las nuevas plantas procesadoras de desperdicios alimenticios. Cienc. Tec. Agric., Ganado Porcino, 3, No. 2, La Habana, 35 p.

Dominguez, P. L., 1987. Utilizacion y procesamiento de desperdicios alimenticios en la alimentacion porcina. Alimentacion de cerdos en ceba. Jornada Cientifica XV Aniversario del Inst. de Invest. Porcinas, La Habana, 20 p.

Heldman, D. R.- Singh, R. P., 1981 Food processing engineering. Second edition. AVI Publishing Co. Inc. Westport, USA., 10p.

Kornegay, E. T., G. W. Vander Noot, K. M. Barth, G. Graber, W. S. Macgrath, R. L. Gilbreath and F. J. Bielk., 1970 .Rutgers Exp. Sta. Bull. 829 : 31.

Ly, J.- Gonzalez, J.- Careaga, A., 1981. Contenido de proteina y energia de desperdicios procesados en una planta del occidente de Cuba. Cienc. Tec. Agric., Ganado Porcino No 4. La Habana, 79 p.

Pineda, A. V., 1991. Tecnologia integral para le produccion de pienso liquido con alto nivel proteico en Cuba. (Trabajo de doctorado), Catedra de Mecanizaci¢n, Universidad Agricola de Praga, 92 p.

Williams, R. H. and W. S. Kunningham. 1968. Fattening hogs on garbage alone. Ariz. Exp. Sta. Ann-Rep. 325.