Aglomerantes en Piensos: Optimización de Calidad y Rentabilidad en la Fabricación de Alimentos Animales

La granulación de piensos constituye uno de los procesos tecnológicos más críticos en la industria de alimentación animal. Este proceso no solo transforma mezclas de ingredientes en pellets compactos, sino que determina significativamente la calidad física final del producto, la eficiencia de los procesos de fabricación y, en última instancia, el rendimiento productivo de los animales. La incorporación estratégica de aglomerantes o pellet binders es esencial para garantizar pellets duraderos, uniformes y resistentes al polvo, optimizando así toda la cadena de valor desde la fábrica hasta el consumo animal.

Fundamento tecnológico: ¿Por qué usar aglomerantes?

Los aglomerantes actúan facilitando la cohesión entre partículas de la matriz de pienso, creando una estructura física resistente. Su aplicación estratégica ofrece beneficios técnicos y económicos cuantificables:

Ventajas Técnicas Principales

• Aumento de durabilidad y reducción de polvo: La durabilidad del pellet se cuantifica mediante el Pellet Durability Index (PDI), un indicador estándar ASAE que mide el porcentaje de peso de pellets remanentes después de un test de tumbling respecto al peso inicial. Un PDI > 85% es considerado comercialmente aceptable; estudios demuestran que la adición de 1% de lignosulfonato puede incrementar la durabilidad hasta un 20% respecto a alternativas como bentonita o melaza, reduciendo significativamente la fracción de finos y el polvo durante manipulación y transporte.
• Mejor cohesión y gelatinización de almidón: Los aglomerantes facilitan la absorción de agua y la gelatinización del almidón, reacción termomecánica fundamental para la formación de puentes que unen las partículas. En nutrición porcina, investigaciones han documentado correlaciones de hasta 0,96 entre grado de gelatinización de almidón y digestibilidad ileal del almidón, mejorando la eficiencia de conversión alimenticia en aproximadamente un 4-5%. En rumiantes, la gelatinización del almidón mejora la fermentación ruminal y aumenta la energía metabolizable disponible, incrementando la producción láctea en vacas lecheras hasta +0.8 kg/día de leche cuando se emplean aglomerantes de calidad en raciones en forma de pellet o miga.
• Flexibilidad formuladora: La incorporación de aglomerantes permite usar una gama más amplia de materias primas, incluyendo aquellas de difícil granulabilidad (alto contenido en fibra, grasas, almidones vítreos o proteínas de baja plasticidad). Esta flexibilidad es especialmente valorada al formular para especies específicas (rumiantes, aves, acuicultura) donde la disponibilidad de ingredientes regionales es variable.
• Reducción de costes de mantenimiento: El menor desgaste de matrices y rodillos de la granuladora se traduce en ciclos de reemplazo más prolongados y menores costes de mantenimiento, amortizando rápidamente la inversión inicial en aglomerantes.
• Optimización de capacidad productiva: Estudios en plantas comerciales demuestran incrementos de output del 10-15% en molinos de pellets de aves cuando se optimiza el uso de aglomerantes, con reducciones asociadas del consumo energético relativo (REEU) del aproximadamente 3%.

Impacto en Rentabilidad

Aunque el coste unitario de los aglomerantes representa un incremento del 0.5-1% en el coste de fabricación, los beneficios agrupados —reducción de pérdidas por polvo, recirculación minimizada de finos, optimización de velocidad de línea y mejora de desempeño animal— superan ampliamente la inversión inicial, generando márgenes positivos especialmente en formulaciones de alto valor añadido.

Mecanismo de acción de los aglomerantes

Rol de la Temperatura y Humedad

Los aglomerantes requieren condiciones específicas de acondicionamiento para activarse óptimamente. El acondicionamiento térmico (típicamente 77-88°C con tiempos de retención 15-60 segundos) genera:

• • Gelatinización de almidones: Los almidones de cereales pierden su estructura cristalina a ~70-75°C en presencia de agua, formando una matriz más plástica que actúa como pegamento natural entre partículas.
  • Plastificación de proteínas: Las proteínas se ablandan permitiendo mayor flexibilidad del pellet, reduciendo ruptura por fragilidad.
  • Facilitación de reacciones de unión: Los aglomerantes químicos aumentan su reactividad superficial con el calor, mejorando su capacidad de formación de puentes intermoleculares.

Aglomerantes Principales: Propiedades, Dosis y Aplicaciones

Lignosulfonatos (Cálcicos y Magnésicos)

Mecanismo: Los lignosulfonatos son polímeros aromáticos derivados de la industria papelera, biodegradables y con capacidad de disminución de tensión superficial de líquidos. Esto facilita la penetración de agua en el interior de las partículas, mejorando la cohesión.

Eficacia técnica: Estudios clásicos de Kansas State University (Pfost, 1964) documentaron que 1% de lignosulfonato redujo finos del 8.2% al 4.9%. Se considera que los lignosulfonatos son aproximadamente dos veces más efectivos que arcillas (bentonita/caolín) y 15-20 veces más efectivos que trigo.

Dosis recomendadas: 0.5-2% según especie y formulación (1-2 kg/tonelada es estándar; máximo regulatorio en UE hasta 10 g/kg en pienso completo para ciertas especies según EFSA).

Ventajas específicas:

• • Alto poder aglutinante
  • Eficaz en amplio rango de temperaturas de acondicionamiento
  • Biodegradable (especialmente relevante para sostenibilidad)
  • Mejora simultáneamente palatabilidad al retener humedad

Limitaciones: Coste unitario superior a arcillas; requiere distribución homogénea para evitar puntos sobre-aglomerados.

Goma Arábiga (Acacia)

Mecanismo: Polisacárido natural que aporta elasticidad y flexibilidad al pellet, reduciendo ruptura frágil y tendencia a desprendimiento de polvo.

Eficacia: la goma arábiga incrementa el índice de resistencia a fracturas (shatter resistance index) hasta un 51.84% respecto a pellets sin aglomerante.

Dosis recomendadas: 0.1-0.3% en combinación sinérgica con lignosulfonatos (no como único aglomerante).

Ventajas específicas:

• • Excelente cuando se combina con lignosulfonatos
  • No afecta biodisponibilidad de nutrientes
  • Muy soluble en agua, facilitando distribución homogénea
  • Efectiva en raciones acuícolas de alto valor

Limitaciones: Coste más elevado; debe usarse en complemento a otros aglomerantes para optimizar relación coste-beneficio.

Melaza (Caña de Azúcar o Remolacha)

Mecanismo: Favorece adhesión entre partículas mediante pegajosidad inherente y aporta energía metabolizable adicional.

Dosis recomendadas: Variable según formulación base (típicamente 2-5% como ingrediente, no específicamente como aglomerante).

Ventajas específicas:

• • Mejora palatabilidad
  • Aporte energético
  • Disponibilidad regional en zonas productoras
  • Bajo coste

Limitaciones críticas:

• • Puede dificultar acondicionamiento si se añade en frío (absorción excesiva de humedad ambiental, formación de aglomerados indeseados en pre-mezcla)
  • Requiere control riguroso de humedad durante almacenamiento
  • Susceptible a contaminación por hongos si ambiente es húmedo
  • Eficacia menor que lignosulfonatos

Bentonita y Caolín (Arcillas)

Mecanismo: Partículas coloidales que actúan por adsorción de humedad e hinchamiento, mejorando cohesión.

Dosis recomendadas: 0.5-1.5% según tipo y origen de arcilla.

Ventajas específicas:

• • Coste relativamente bajo
  • Excelente capacidad de retención de humedad en almacenamiento
  • Previene caking en alimentos con alto contenido graso
  • Reduce absorción de humedad ambiental

Consideraciones: Bentonita ha demostrado en estudios recientes incrementar PDI en función del tiempo de acondicionamiento, con máximos de durabilidad a 90-120 segundos de retención térmica.

Almidones Nativos (Maíz, Trigo) y Subproductos Moltureros

Mecanismo: Actúan como aglomerantes naturales mediante gelatinización térmica inherente.

Aplicación: Los subproductos moltureros como harinas de trigo o semolinas pueden incorporarse estratégicamente (5-15%) como fuentes simultáneas de nutrientes y función aglomerante.

Dosis recomendadas: 2-8% según especificación técnica del subproducto molturero (contenido de almidón residual variable).

Ventajas específicas:

• • Sin costes aditivos separados
  • Mejora perfil nutricional de la ración
  • Sostenible (aprovecha subproductos)
  • Seguridad regulatoria total

Factores críticos que determinan la calidad del pellet

Estudios sistemáticos en plantas comerciales han identificado que aproximadamente el 80% de la calidad física final del pellet se define antes de que la harina entre en la matriz de la granuladora. La distribución factorial típica es:

Formulación Dietética (40%)

La composición de materias primas determina las «propiedades de granulabilidad» intrínsecas. Formulaciones con:

• • Alto contenido de almidón gelatinizable (cereales) → mayor facilidad de pelletización
  • Alto contenido de proteínas plásticas (leguminosas, harinas de pescado) → mejor cohesión
  • Alto contenido de grasas (>8%) → lubricación mejora output pero requiere aglomerantes de mayor potencia
  • Alto contenido de fibra (>15% FND) → mayor dificultad, requiere acondicionamiento más intenso

Tamaño de Partícula de Ingredientes (20%)

• • Partículas finas (<500 μm): Incrementan superficie de contacto, mejorando cohesión interparticular pero reduciendo capacidad productiva del molino (mayor fricción, menor throughput).
  • Criterio práctico: Molienda con malla 2-3 mm para rumiantes; 1-2 mm para aves/acuicultura; 0.5-1 mm para algunos piensos acuícolas exigentes.

Acondicionamiento (20%)

Temperatura de acondicionamiento y tiempo de retención son ajustables operativos críticos:

• • Temperatura baja (70-75°C): Gelatinización insuficiente, PDI comprometido
  • Temperatura óptima (80-88°C): Máxima gelatinización sin degradación de nutrientes termolábiles
  • Tiempo de retención corto (15 seg): Contacto agua-almidón insuficiente
  • Tiempo de retención óptimo (30-60 seg): Gelatinización máxima
  • Tiempo de retención excesivo (>90 seg): Riesgo de sobrecalentamiento, degradación de vitaminas

Especificaciones de Matriz (15%)

• • Diámetro y profundidad de troquel: Determina «relación compresión» y resistencia mecánica requerida
  • Material de troquel y rodillo: Acero inoxidable 304/316 en plantas premium asegura durabilidad; acero carbón requiere reemplazo más frecuente
  • Desgaste progresivo: Troquel desgastado (<95% dimensión nominal) reduce calidad; requiere monitoreo predictivo

Enfriamiento y Secado (5%)

• • Enfriador: Temperatura salida debe estar 5-10°C por encima de temperatura ambiente para evitar condensación
  • Humedad final: 10-12% es óptimo; >13% favorece degradación y caking; <8% aumenta fragilidad
  • Tiempo en secador: Muy crítico en climas húmedos; requiere control de punto de rocío

Impacto de los aglomerantes en piensos para distintas especies animales

Aves de Corral (Pollos, Pavos)

• • Requisitos: Pellets de durabilidad muy alta (PDI >90%) para minimizar polvo; presentaciones en migajas (tipo crumble) requieren pellet base de excelente calidad.
  • Aglomerante recomendado: Lignosulfonato/goma arábiga (1-1.5%) combinado opcionalmente con bentonita (0.5%).
  • Beneficio específico: Mejora de FCR (feed conversion ratio) documentada de 4.8% en ensayos con migas de alta calidad vs. sin aglomerante.

Rumiantes (Bovinos Lecheros y Carne)

• • Requisitos: PDI > 85% aceptable; énfasis en gelatinización de almidón para rumiantes de alto rendimiento (vacas de ordeño).
  • Aglomerante recomendado: Lignosulfonato (0.5-1.5%) o subproductos moltureros (hasta 12%).
  • Beneficio específico: Correlación mejorada entre gelatinización de almidón e incremento de producción (datos: 12% mejora de digestibilidad → +0.5-1 kg leche/día en vacas).

Porcino

• • Requisitos: Pellets medianos (PDI > 85%); importancia moderada de durabilidad vs. nutrición equilibrada.
  • Aglomerante recomendado: Lignosulfonato (1-1.5%) y goma arábiga combinada (0.2%).
  • Beneficio específico: Menor polvo en corrales = mejor salud respiratoria, menor necesidad antibiótica.

Acuicultura (Peces, Camarones)

• • Requisitos: Durabilidad extrema (PDI > 92-95%) para resistir manipulación acuática; estabilidad en agua 30-60 minutos.
  • Aglomerante recomendado: Goma arábiga (0.2-0.5%) + lignosulfonato (1.5-2%) + potencial inclusión de bentonita (0.5%).
  • Beneficio específico: Minimiza lixiviado de nutrientes; reducción de hasta 20-30% en FCR respecto a pellets de calidad inferior.

Consideraciones Regulatorias Europeas – Régimen de Regulación EU 767/2009

Los aglomerantes se clasifican como aditivos tecnológicos según Reglamento (CE) 767/2009. Requisitos principales:

• • Máximo permitido: Hasta 10 g/kg (1%) en pienso completo para ciertas especies según dictamen EFSA
  • Labeling obligatorio: Debe declararse en etiqueta si se incluyen aditivos; especificar especie animal autorizada si aplicable
  • Pureza y seguridad: Deben cumplir con límites de contaminantes (metales pesados, aflatoxinas) conforme a Reglamento (CE) 383/2012
  • Trazabilidad: Proveedores deben proporcionar certificados de conformidad y análisis de pureza

Declaración de Materias Primas vs. Aditivos

Punto crítico: Cuando un ingrediente actúa simultáneamente como fuente nutricional Y aglomerante (ej: subproductos moltureros, melaza), debe evaluarse si requiere declaración separada como aditivo o puede contabilizarse dentro de ingrediente tradicional, conforme a dictámenes específicos de Autoridad Alimentaria Europea.

Aplicación Práctica en Planta: Checklist de Optimización

Pre-Granulación

• • • Verificar tamaño de partícula mediante tamizado (especificar malla según especie)
    •  Asegurar distribución homogénea de aglomerante mediante pre-mezcla (2-3 vueltas de mezclador horizontal mínimo)
    •  Confirmar humedad pre-mezcla entre 10-11% (higrómetro calibrado)

Granulación

• • • Establecer temperatura de acondicionamiento según matriz y especie (77-88°C según ensayo previo)
    • Registrar tiempo de retención en acondicionador (objetivo: 30-60 segundos)
    • Monitorear presión en troquel y velocidad de extrusión (indicadores indirectos de calidad)
    • Inspeccionar desgaste de troquel cada 500 horas o según SOP

Post-Granulación

• • • Medir PDI al menos en cada batch (equipo tumbler ASAE estandarizado)
    • Cuantificar porcentaje de finos recuperados en criba post-granulación (objetivo: <3%)
    • Controlar humedad final de pellet (objetivo: 10-12%)
    • Registrar temperatura salida de enfriador y ensayar formación de condensación

Control de Calidad

• • •  Análisis físico (diámetro, dureza mediante durometer si disponible)
    •  Análisis de estabilidad en agua (si aplicable a acuicultura; método: inmersión 30 min en agua destilada a 25°C)
    •  Revisión visual de ruptura/delaminación de pellets

Comparativa de Aglomerantes

*Cuando se contabilizan como ingrediente, no como aditivo adicional.

Conclusión y Recomendaciones Técnicas

La selección y aplicación estratégica de aglomerantes adaptados a cada matriz de pienso y especie animal es actualmente un factor diferenciador clave para:

1. 1. Optimizar eficiencia productiva de plantas de granulación (output +10-15%, costes energéticos -3%)
   2. Mejorar calidad física consistentemente (PDI > 90% en aves; > 85% en rumiantes)
   3. Incrementar desempeño animal (FCR mejorado 4-5% en aves; producción láctea +0.5-1 kg/día en rumiantes)
   4. Maximizar rentabilidad (ROI positivo a corto-medio plazo que compensa inversión inicial)
   5. Cumplir regulación EU 767/2009 con total seguridad y trazabilidad

Recomendación: Cada planta debe realizar ensayos piloto de optimización (matriz, temperatura, tiempo, dosis de aglomerante) con análisis de PDI y desempeño en campo durante mínimo 4-6 semanas para identificar las combinaciones óptimas específicas del equipamiento disponible y portafolio de materias primas regional.

Si desea una formulación personalizada o asesoramiento técnico sobre el uso de aglomerantes, no dude en contactar con nuestro equipo.

Checklist Técnico 16 pasos

Referencias Principales:

• ASAE Standards S269.4 – Pellet Durability Index Standard Method
• Pfost, H. (1964). Kansas State University Feed Technology Reports
• Lewis, L.L. et al. (2015). Journal of Animal Science, 93(2):615-619
• Attar, A. et al. (2019). Animal Feed Science and Technology, 257:114296
• Zhu, L.H. et al. (2016). Journal of Animal Science, 94(4):1501-1507
• Reglamento (CE) 767/2009 – Comercialización y Uso de Piensos (Unión Europea)
• Thomas, M. & van der Poel, A.F.B. (1998). Animal Feed Science and Technology, 70:59-78
• Fahrenholz, A.C. (2012). Doctoral Dissertation, Kansas State University