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O que é melhor para processamento de alimentos: extrusão de parafuso único ou duplo?

diagrama da estrutura da extrusora de parafuso duplo (2)
diagrama da estrutura da extrusora de parafuso duplo (2)

Na indústria alimentícia, selecionar a extrusora correta é fundamental para a consistência do produto, a eficiência do processamento e a flexibilidade de inovação. Muitos fabricantes enfrentam a difícil decisão entre sistemas de extrusão de rosca única e dupla. A escolha errada pode resultar em opções limitadas de receitas, qualidade inconsistente, custos de energia mais altos e recalls de produtos. Então, como decidir qual é a melhor opção para sua aplicação específica — extrusão de rosca única ou dupla? Este artigo oferece uma análise detalhada e comparativa para que você possa fazer o investimento certo para sua linha de produção.

A extrusão de parafuso duplo geralmente é melhor para formulações alimentícias complexas, alto teor de umidade e controle de processamento avançado, oferecendo mistura, versatilidade e rendimento superiores, enquanto a extrusão de parafuso único é mais econômica e suficiente para formulações mais simples e secas, como massas ou salgadinhos básicos.

Continue lendo para descobrir qual tipo de extrusora melhor se adapta aos seus objetivos de produto, orçamento operacional e complexidade do processo. Fornecemos dados, casos de uso reais e gráficos comparativos para ajudar você a decidir.

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Extrusoras de parafuso único são sempre melhores porque são mais simples.Falso

Embora as extrusoras de parafuso único sejam mais simples, elas não são adequadas para todos os tipos de alimentos; as extrusoras de parafuso duplo oferecem melhor controle e versatilidade para formulações complexas.

Comparação técnica: extrusão de parafuso duplo vs. parafuso único

Abaixo está um gráfico comparativo detalhado descrevendo seu desempenho em dimensões críticas de processamento de alimentos:

ParâmetroExtrusora de parafuso únicoExtrusora de parafuso duplo
Capacidade de misturaBásicoAvançado (ideal para emulsões, fibras, etc.)
Manuseio de insumos úmidos/pegajososPobre a moderadoExcelente (lida com alta umidade e mistura viscosa)
Flexibilidade do materialLimitado a insumos secos consistentesExcelente adaptabilidade a diversos materiais
Controlo de cisalhamentoFixo e limitadoAjustável e modular
Controle térmicoMenos precisoAltamente controlável por segmento de barril
Injeção de ingredientesUm ou dois pontosVárias portas para líquidos, vapor, etc.
Tempo de inicialização/trocaModeradoMais rápido devido ao design modular de parafuso/cilindro
Eficiência energéticaMais eficiente por unidade de potênciaMais eficiente por unidade de produção do produto
ManutençãoMenor custo de manutençãoMaior complexidade inicial, mas modular
Melhores casos de usoMassas, ração seca para animais de estimação, lanches à base de arrozCarne vegetal, cereais, lanches recheados

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Extrusoras de parafuso duplo são úteis apenas para aplicações especiais.Falso

Eles agora são comuns no processamento de alimentos, desde ração para animais de estimação até lanches proteicos e cereais.

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Gráfico de desempenho: saída vs. manuseio de umidade

Tipo de produtoNível de umidade ideal (%)Tipo de extrusão preferidoRaciocínio
Massa12–15Parafuso únicoFormulação seca simples, mistura mínima necessária
Ração para animais de estimação (ração básica)20–25Parafuso simples ou duploAmbos podem funcionar, o parafuso duplo oferece melhor controle de expansão
Proteína Vegetal Texturizada50–60Parafuso duploAlta umidade, necessita de temperatura/cisalhamento precisos
Cereal (Multigrãos)25–30Parafuso duploRequer boa dispersão dos ingredientes e modelagem do produto
Pellets de lanche recheados30–35Parafuso duploEstrutura complexa necessita de coextrusão precisa

Considerações sobre os custos

Fator de custoExtrusora de parafuso únicoExtrusora de parafuso duplo
Custo do equipamento inicialInferior (\~30–50% mais barato)Maior investimento
Flexibilidade OperacionalLimitadaAmpla gama de receitas
Tempo de inatividade para manutençãoMais baixoUm pouco mais alto
Desperdício durante testesMaisMenos (melhor estabilidade do processo)
ROI do ciclo de vidaModeradoAlto para linhas de produtos variadas

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Extrusoras de parafuso duplo são significativamente mais difíceis de limpar.Falso

Os designs modernos oferecem sistemas de desmontagem rápida ou limpeza no local, minimizando o tempo de inatividade e o trabalho.

Exemplo de caso: decisão do fabricante de salgadinhos

Uma empresa de salgadinhos que produzia bolinhas de arroz tufado utilizava originalmente a extrusão de rosca única. À medida que adicionavam receitas multigrãos e fortificadas, a qualidade do produto tornou-se inconsistente e enfrentavam entupimentos frequentes devido a insumos pegajosos. Após a mudança para uma extrusora de rosca dupla com zonas de rosca modulares, a empresa reduziu o desperdício em 40%, reduziu o tempo de troca de receitas em 60% e obteve expansão consistente, resultando em maior satisfação do cliente.

Matriz de Adaptabilidade do Produto

Complexidade do produtoParafuso único é viável?Parafuso duplo recomendado?
Produtos Simples Secos
Emulsões Multifásicas
Proteína de alta umidade
Lanches Fortificados⚠️ (Limitado)
Ração para animais de estimação enriquecida com fibras⚠️ (Possível)

Conclusão

A escolha entre extrusoras de rosca simples e dupla deve ser baseada na complexidade da sua produção, diversidade de ingredientes e objetivos de expansão. Para empresas focadas em produtos simples e de alto volume com insumos consistentes, as extrusoras de rosca simples continuam sendo econômicas e suficientes. Mas se o seu negócio exige formulação avançada, controle de umidade ou desenvolvimento rápido de produtos, a extrusão de rosca dupla oferece uma vantagem escalável e à prova de futuro.

Deixe a Darin Machinery ajudar você a decidir

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5. Perguntas frequentes

P1: Qual é a diferença entre extrusoras de parafuso único e duplo no processamento de alimentos?

A1: Extrusoras de rosca única utilizam uma rosca rotativa para empurrar o material através de um cilindro, oferecendo simplicidade e eficiência para misturas secas uniformes. As extrusoras de rosca dupla, por outro lado, utilizam duas roscas entrelaçadas para proporcionar melhor mistura, controle e versatilidade, tornando-as ideais para receitas complexas ou com vários ingredientes, como ração para animais de estimação, substitutos de carne ou petiscos fortificados.

P2: Quando devo usar uma extrusora de parafuso duplo em vez de um parafuso único para produção de alimentos?

A2: Extrusoras de dupla rosca são ideais para aplicações que exigem mistura intensiva, flexibilidade de ingredientes ou controle de qualidade consistente. Elas processam ingredientes pegajosos, úmidos ou com distribuição irregular melhor do que os sistemas de rosca única, tornando-as ideais para alimentos ricos em proteínas, papinhas para bebês ou lanches extrusados com ingredientes diversos.

Q3: Uma extrusora de parafuso único é mais eficiente em termos de energia do que uma de parafuso duplo na fabricação de alimentos?

A3: Extrusoras de rosca única geralmente são mais eficientes em termos de energia para produtos mais simples devido à sua mecânica otimizada e menor consumo de energia. No entanto, para produtos complexos, o controle superior de um sistema de rosca dupla geralmente resulta em melhor eficiência geral do processo e menor desperdício, compensando o maior consumo de energia.

Q4: Que tipo de extrusora produz produtos alimentícios de maior qualidade?

A4: Extrusoras de dupla rosca frequentemente produzem produtos alimentícios de maior qualidade e consistência devido ao controle preciso da temperatura, pressão e forças de cisalhamento. Isso é crucial para aplicações especializadas, como salgadinhos fortificados ou proteínas vegetais texturizadas (PVT), onde a uniformidade e a dispersão dos ingredientes são cruciais.

Q5: Quais são as diferenças de custo entre extrusoras de parafuso simples e duplo?

A5: Extrusoras de rosca única são mais acessíveis em termos de investimento inicial e manutenção. Extrusoras de rosca dupla têm custos iniciais mais elevados, mas oferecem melhor retorno sobre o investimento em aplicações que exigem versatilidade, trocas frequentes ou produção de alta qualidade, reduzindo o tempo de inatividade e aumentando a variedade de produtos.

6. Referências

  1. Extrusoras de parafuso duplo explicadas – https://www.thermofisher.com/blog/materials/twin-screw-extrusion-basics/ - Thermo Fisher Scientific
  2. Extrusão de parafuso simples vs. duplo – https://www.extru-techinc.com/blog/single-vs-twin-screw-extruders/ – Extru-Tech
  3. Como funcionam as extrusoras de alimentos – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128152607000149 - ScienceDirect
  4. Visão geral do processamento de extrusão de alimentos – https://www.researchgate.net/publication/311820336_Food_Extrusion_Processing - ResearchGate
  5. Extrusão de parafuso duplo Clextral – https://www.clextral.com/twin-screw-extrusion/ - Clextral
  6. Tecnologia de Extrusão na Produção de Salgadinhos – https://www.snackandbakery.com/articles/101235-extrusion-equipment-takes-snack-production-forward – Lanches e Padaria Atacado
  7. Escolher a extrusora certa - https://www.readingbakery.com/blog/how-to-choose-the-right-extruder.html – Sistemas de Leitura de Padaria
  8. Fundamentos da Extrusão – https://www.sciencedirect.com/book/9780128152607/fundamentals-of-food-extrusion - ScienceDirect
  9. Consumo de energia na extrusão de alimentos – https://www.mdpi.com/2304-8158/10/11/2731 – MDPI
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