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Appunti dalle lezioni Louis David e Germano Nasi- Lindustria dei mangimi composti (Edagricole-1986) Altre eventuali fonti consigliate durante il corso.

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2 Appunti dalle lezioni Louis David e Germano Nasi- Lindustria dei mangimi composti (Edagricole-1986) Altre eventuali fonti consigliate durante il corso Assalzoo.it

3 Conoscenze ed abilità da conseguire - varie fasi di preparazione di un mangime e relative apparecchiature; - principali trattamenti tecnologici con relative ricadute nutrizionali; - ciclo di produzione di alcuni sottoprodotti utilizzati nella produzione dei mangimi; - cenni di legislazione sulla produzione e commercializzazione dei mangimi; - Esempi di formulazione di un mangime. Svolgimento del corso - Lezioni frontali; - Visite tecniche presso Industrie mangimistiche.

4 ALCUNE STATISTICHE SULLA CONSISTENZA DEL PATRIMONIO ZOOTECNICO E SUI PRODOTTI DI ORIGINE ANIMALE

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19 Il consumo di uova riportato nella slide 14 è riferito alle uova acquistate direttamente dal consumatore. Quello della slide 17 è comprensivo anche di quelle consumate con dolci, paste e altri prodotti trasformati.

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36 ALCUNE STATISTICHE INERENTI LA PRODUZIONE DI MANGIMI

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42 I dati nelle slides 36 – 38 sono relativi alle ditte associate ASSALZOO. Quelli della slide 39 sono relativi a tutte le ditte operanti sul territorio nazionale. La voce Altre specie deve intendersi riferita agli animali da compagnia.

43 MATERIE PRIME

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46 FARINE DI ESTRAZIONE

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49 La disponibilità totale di farine di estrazione che dovrebbe coincidere con la quantità utilizzata dalle industrie mangimistiche italiane si ottiene sommando la produzione italiana alle importazioni.

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51 ANDAMENTO PREZZI ALCUNE MATERIE PRIME

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54 agric,. biologica

55 granoturco

56 agric,. biologica

57 Frumento nazionale

58 Frumento duro nazionale

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60 rinfusa

61 agric,. biologica

62 rinfusa

63 f.e.

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65 Medica disidr. cubettata

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68 Frumento nazionale – andamento prezzo (borsa merci Bologna)

69 Granoturco nazionale - andamento prezzo (borsa merci Bologna)

70 granoturco

71 Borsa merci Bologna

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73 vendita alla rinfusa – borsa merci Bologna

74 vendita alla rinfusa – borsa merci Bologna

75 Soia f.e. 44%

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77 Tab. 2 Incidenza delle spese di alimentazione sui costi di produzione Uova82 % Pollo (broiler)70 % Tacchino72 % Suino leggero62 % Suino pesante74 % Carne vitellone68 % Latte52 %

78 CLASSIFICAZIONE DEI MANGIMIFICI PER CAPACITA PRODUTTIVA

79 CAPACITÀ DI PRODUZIONE -Piccole dimensioni (8.000q/mese): no laboratorio di analisi interno presente tra le attrezzature vi è la pressa per la produzione di pellet. -Medie dimensioni ( q/mese): spesso è presente un laboratorio di analisi interno oltre alla pressa, vi possono essere essiccatoi e laminatoi. -Grandi dimensioni (30.000q/mese): si tratta di vere e proprie industrie laboratori di analisi; apparecchiature per la lavorazione dei cereali, quali: estrusori, fioccatori, laminatoi, etc. La grande capacità produttiva, permette loro di approvvigionarsi di grandi quantità di materie prime e di ammortizzare le variazioni di mercato sui prezzi di acquisto. La qualità del prodotto finito è,comunque, affidata alla serietà ed alle buone pratiche produttive degli imprenditori coinvolti.

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81 Fasi di lavorazione di un mangime Ricezione-Pesata-Prelievi Scarico nellapposita buca Trasporto nei silos di stoccaggio, mediante nastri trasportatori, coclee, elevatori Macinazione (di solito molino a martelli) Dosaggio ingredienti, previa formulazione Miscelazione (miscelatore) Miscelatore secondario per premiscele a base di additivi

82 - pellettatura, - insacco - confezionamento - stoccaggio in silos per vendita come sfuso eventuali prelievi per controllo qualità commercializzazione

83 Controlli nutrizionistici-sanitari Controllo qualità materie prime (ricezione) Formulazione (dosaggio) Controllo omogeneità (miscelazione) Controllo efficacia (trattamenti termici) Controllo eventuali modifiche indotte (trattamenti termici) Controllo analitico Predisposizione cartellino-istruzioni

84 Tipologia dei mangimi mangime semplice: alimento costituito da un'unica materia prima (per es. solo orzo). mangime composto: miscela di due o più mangimi semplici. mangime completo: deve soddisfare tutti i fabbisogni nutritivi di un animale in un preciso momento della sua vita e, se necessario, anche per tutta la durata della stessa. mangime complementare: serve di complemento ad una razione di base per correggerne squilibri e/o carenze ed adeguarlo ai fabbisogni nutritivi. mangime medicato: contiene un farmaco con funzione profilattica e/o terapeutica. E' indispensabile negli allevamenti intensivi per il trattamento di patologie di massa; per il suo impiego è necessaria la prescrizione del medico veterinario. -mangime dietetico: soddisfa le particolari esigenze nutritive conseguenti a determinate malattie.

85 Ricezione materie prime Trasporto materie prime: - Rinfusa (cassone ribaltabile, cisterna a pressione, cisterna per liquidi) -Sacchi (vario peso) -Cartoni/scatole -Bidoni/fusti -Sacconi (big-bags 600/700kg)

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87 Controllo quanti-qualitativo Pesatura del materiale in arrivo Prelievi Analisi in tempo reale (NIRS) Sonde per i prelievi

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90 1 cm = 10 mm = μ = nm = 10 7 nm Spettro visibile: 400 nm - 800nm

91 VARIABILITÀ DEI NUTRIENTI ds del mangime = (IG1*ds1) +(IG2*ds2) + ….. + (IGn*dsn) dove: IG1, IG2..IGn = proporzioni di ciascun alimento nel mangime ds1, ds2..dsn = deviazione standard del nutriente nella corrispondente materia prima

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93 Scarico

94 IMMAGAZZINAMENTO Nella conservazione delle materie prime, sia in silos che in magazzino, risultano importanti: - identificazione - sistemi di conservazione (es. aggiunta di conservanti come ac. propionico etc.) - movimentazione (facilità di spostamento) - tempo di immagazzinamento e di rotazione (generalmente breve, < ai 30 gg.) - tipo e modalità di ricezione-scarico (peso di sacchi, sacconi, etc,) - sistemi di trasporto interni (pneumatici, a tazze, tramite coclee, a nastri, etc) - rischio di segregazione e contaminazione (silos dedicati, netta separazione MP) - corretta identificazione delle materie prime (MP) e presenza umana nei momenti di scarico-stoccaggio - possibilità di ispezione delle MP

95 - prevenzione e lotta contro gli inquinanti (es. insetti) - difesa contro incendi ed esplosioni (es. riduzione della polverosità, messa a terra delle strutture) - cali/sprechi - condizioni microclimatiche (es. umidità, temperatura) - operazioni normali e straordinarie di pulizia - controlli delle temperature dei silos - operazioni contabili di carico-scarico (gestione magazzino) ed inventari periodici

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99 TRASPORTO INTERNO GRU VERRICELLI MONTACARICHI ELEVATORI A TAZZE E A CATENA CARRELLI A PIANALI COCLEE TUBI TRASPORTATORI TRASPORTATORI A NASTRO REDLER (TRASPORTATORI A CATENA) TRASPORTATORI PNEUMATICI

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103 Tubo trasportatore (con motore vibrante)

104 verricello

105 LAVORAZIONE DELLE MATERIE PRIME (MP) LA LAVORAZIONE DELLE MP COMPRENDE:. ESTRAZIONE DAI SILOS DI STOCCAGGIO. MACINAZIONE. TRATTAMENTI TERMOMECCANICI. fioccatura. estrusione. micronizzazione SISTEMI DI DOSAGGIO: - manuale - automatico

106 MACINAZIONE La macinazione è la riduzione, con mezzi meccanici, dei componenti della formula ad una granulometria desiderata e tendenzialmente omogenea. In questo modo la miscelazione delle diverse materie prime è più efficace. Macchine per la macinazione: Molini a mole Molini a cilindri Molini a martelli

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110 I mulini a martelli consistono fondamentalmente di una camera di macinazione e di un rotore su cui sono montate file di martelli, o coltelli, snodati il cui movimento rotatorio determina la rottura della granella. La macinazione avviene per lazione di tre fattori:. frantumazione a seguito della enorme differenza di velocità dei martelli e del materiale che entra nel mulino;. attrito tra le diverse porzioni della granella;. urto delle particelle ruvide sulle pareti della camera di macinazione e sulla superficie forata della griglia.

111 FATTORI CHE INFLUISCONO SULLA MACINAZIONE (MOLINI A MARTELLI) velocità lineare (compresa tra 80 e 110 m/sec): le velocità elevate determinano una percussione più energica e quindi una macinazione piu sottile; distanza martelli griglie (compresa tra 6 e 30 mm, in media 20 mm) le piccole distanze forniscono una macinazione più sottile ma provocano un maggior consumo di energia; superficie della griglia: le superfici grandi presentano un grande rendimento, ma con granulazione più grossa rispetto alle superfici piccole; perforazione della griglia: il rendimento del molino aumenta in proporzione al diametro dei fori.

112 usura della griglia: gli spigoli che delimitano i fori della griglia con l'usura si smussano per cui la maggior parte delle particelle con le dimensioni adatte non prende direttamente la via del foro ma rimbalza contro tali spigoli smussati per subire nuovamente l'azione dei martelli, di conseguenza la granulazione diviene più sottile e diminuisce il rendimento usura dei martelli: aumenta la finezza della granulometria e diminuisce il rendimento carico del molino: quando il carico si avvicina al massimo non si realizza il principio del rimbalzo contro le pareti per cui diminuisce il rendimento svuotamento pneumatico: tanto più l'aspirazione è energica, tanto più il rendimento sarà elevato, mentre la granulometria sarà più grossolana natura del prodotto da macinare: ciascuna materia prima presenta una propria attitudine a lasciarsi macinare.

113 La produzione potenziale di un mulino a martelli può essere calcolata approssimativamente utilizzando la formula seguente: G (kg/h) = kW * D * JkW Dove: G = capacità oraria mulino (kg/h) kW = potenza motore mulino D = diametro fori griglia (mm) JkW = coefficiente di macinazione caratteristico di ogni prodotto

114 Valori dei coefficienti di alcuni alimenti Valore basso – alimento più difficile da macinare

115 Mulini a cilindri Molto costosi Onerosa manutenzione Molto ingombranti Difficile regolazione dimensioni particelle Poco rumorosi Poca produzione polveri Maggiore uniformità particelle Minore riscaldamento particelle Superficie particelle più ruvida Granulometria particelle inferiore Buona miscibilità particelle Riduzione dei fenomeni di separazione e segregazione

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117 Il prodotto della macinazione (farina) è costituito da particelle di diverse dimensioni. Al fine di ottenere un mangime omogeneo e uniforme è necessario che le particelle dei vari componenti si distribuiscano in maniera uniforme nelle varie frazioni granulometriche. Per quanto concerne i monogastrici, la macinazione fine delle materie prime produce un aumento della digeribilità

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120 ALIMENTAZIONE DEI MOLINI 1) DISTRIBUTORI CONTINUI A RULLI 2) DISTRIBUTORI DISCONTINUI (rotativi a comparti, a coclea, oscillanti) 3) DISTRIBUTORI A VIBRAZIONI

121 DISTRIBUTORI CONTINUI A RULLI

122 DISTRIBUTORI DISCONTINUI

123 DISTRIBUTORI A VIBRAZIONI

124 FORMULAZIONE

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126 SISTEMI DI DOSAGGIO 1) NATURA DEL PRODOTTO DA DOSARE MATERIE PRIME DA MACINARE PRODOTTI IN FARINA O IN POLVERE 2) PRINCIPIO FISICO DI DOSAGGIO VOLUME PESO 3) SISTEMA DI FABBRICAZIONE DISCONTINUO CONTINUO

127 DOSAGGIO REGOLE: 1) LA PRECISIONE DEL DOSAGGIO DEVE ESSERE INVERSAMENTE PROPORZIONALE AL TASSO DI INCORPORAZIONE 2) NON INCORPORARE DIRETTAMENTE UN ELEMENTO CHE RAPPRESENTI MENO DELL1% DELLA MASSA 3) LA GRANULAZIONE DI UN ELEMENTO DOVRA` ESSERE TANTO PIU` FINE QUANTO PIU` PICCOLO E` IL SUO TASSO DI INCORPORAZIONE E PIU` GRANDE LA SUA ATTIVITA`

128 DOSAGGIO 1) ALLA RINFUSA CON BILANCIA MOBILE SOTTO LE CELLE 2) ALLA RINFUSA CON BILANCIA FISSA SOTTO LE CELLE 3) ALLA RINFUSA CON UNA SERIE DI BENNE PESATRICI A PRE-REGOLAZIONE E SCATTO SINCRONIZZATO SOTTO CIASCUNA CELLA 4) SISTEMA SELECT-O-WEIGH 5) PESATA CONTINUA 6) CONTINUO VOLUMETRICO

129 DOSAGGIO ALLA RINFUSA MEDIANTE UNA O PIU BASCULE MOBILI SOTTO LE CELLE

130 DOSAGGIO ALLA RINFUSA MEDIANTE UNA (O PIU`) BENNE-PESATRICI FISSE SOTTO LE CELLE 1)Celle contenenti le materie prime. 2)Benna-pesatrice. 3)Quadro di comando a distanza delle saracinesche e degli estrattori. 4) Coclea di evacuazione

131 DOSAGGIO ALLA RINFUSA MEDIANTE UNA SERIE DI BENNE- PESATRICI A PRE-REGOLAZIONE E AVVIAMENTO SINCRONIZZATO SOTTO OGNI CELLA 1) Celle contenenti le materie prime. 2) Benne-pesatrici pre-regolate alla percentuale desiderata. 3) Elettromagnete eccitato dalla chiusura del circuito, quando tutte le bascule hanno raggiunto il peso desiderato. 4) Coclea devacuazione

132 Schema di pesatura continua mediante nastro pesatore A) Tramoggia vibrante.B)Nastro pesatore C)Bilancia. D)Sistema elettronico di correzione, mediante vibrazioni continue della portata del distributore A B C ** D

133 Dosaggio alla rinfusa continuo volumetrico A)Celle di materie prime. B)Dosatori volumetrici. C) Coclea D) Serbatoio tampone A B C D

134 MISCELAZIONE OPERAZIONE CHE CONSENTE DI MESCOLARE GLI INGREDIENTI DELLA FORMULA PREVENTIVAMENTE DOSATI

135 CARATTERISTICHE DEGLI INGREDIENTI DESTINATI ALLA MISCELAZIONE GRANULAZIONE PESO SPECIFICO FORMA COEFFICIENTE DATTRITO CARATTERISTICHE SPECIALI (igroscopicità, elettricità statica..)

136 REGOLE DI MISCELAZIONE RISPETTARE IL TEMPO DI MISCELAZIONE COLLEGARE A TERRA IL MISCELATORE RIDURRE AL MINIMO I MOVIMENTI DELLA MASSA DOPO LA MISCELAZIONE NON INSERIRE COMPONENTI IN QUANTITA INFERIORI A 1%

137 MISCELATORE VERTICALE COCLEA SCARICO CAMERA DI MISCELAZIONE

138 Miscelatore verticale

139 Miscelatore orizzontale

140 MISCELATORE ORIZZONTALE DOPPIA COCLEA CAMERA DI MISCELAZIONE

141 MISCELATORE AD AZIONI MULTIPLE COCLEA CAMERA DI MISCELAZIONE

142 PREGI E DIFETTI DEI VARI TIPI DI MISCELATORI MISCELATORI VERTICALI: - RICHIEDONO MINOR FORZA MOTRICE - PREZZO PIU BASSO IN FUNZIONE DEL VOLUME - POSSIBILITA DI INSTALLARLI IN PICCOLI IMPIANTI - NON CONSENTONO MELASSATURA E GRASSATURA - TEMPO DI MISCELAZIONE PIU LUNGO - PULIZIA PIU DIFFICILE

143 PREGI E DIFETTI DEI VARI TIPI DI MISCELATORI MISCELATORI ORIZZONTALI - MISCELAZIONE RAPIDA (3-5) -- AZIONE ENERGICA -- ROBUSTI, SEMPLICI, DI FACILE MANUTENZIONE -RICHIEDONO PIU FORZA MOTRICE -- LAVORANO PIENI PER IL 40-50% DEL VOLUME

144 PREGI E DIFETTI DEI VARI TIPI DI MISCELATORI MISCELATORI AD AZIONI MULTIPLE -MISCELAZIONE PRECISA E RAPIDA -- POSSIBILITA DI AGGIUNGERE LIQUIDI -- SCARICO FACILE E COMPLETO -MAGGIOR COSTO DI IMPIANTO -- MAGGIORI SPESE DI MANUTENZIONE

145 TRATTAMENTI TERMOMECCANICI Calore (secco o umido) Elevate pressioni Effetti: - Amidi (gelatinizzazione, destrinizzazione) - Proteine (aumento digeribilità, diminuzione degradabilità ruminale) - Fattori antinutrizionali (abbattimento) - Carica batterica (riduzione) Eccesso di calore: - Denaturazione vitamine - Autossidazione e irrancidimento dei grassi

146 Effetti sugli amidi Destrinizzazione Lattacco dellalfa-amilasi al legame 1-4 alfa- glucosidico dellamido porta ad una miscela di prodotti a più basso peso molecolare in cui abbondano legami 1-6 alfa-glucosidici (destrine). La rottura parziale della struttura dellamido provocata dal trattamento termico con la formazione di prodotti intermedi è un processo simile.

147 Gelatinizzazione Quando i granuli intatti di amido sono riscaldati in acqua si gonfiano, con perdita della struttura interna e formazione di una sospensione viscosa, che consiste di granuli intatti fortemente gonfiati dispersi in una soluzione di molecole libere di amido filtrate dai granuli durante il rigonfiamento

148 Ricadute in alimentazione animale Animali giovani (suinetti, vitelli) Suini allingrasso Ruminanti Bovino da carne + propionico +glucosio +sintesi proteica

149 ENZIMI IMPLICATI NELLA DIGESTIONE DELLAMIDO -amilasi saliva: attacca i legami glicosidici 1-4 tranne quelli molto interni e quelli vicini alle ramificazioni; -amilasi pancreatica: scinde i legami glicosidici 1-4 interni con produzione di maltosio, maltotriosio (trisaccaride) ed oligosaccaridi composti da sei/sette unità e si blocca in prossimità delle ramificazioni;

150 alfa 1-6 glucosidasi (destrinasi) (mucosa): attacca i legami 1-6 alfa; alfa glucosidasi (mucosa): stacca una molecola per volta di glucosio da oligosaccaridi; Maltasi (mucosa): scinde il maltosio in due molecole di glucosio;

151 Rapporto amilosio / amilopectina nellamido (Van Soest, 1994) e T( °C) di gelatinizzazione Cereale Amilosio/Amilopectina T( °C) di gelatiniz. Orzo22/ Sorgo 25/ Frumento 26/ Avena27/73 Mais dentato*28/ Mais vitreo (plata)*1/ *Differenti forme genetiche presentano differenti rapporti amilosio/amilopectina

152 Effetti sulle proteine Lazione termica riduce la degradabilità delle proteine a livello ruminale; E bene che lazione termica non si prolunghi molto. Lideale è il sistema HTST (High Temperature Short Time). Un eccessiva esposizione darebbe luogo a processi non desiderati con ricadute negative sullutilizzazione delle proteine:

153 - formazione di complessi Lisina-Alanina poco utilizzati; - formazione di D-amminoacidi poco utilizzati, in particolari dai soggetti giovani (il problema ha scarsa importanza per il ruminante); - reazione d Maillard (gruppo aldeidico zucchero e gruppo amminico amminoacido – Lisina).

154 Effetti sui grassi -Vengono inattivate le lipasi batteriche con benefiche ricadute sulla conservabilità dei grassi; - elevate temperature possono favorire la fuoriuscita di oli dallinterno della cellula vegetale con il rischio di fenomeni di ossidazione a carico degli acidi grassi, soprattutto quelli insaturi.

155 Il processo di ossidazione può essere distinto in 3 fasi: Fase iniziale Per effetto di fattori esterni (luce, calore) ed in presenza di metalli che fungono da catalizzatori, un atomo di H viene estratto dalla struttura dell'acido grasso. Si formano così radicali liberi perossilici, molecole che nell'orbitale esterno hanno un elettrone spaiato e sono quindi composti molto instabili e reattivi. Essi tendono a perdere o ad acquistare un elettronereagendo con le molecole vicine per raggiungere la configurazione elettronica stabile. Per effetto di fattori esterni (luce, calore) ed in presenza di metalli che fungono da catalizzatori, un atomo di H viene estratto dalla struttura dell'acido grasso. Si formano così radicali liberi perossilici, molecole che nell'orbitale esterno hanno un elettrone spaiato e sono quindi composti molto instabili e reattivi. Essi tendono a perdere o ad acquistare un elettrone reagendo con le molecole vicine per raggiungere la configurazione elettronica stabile.

156 Fase di propagazione Il radicale perossile è in grado di estrarre un atomo di H da catene di acidi grassi vicine formando idroperossidi che si decompongono in radicali alcossili o idrossili, estremamente reattivi, che possono propagare ulteriormente la reazione di perossidazione. Il radicale perossile è in grado di estrarre un atomo di H da catene di acidi grassi vicine formando idroperossidi che si decompongono in radicali alcossili o idrossili, estremamente reattivi, che possono propagare ulteriormente la reazione di perossidazione. Fase terminale In questa fase si formano aldeidi, idrocarburi, chetoni.

157 FASE INIZIALE RADICALI LIBERI FASE DI PROPAGAZIONE IDROPEROSSIDI FASE TERMINALE Aldeidi, idrocarburi, chetoni

158 Fattori che influenzano l'estensione e la velocità del processo di degradazione ossidativa. Lossidazione dei grassi contenuti nei mangimi può essere influenzata da diversi fattori: - qualità delle materie prime utilizzate - in particolare il processo è favorito dal loro contenuto in ferro e rame;

159 - composizione del grasso - (il fenomeno dell'ossidazione coinvolge maggiormente gli acidi grassi insaturi ); - Durata del periodo di immagazzinamento: condizioni di temperatura, di umidità, di esposizione all'aria e alla luce - superficie di contatto fra grasso e ossigeno ambientale; - Concentrazione di antiossidanti

160 Metodi di valutazione dellirrancidimento I metodi per determinare lo stato di conservazione dei grassi sono numerosi e sono finalizzati ad individuare i prodotti che si formano a causa dellirrancidimento (metilchetoni) oppure il consumo di ossigeno durante la sua induzione in condizioni controllate.

161 Determinazione dei perossidi - Si effettua mediante la misura del numero di perossidi, che indica quanti perossidi sono presenti, ma non lo stadio di ossidazione; essi infatti sono presenti sia nella fase di propagazione che in quella terminale. Metodo A.O.M. - (Active Oxygen Method) che permette di determinare la quantità di perossidi che si formano in un certo periodo in condizioni controllate.

162 Saggio dellacido tiobarbiturico (TBA) - Consente la determinazione delle aldeidi e dei prodotti finali dellautossidazione; dà risultati non sempre di facile interpretazione. La determinazione dei componenti volatili (aldeidi, chetoni, acidi grassi..) mediante gas cromatografia è costosa ed indaginosa.

163 Il metodo della bomba ad ossigeno - Misura il consumo di ossigeno durante lossidazione in condizioni standardizzate. E semplice, richiede tempi brevi di esecuzione, consente di individuare i tempi di futura conservazione dei prodotti analizzati.

164 Effetti sulle vitamine Il trattamento con calore potrebbe determinare perdite limitate di alcune vitamine termolabili (A, B2, acido folico, niacina, biotina), che può tuttavia essere contenuta operando sui tempi di esposizione alle alte temperature. E possibile ricorrere ad un sovradosaggio di questi nutrienti quando il mangime viene formulato

165 Si possono utilizzare vitamine protette che resistono allazione del calore; Può essere effettuata unulteriore aggiunta a posteriori, ovvero a trattamento terminato mediante sprayzzazione dopo lessiccazione del prodotto.

166 SANITIZZAZIONE I processi termici e la combinazione dellalta temperatura e della forte pressione riducono la presenza di fattori antinutrizionali e consentono la inattivazione di micotossine (solo in piccola parte) e batteri (es.salmonelle). Inoltre la bassa percentuale di umidità presente nellalimento trattato coadiuva la prevenzione delle contaminazioni con batteri e funghi.

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168 Effetti sui fattori antinutrizionali I fattori antinutrizionali sono definiti sostanze che direttamente o tramite loro metaboliti interferiscono con l'utilizzazione degli alimenti, influenzando la salute animale e le loro produzioni. Una prima distinzione può permettere di suddividere i fattori antinutrizionali in intrinseci all'alimento ed in acquisiti.

169 Fattori antinutrizionali intrinseci – Sono molecole naturalmente presenti negli alimenti e sotto controllo genetico.. Fattori antinutrizionali acquisiti – Possono formarsi nellalimento in determinate condizioni. Essi possono creare situazioni di malnutrizione.

170 Si possono classificare in quattro gruppi: Fattori che influenzano l'utilizzazione e la digestione delle proteine: inibitori delle proteasi, tannini, lectine. Fattori che influenzano l'utilizzazione dei minerali: fitati, ossalati, glucosinolati. Antivitaminici Fattori con attività varia: micotossine, glucosidi cianogenetici, nitrati, alcaloidi, fitoestrogeni e saponine.

171 Inibitori delle proteasi: tripsina, chimotripsina Si tratta di sostanze che ostacolano la normale attività degli enzimi specializzati nella degradazione e scomposizione delle proteine. L'effetto antinutrizionale comporta una riduzione della digestione ed una carenza secondaria di aminoacidi essenziali come la metionina e la lisina. Si può assistere ad una diminuzione della crescita ed all'ingrossamento del pancreas.

172 Sono presenti in alcune verdure fresche: piselli, fagioli, fagiolini, soia e nelle leguminose in generale, nonché nella cariosside del frumento, della segale, dell'orzo e nei semi dei cereali in genere. Vengono inattivati fino al 95% da trattamenti con vapore a 100 °C.

173 Tannini Sono sostanze aromatiche di natura fenolica dal forte potere astringente, che formano con proteine, carboidrati e altri polimeri, dei composti indigeribili. I tannini si legano, inoltre, agli enzimi digestivi limitando notevolmente l'assorbimento intestinale di tutti i nutrienti.

174 I tannini sono presenti in quantità più o meno elevata nelle foglie e nei frutti di molte piante, come ad esempio nei prugnoli, nella pellicola degli acini e nei semi dell'uva, ma anche nelle leguminose, in particolare piselli e fagioli, nonché nelle foglie caduche degli alberi. Essi sono per lo più termostabili. L'estrusione sembra ridurre il loro contenuto.

175 Lectine ( emoglutinine ) Si tratta di sostanze che si combinano con i carboidrati delle membrane cellulari (mucosa gastrica ed intestinale), ostacolando in tal modo l'assorbimento dei nutrienti; le lectine si legano alle cellule del sangue determinando agglutinazione delle emazie. Ritroviamo tali antinutrizionali nelle leguminose in particolare nel fagiolo, pisello, soia e fava. Le lectine sono termolabili.

176 Fitati L'acido fitico è una sostanza contenuta in molte piante. Esso forma complessi legandosi ad anioni come il calcio, il manganese, lo zinco ed il rame formando composti insolubili detti fitati, con conseguente minore assorbimento dei minerali. I fitati sono contenuti in tutti i semi di cereali e nelle leguminose come soia, piselli e fagioli.

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178 Solo il 10% dell'acido fitico viene perso con il trattamento a caldo. Per ridurre il contenuto di acido fitico si utilizzano fitasi o microrganismi con attività fitasica oppure l'immersione in acqua a determinati pH e temperature per stimolare l'attività delle fitasi endogene

179 Ossalati Lossalato da luogo alla formazione di un sale insolubile con il calcio che viene sottratto allassorbimento intestinale. In pratica pur essendo presenti nella dieta appropriate quantità di calcio, questo in presenza di ossalati, non può essere utilizzato dallanimale.

180 Sono presenti in diverse verdure e vegetali: spinaci, bietole, pomodoro, melanzana, peperone, sedano, fagioli, trifoglio, felci, nei funghi, ma soprattutto nei cosiddetti " spinaci Nuova Zelanda ", nonché nelle graminacee e nei semi gialli dei cereali. Gli ossalati vengono dissolti solo in parte in acqua durante la cottura.

181 Glucosidi Possiamo differenziarli in tre gruppi: - Glucosidi cianogenetici - Glucosinolati - Saponine Si tratta di composti costituiti da uno zucchero legato ad un altro componente ( aglucone ); essi diventano tossici dopo l'azione enzimatica (glucosidasi).

182 I glucosidi cianogenetici dopo idrolisi liberano HCN (acido cianidrico ), molecola tossica (manioca o cassava, sorgo); i glucosinolati deprimono la sintesi e la secrezione dell'ormone tiroideo (colza);

183 le saponine possiedono attività emolitica sulle emazie e provocano alterazione della parete cellulare. Sono sostanze ad elevato potere schiumogeno che, una volta ingerite, tendono a formare schiume all'interno del digerente ostacolando l'eruttazione;

184 I glucosidi sono presenti nel trifoglio, erba medica, fagioli, nelle crocifere come il cavolo e cavolfiore, nelle patate dolci, nelle mandorle, nel mais e nei semi e noccioli di svariati tipi di frutta. I glucosidi sono neutralizzati con trattamento termico ad eccezione delle saponine.

185 Antivitaminici Si tratta di sostanze termolabili che distruggono specifiche vitamine, causandone carenza. Le leguminose come la soia ed i fagioli contengono l'antivitamina D; il pisello, l'erba medica ed il trifoglio, l'antivitamina E; il trifoglio contiene, inoltre, precursori antivitamina K.

186 Nitrati I vegetali di norma non contengono quantità tali di nitrati da causare danni; il pericolo deriva da ortaggi fertilizzati con composti azotati, seguendo pratiche agronomiche volte al raggiungimento di elevate produzioni mediante alti dosaggi di concimi azotati; questi trasferiti alle verdure innalzano il contenuto dei nitrati a livelli dannosi.

187 I nitrati provocano intossicazione ed alterazioni a carico del sangue ( metaemoglobinemia ). I vegetali che accumulano più nitrati sono: gli spinaci, le bietole, i cavoli, la lattuga, il finocchio ed il trifoglio.

188 Alcaloidi La solanina è l'alcaloide antinutrizionale più noto. Essa inibisce la colinesterasi ( enzima che scinde gli esteri della colina ). Tale sostanza è presente sotto la buccia della patata e nei germogli. La molecola è sensibile al calore

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190 Trattamenti termici a secco micronizzazione: utilizza una sorgente a raggi infrarossi che porta la temperatura dellalimento trattato anche a 150°C cui può seguire o meno uno schiacciamento di solito tramite rulli; microonde: utilizza onde elettromagnetiche in grado di sollecitare le molecole dellacqua presente negli alimenti. Entrambi i processi sono costosi.

191 1 cm = 10 mm = μ = nm = 10 7 nm Spettro visibile: 400 nm - 800nm

192 Microonde - Un utilizzo oggi molto diffuso delle microonde è la cottura dei cibi. Le microonde provocano un aumento dell'energia associata ai moti delle molecole d'acqua, che rappresenta uno dei costituenti degli alimenti, aumentandone la temperatura e portandoli a cottura. Raggi infrarossi. Radiazioni elettromagnetiche comprese tra la banda del visibile e quella delle onde radio; si manifestano sotto forma di calore, utilizzabile per vari scopi.

193 Trattamente idrotermici Fioccatura - La fioccatura è un trattamento termo- meccanico applicato per lo più ai cereali, talora anche ad alcune leguminose, che consente di conferire ai semi una forma particolare ( fiocchi) e di modificarne la digeribilità. Il fiocco è la forma fisica che assumono i grani ed i semi, condizionati o non a vapore, quando vengono pressati con rulli rigati. Fasi della fioccatura: decorticazione, cottura, schiacciamento, essicazione, confezionamento.

194 - decorticazione: consiste nel privare il cereale del suo involucro esterno (cuticola esterna) che è poco digeribile, inoltre un cereale decorticato si cuoce più facilmente a vapore. La decorticazione è necessaria per l'avena, vantaggiosa per l'orzo, superflua per il mais. - cottura: avviene per iniezione di vapore che arricchisce il prodotto di umidità e lo rende più facilmente lavorabile. Una cottura prolungata ( min; °C) migliora la qualità dell'alimento rendendolo più digeribile.

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196 - schiacciamento: il prodotto cotto passa attraverso due rulli che lo schiacciano, facendogli assumere la forma caratteristica; - essicazione: i fiocchi escono dai rulli con il % circa di umidità; questo valore dovrà essere ridotto al 13%-14 % (massimo) per ottenere una buona conservazione. A questo scopo si impiegano essicatoi a nastri multipli. - confezionamento: avviene in sacchi per proteggere i fiocchi che sono particolarmente delicati. Non è possibile la fioccatura di mangimi completi perché è necessario partire da materie prime che abbiano una forma propria come il seme.

197 Condizionamento a vapore Schiacciamento Essicazione

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202 Fiocchi di soia

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204 Estrusione (Pet-Food) E' un processo che prevede l'azione combinata dell'elevata temperatura e della forte pressione per rendere plastiche le materie prime, che vengono forzate attraverso una filiera per creare una forma particolare. Una peculiarità dell'estrusione, rispetto alla fioccatura, consiste nella brevità dei tempi di esposizione alle alte temperature.

205 La repentina caduta di pressione all'uscita dalle filiere permette una vaporizzazione dell'acqua contenuta nel prodotto e, in pochi secondi, un abbassamento della temperatura a meno di 100°C. Ne risulta un prodotto nuovo, completamente ristrutturato e di basso peso specifico.

206 DIAGRAMMA COMPLETO DI PRODUZIONE DI MANGIMI ESTRUSI ACQUISTO MATERIE PRIME RICEZIONE CONTROLLO DI LABORATORIO STOCCAGGIO MACINAZIONE DOSAGGIO MISCELAZIONE STOCCAGGIO CONDIZIONAMENTO A VAPORE EVENTUALE INTRODUZIONE CARNI COMPRESSIONE ESPANSIONE ESSICCAMENTO GRASSATURA STOCCAGGIO LAVORAZIONE ESTRUSIONE CONFEZIONAMENTO

207 - sfarinamento fine: determina la riduzione di tutte le materie prime nella stessa forma per ottenere un impasto omogeneo; - condizionamento a vapore: la farina entra in un contenitore provvisto di pale in movimento nel quale viene iniettato vapore (ed eventualmente anche acqua). L'impasto raggiunge la temperatura di 70°C e un'umidità del %; in questo modo si effettua la pre-cottura; - cottura-espansione: l'estrusore è costituito da una vite senza fine (coclea) che gira all'interno di un tronco di cono metallico. Il materiale avanza fino all'estremità del tronco di cono dove è situata una filiera i cui fori possono avere forme diverse (stella, cuoricino, pesciolino, cerchio... ).

208 All'interno dei fori della filiera si creano pressioni elevatissime che fanno raggiungere temperature di C° per pochi secondi ( ). Quando il materiale esce dalla filiera sì espande rapidamente per decompressione con un aumento di volume pari al 30 – 50% La decompressione istantanea fa perdere il 12 % di acqua mentre la rimanente viene persa nella camera di raffreddamento-essicazione.

209 Le dimensioni dei preparati dipendono dall'azione dei coltelli, le cui lame possono variare in base alle esigenze. La temperatura e le pressioni elevate rompono la molecola dell'amido (che è formata da amilosio e amilopectina), facilitando i processi digestivi (azione dell'amilasi).

210 - essicazione: è generalmente utilizzato un essicatoio orizzontale nel quale sono disposti numerosi tappeti mobili sfasati tra di loro in modo che il prodotto che trasportano possa cadere sul tappeto sottostante e procedere in un senso di marcia e poi nellaltro a seconda del nastro che lo trasporta. L'essicazione avviene tramite un flusso di aria calda ( 'C) che agisce per il tempo necessario a portare il tenore di umidità al di sotto del 10%. - grassatura

211 - raffreddamento: è importante, prima del confezionamento del prodotto, per evitarne il deterioramento. Generalmente viene utilizzato un raffreddatore orizzontale o a tazze.

212 ESTRUSIONE Precottura (vapore, acqua) Estrusore Coltelli Filiera Essiccazione

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221 Espansione - E' un procedimento simile all'estrusione con la differenza che può utilizzare una minore quantità di acqua e vapore. Si utilizza una macchina costituita da: - un preparatore (lungo tubo con all'interno una coclea e/o palette per l'avanzamento del prodotto) dentro il quale il mangime viene umidificato con acqua e riscaldato con vapore per prepararlo alla vera e propria "cottura". - un tubo incamiciato (detto expander) attraverso il quale transita il prodotto che dovrà passare attraverso una fessura lasciata aperta dal movimento di un cono che agisce creando una controspinta al mangime che avanza.

222 Si viene così a determinare una forte pressione (da 30 a 50 BAR) tra il materiale spinto in avanti nell'expander e il cono che chiude l'uscita. Questa pressione causa un repentino innalzamento della temperatura (oltre i 150 °C per un breve periodo di tempo (pochi secondi). All'uscita dalla macchina il prodotto subisce un brusco abbassamento di pressione (da 40/50 BAR alla pressione atmosferica) con conseguente diminuzione della temperatura, evaporazione di una parte dell'acqua contenuta ed espansione della sua struttura (effetto FLASH).

223 Il mangime così trattato, all'uscita dall'expander, si presenta sotto forma di scaglie dalle dimensioni di qualche cm, leggero, molto pastoso ed elastico, umido e caldo. Per stabilizzare il prodotto occorre: - abbassare di alcuni punti lumidità (fino a 11-12%); - raffreddare - pellettare, per aumentare il peso specifico e contenere i costi di trasporto.

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226 essiccatore-raffreddatore a nastro

227 ESTRUSIONE VANTAGGI - AUMENTO DIGERIBILITA` AMIDI - DESTRINIZZAZIONE AMIDO - FORMA E CONSISTENZA GRADITE AGLI ANIMALI - STERILIZZAZIONE - CONSERVAZIONE PROLUNGATA

228 INFLUENZA DELLA ESTRUSIONE SULLA DIGESTIONE GRASSI E AROMI - AUMENTANO L`APPETIBILITA` - STIMOLANO LA SECREZIONE GASTRICA LA NATURA CROCCANTE - STIMOLA LA MASTICAZIONE - GINNASTICA PER LE GENGIVE

229 INFLUENZA DELLA ESTRUSIONE SULLA DIGESTIONE IL POTERE DI IMBIBIZIONE FAVORISCE IL CONTATTO CON I SUCCHI DEL DIGERENTE E QUINDI CON GLI ENZIMI - VENGONO INATTIVATI BATTERI SOSTANZE ANTINUTRIZIONALI

230 PERDITE VITAMINICHE CONSEGUENTI A DIVERSI TIPI DI TRATTAMENTO TERMICO (%) *DATI NON RILEVATI VIT. VIT. CASALINGA STERILIZ. ESTRUS. (45`,121°C) (12,170°C ) A E B B B12 (*) 0 0 AC.FOL B AC.PANT NIACINA BIOTINA (*) 0 14

231 DETERMINAZIONE DEL GRADO DI GELATINIZZAZIONE DELL`AMIDO IN CEREALI SOTTOPOSTI A DIVERSI TIPI DI TRATTAMENTO COMPOSTI UTILIZZATI VALORI OTTENUTI glucosio-equivalenti mg/g FARINE: mais t.q. 50 orzo t.q. 87 ESTRUSI: mais integrale 850 orzo 850 rottura riso 930

232 DETERMINAZIONE DEL GRADO DI GELATINIZZAZIONE DELL`AMIDO COMPOSTI UTILIZZATI VALORI OTTENUTI glucosio-equivalenti mg/g FIOCCATI: mais+orzo 502 orzo decorticato 313 orzo parzialmente decorticato 187

233 Grado di gelatinizzazione dellamido glucosio-equivalenti mg/g Questo modo di esprimere la gelatinizzazione tiene conto del fatto che a seguito di questo processo si rendono liberi gruppi carbonilici (H-C=O aldeidico – glucosio) precedentemente impegnati nella catena polisaccaridica che possono essere determinati e dare una misura dellentità della depolimerizzazione dellamido.

234 Percentuale di amido modificato nei singoli ingredienti attraverso espansione HTST NON ESPANSO ESPANSO FRUMENTO 8 45 ORZO MAIS 5 41 TAPIOCA Piva-1983

235 NSC (Non Structural Carbohydrates) NSC=100 - (NDF+PG+EE+Ceneri) Concettualmente dovrebbero rappresentare tutti i glucidi che non rientrano nella costituzione della parete, amido in testa. In realtà la loro determinazione per differenza porta a un risultato affetto da un errore che è la somma di tutti gli errori relativi alle varie frazioni (NDF+PG+EE+Ceneri). Ad esempio nella determinazione dellNDF si ha la perdita delle sostanze pectiche, solubili in acqua calda.

236 Gli NSP (Polisaccaridi non amilacei – Non Starch Polysaccharides) costituiscono la parete cellulare - Pectine - Emicellulose - Cellulosa - Lignina

237 Endosperma amilaceo Pericarpo Parete cellulare Proteina Amido

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241 Determinazione dellamido - Metodo polarimetrico (idrolasi acida) (per alimenti ad alto contenuto di amido) - Metodo enzimatico (pancreatina) (per alimenti a basso contenuto di amido)

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253 Aminoacidi in commercio Per incrementare le rese e le performance si trovano in commercio preparati a base di amminoacidi: -Lisina HCl Aminoacido concentrato per tutte le specie animali L-Treonina Aminoacido concentrato per tutte le specie animali DL Metionina Aminoacido concentrato per tutte le specie animali L-Triptofano Aminoacido concentrato per tutte le specie animali Taurina Aminoacido concentrato dedicato al settore Petfood

254 Aminoacidi e Vitamine Protetti Grazie alla propria tecnologia Nordos produce e distribuisce localmente, e in tutta Europa, aminoacidi rumino-protetti e vitamine protette. Nella gamma di prodotti, fra gli altri: NorMet50 Metionina protetta NorLys50 Lisina protetta NorCol25 Colina protetta NorVit PP50 Vitamina PP protetta

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258 Barbabietole da zucchero 1- foglie 2- radice testa o colletto corpo radicale

259 Barbabietola da zucchero - Beta vulgaris L. var. saccharifera L.

260 Composizione a fine stagione (settembre-ottobre) delle radici (Piccioni) S.S.25.0% PG 1.3% LG 0.1% EI21.4% FG 1.5% Ceneri 0.7

261 Sottoprodotti utilizzati per lalimentazione del bestiame 1- Sottoprodotti aziendali foglie e colletti 2- Sottoprodotti industriali polpe fresche polpe secche melasso

262 Azienda Barbabietola Raccolta e scollettatura -radici sporche -foglie e colletti

263 Zuccherificio Radici sporche Lavaggio Radici pulite Taglio Fettucce Diffusione (aria 70°C) soluzione acqua + zucchero polpe (5-6% ss)

264 polpe prima pressatura acqua di recupero polpe umide (10-15% ss) seconda pressatura acqua di recupero polpe pressate (20-22% ss) essicazione polpe secche (90% ss)

265 Soluzione acqua-zucchero purificazione-concentrazione-cristallizzazione zucchero melasso

266 Composizione chimica melasso (Piccioni) barbabietolacanna SS80.0%75.0% PG 8.4% 4.0% EI61.5%63.0% Ceneri10.1% 9.5% UFL/kg Zucch. Riduc. 1.0%18.0%

267 La concentrazione di K risulta molto elevata (2-4%): - rischio di diarrea - eccesso di potassio > aumenta escrezione sodio > rischio sodio Al contenuto di proteina grezza contribuisce in grande misura lazoto non proteico tra cui la betaina (ammina); si tratta pertanto di una forma di azoto di scarso valore.

268 1 q radici kg zucchero raffinato kg melasso kg polpe umide kg polpe pressate kg polpe secche

269 MELASSATURA -Processo attraverso il quale si addiziona melasso ai mangimi Dosaggi consigliati suinetti fino a 45 kg: 3 % suini oltre i 45 kg: 6 % o più polli: 3 % bovini adulti: 6 8 % vitelloni: 3 %

270 Vantaggi della melassatura a) eliminazione delle polveri nei mangimi sfarinati b) aumento dell'appetibilità nell'animale c) apporto di zuccheri facilmente digeribili

271 Svantaggi della melassatura a) pericolo di diarree, dovute allaccesso di potassio, che squilibra lassetto elettrolitico intestinale in caso di surdosaggio; b) problemi di lavorazione (caramellizzazione) se si adottano temperature troppo elevate; c)problemi nella miscelazione fra melasso e farine, legati alla diversa natura fisica dei due elementi.

272 Problemi inerenti la melassatura: - la viscosità del melasso è legata alla temperatura ambientale, diminuisce con il caldo ed aumenta con il freddo; - il trasporto avviene per mezzo di autocisterne e lo scarico può essere eseguito senza riscaldamento (necessario per aumentare la fluidità) fino a temperatura ambientale minima di 10° C; La temperatura ottimale che facilita lo scarico si aggira intorno a 35 38° C.

273 - per facilitare lo scorrimento del prodotto dai serbatoi verso l'apparato di melassatura evitando di riscaldare l'intera massa, si devono porre all'uscita serpentine a vapore; - la temperatura che facilita lo scarico si aggira intorno a 35 38° C.

274 Tecniche di melassatura A) Melassatura diretta a caldo: consente una lavorazione perfetta, economica e rapida. Il melasso viene spruzzato sulla farina nella melassatrice (un miscelatore orizzontale), dopo essere stato riscaldato alla temperatura di 70° C. Il prodotto finito viene insaccato ancora caldo, per cui è necessario che i sacchi siano di materiale adatto, immagazzinati diritti senza essere sovrapposti in catasta, fino a che non abbiano raggiunto la temperatura ambiente. In un secondo tempo possono essere manipolati ed immagazzinati senza speciali precauzioni.

275 B) Melassatura diretta a freddo: il melasso viene spruzzato nel miscelatore senza essere riscaldato. La melassatrice viene fatta girare a notevole velocità per cui si sviluppa un certo calore; questa tecnica di lavorazione non è applicabile con temperature ambientali inferiori ai 10° C.

276 c) Melassatura tramite supporto: il supporto è una sostanza di natura vegetale o minerale in cui viene inserita unaltra sostanza (in questo caso il melasso) per facilitarne la lavorazione. Questa tecnica viene utilizzata quando è necessario incorporare tassi molto elevati di melasso. In tal modo si viene incontro alle esigenze di piccoli produttori che non vogliono o non possono sostenere le spese di una installazione a caldo o a freddo. Per essere ben commercializzabile, il supporto deve essere un elemento che rientra nella dieta. Per le industrie piccole, si usa la crusca che viene detta melassata.

277 Temperature di lavorazione 15° C: scarico facile con pendenza del 30 %; per temperature inferiori lo scarico è difficoltoso fino a diventare impossibile ° C: temperatura ideale di lavorazione. ( manipolazione = stato quasi liquido) 70° C: temperatura di iniezione nella melassatrice > 80° C: rischio di caramellizzazione degli zuccheri per cui si possono intasare le macchine.

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279 Favino

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Scaricare ppt "Appunti dalle lezioni Louis David e Germano Nasi- Lindustria dei mangimi composti (Edagricole-1986) Altre eventuali fonti consigliate durante il corso."

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