A la hora de analizar un fosfato, es importante tener en cuenta 2 tipos de parámetros:
- Parámetros nutricionales que serán útiles para evaluar la calidad del producto;
- Parámetros tecnológicos que proporcionan información sobre la estabilidad del producto y, por lo tanto, el riesgo de la reacción química.
Este artículo es una revisión de los parámetros tecnológicos y sus características, que es importante tener en cuenta a la hora de formular alimentos para animales y al cambiar de un fosfato para pienso a otro.
Granulometría
La granulometría corresponde a la determinación de las dimensiones de un material (partículas / polvo / granos / sólidos partidos) y más precisamente a sus respectivos porcentajes con el estudio de la distribución de tamaños. El análisis granulométrico es, por tanto, el conjunto de operaciones cuyo objetivo es determinar la distribución granulométrica de los elementos que componen una muestra. Este método se utiliza con frecuencia en la industria alimentaria, la química fina, la fabricación de aditivos y la industria farmacéutica.
Existen varios métodos para determinar el tamaño de las partículas. La elección entre los diferentes métodos existentes depende del tamaño de partícula. Mientras que las partículas grandes se miden a mano, las partículas > 10 μm de diámetro a menudo se miden con tamizado y las < 10 μm de diámetro con difracción láser o dispersión dinámica de la luz: cuando el rayo láser entra en la muestra, las partículas pequeñas dispersan la luz ampliamente, mientras que las partículas grandes dispersan la luz en ángulos pequeños. Este método, que incorpora el análisis de imágenes, es ampliamente utilizado porque es reproducible, confiable y a un costo razonable. El contador de Coulter es otro método basado en las variaciones en la resistencia eléctrica inducida por las partículas a medida que pasan a través de un orificio sumergido en un electrolito. Por último, cuando no es posible acceder a un laboratorio o llevarse muestras, se puede utilizar la sedimentación, que se basa en la relación entre la velocidad a la que caen las partículas en un fluido y el radio de las partículas.
La granulometría puede determinarse en seco o en húmedo. El método seco se utiliza para caracterizar polvos sin destruir la agregación inicial. El método húmedo se utiliza para dispersar las partículas. El análisis se llevará a cabo sobre las partículas en suspensión.
La granulometría puede afectar a otros parámetros tecnológicos de los fosfatos para pienso. De hecho, su uniformidad puede influir en la homogeneidad del producto final. La fluidez, el riesgo de apelmazamiento y la reactividad también pueden verse afectados por el tamaño de las partículas: los riesgos son mayores cuando las partículas son más pequeñas. Se deben tener en cuenta las características de la producción y de las instalaciones a la hora de elegir el tamaño de partícula más adecuado.
Cada producto de Phosphea tiene una granulometría específica (granular, microgranular o en polvo), cada granulometría corresponde a un rango de tamaños específico como se muestra en la pestaña a continuación.
| Granular | 0.5 to 2 mm |
| Micro granular | 0.2 to 1.8 mm |
| Polvo | 0 to 0.25 mm |
Fluidez
La fluidez es la capacidad de un polvo para fluir libremente de manera suave y constante en forma de partículas individuales.
Si el polvo es «difícil de fluir», puede formar grumos que pueden dañar la maquinaria.
El mejor valor de fluidez y, por lo tanto, deseado es 100.
La fluidez puede verse influida por parámetros intrínsecos como el contenido de agua y el tamaño de partícula, pero también por parámetros extrínsecos como la humedad y la temperatura.
Los principales métodos existentes para medir la fluidez de los polvos son los siguientes:
- El método del ángulo de reposo mide el ángulo formado por un polvo cuando se vierte en acumulación. Un ángulo más pequeño indica una mejor fluidez.
- Las pruebas de roscado evalúan la densidad aparente del polvo. Un polvo que se compacta fácilmente generalmente tiene una mejor fluidez.
- Los estudios reológicos miden la resistencia al flujo del polvo bajo diferentes condiciones de tensión y deformación.
- Las mediciones de la celda de cizallamiento evalúan la fluidez aplicando una tensión de cizallamiento al polvo y midiendo la fuerza requerida para inducir el movimiento. Esto permite una evaluación cuantitativa precisa de la fluidez.
Friabilidad
La friabilidad es la degradación de los gránulos por acción física (choques mecánicos, fricción). Debe ser lo más bajo posible para que no afecte a la calidad del producto.
Si el producto es demasiado friable, se formará demasiado polvo en las instalaciones del cliente, lo que puede afectar negativamente a la fabricación, el embalaje, el almacenamiento y el transporte. Los productos deben ser lo más resistentes posible durante todos esos pasos. La fabricación, el embalaje, el almacenamiento y el transporte también pueden influir en la friabilidad. También es el caso del contenido de humedad, que si es alto, puede conducir a una menor friabilidad.
Las pruebas de friabilidad se utilizan ampliamente en la industria farmacéutica para evaluar la resistencia física y la durabilidad de tabletas y productos sin recubrimiento. La herramienta utilizada para la medición de la friabilidad se llama Friabilator o Probador de Friabilidad. Los medidores de friabilidad utilizan un método estandarizado, reproducible, fiable y eficaz.
La friabilidad se mide en porcentaje. El objetivo de Phosphea es tener una friabilidad inferior al 1%. Algunos productos, como el MCP, tienen una friabilidad más cercana al 0.5%, lo que muestra una buena resistencia física del producto.
pH
El pH de un fosfato debe tenerse en cuenta en función de la especie de que se trate y del uso del producto final. El pH afecta la actividad enzimática y la solubilización de nutrientes en el estómago. Los rumiantes tienen un pH ruminal básico a neutro (6-7), mientras que los monogástricos tienen un pH estomacal ácido (2-3). Por lo tanto, los formuladores de piensos para cerdos y aves de corral buscan un fosfato de pH bajo para proteger el intestino de patógenos y promover la solubilización de nutrientes. Incluso, en ocasiones, utilizan agentes acidificantes que ayudan a mantener un pH óptimo en el estómago, permitiendo una correcta función de las enzimas proteolíticas y el control de la microflora intestinal.
Sin embargo, el pH ácido puede ser corrosivo y, por lo tanto, aumentar el riesgo de desgaste prematuro de las máquinas, lo que es esencial tener en cuenta al cambiar de un fosfato básico a uno ácido, especialmente para los productores de piensos minerales. Sin embargo, a menudo se utilizan materiales de recubrimiento en las líneas de las fábricas de alimentos para animales, lo que limita el problema corrosivo.
Cada fosfato inorgánico para piensos de Phosphea tiene un pH fijo o un rango de pH específico. El valor de pH más bajo del IFP de Phosphea es 3 y el valor de pH más alto es 9,5.
Solubilidad y reactividad del fósforo en agua
La solubilidad del fósforo en agua (Pse) refleja la proporción de fósforo (P) debajo de las moléculas de MCP que son altamente solubles en agua. Es por eso que un producto MCP tiene un Pse superior al 75%, mientras que un MDCP tiene un Pse superior al 65% y un DCP, cuyo contenido de P proviene principalmente de moléculas de DCP, tiene un Pse inferior al 10%. La cantidad de moléculas de MCP de un producto se correlaciona alta y positivamente con :
- su digestibilidad (para las especies porcinas, avícolas y acuáticas);
- su disponibilidad para las bacterias ruminales (para las vacas);
- su reactividad.
La reactividad de un producto se puede medir a través del aumento de temperatura a los 5 minutos debido a la reacción entre el fosfato y el agua. Un producto reactivo tendrá un mayor aumento de temperatura (reacción exotérmica), lo que significa un riesgo de reacción química con otros componentes del premix o alimento mineral (por ejemplo, óxido de magnesio).
Por lo tanto, se suele buscar una reactividad baja o media en los minerales, los premix y los bloques de minerales, mientras que una reactividad alta en los alimentos completos o las sales minerales sueltas no suele ser un problema.
Acidez libre y CO2
La acidez libre refleja el contenido de la molécula H3PO4 en el fosfato.
El CO2 refleja el contenido de las moléculas de CaCO3 en el fosfato.
En ambos casos, un valor demasiado alto significa que la reacción no es completa : P y Ca no están completamente unidos. El riesgo es mayor para los fosfatos higroscópicos como el MCP.
La acidez libre y el CO2 se utilizan para controlar el proceso de producción.
La acidez libre puede aumentar los riesgos de aglomeración.
Humedad
La humedad al 100% corresponde a la pérdida de agua libre y no debe superar el 2%. Una humedad alta aumenta el riesgo de reacciones químicas, aglomeración (menor fluidez) y mal almacenamiento.
La pérdida a 250 °C o 550 °C refleja las moléculas de agua unidas con las moléculas de fosfatos.
El cálculo Pérdida a 250 °C o 550 °C – Humedad a 100 °C se utiliza para saber si un DCP es anhidro o dihidrato. Un resultado inferior al 10% significa que se trata de un DCP anhidro, mientras que un resultado igual o superior al 10% significa que se trata de un DCP dihidratado que, en consecuencia, perderá sus moléculas de agua enlazadas y, en consecuencia, más peso entre 100 °C y 250 °C.
La humedad de un producto final depende del proceso de producción (método de secado), de la atmósfera/clima y de las condiciones de almacenamiento.
¿Por qué es tan importante analizar siempre el % de humedad y el contenido de P juntos?
Cuanto mayor sea el contenido de humedad, más fósforo se diluirá en el producto (para los MCP, por ejemplo, que son muy higroscópicos). Por lo tanto, el contenido de humedad puede afectar el porcentaje de masa de fósforo en el producto, pero la cantidad de fósforo en el producto siempre será la misma. También es muy importante tener en cuenta el contenido de humedad a la hora de medir los metales pesados de un fosfato: el cálculo debe realizarse con un 12% de humedad.