Granos de Destilería: Subproductos del Etanol

Artículo basado en el documento realizado por el licenciado Gustavo Vergagni para MAIZAR: La Industria del Etanol a partir de Maíz ¿Es factible su desarrollo en Argentina? El documento completo está disponible para su consulta en nuestra página Web www.maizar.org.ar

El rápido crecimiento de la industria de etanol a nivel mundial ha resultado en un aumento en la oferta de subproductos, principalmente los llamados granos de destilería, que usualmente poseen precios competitivos como ingredientes alimenticios en las dietas para el ganado y las aves.

Resulta sumamente valioso resaltar este aspecto de la industria, ya que agrega valor adicional al objetivo principal. Su desarrollo actual es el siguiente:


Los subproductos de la industria de etanol por el proceso de molienda seca.

El maíz es dos tercios almidón, el cual se convierte en etanol y dióxido de carbono durante un proceso de destilado y fermentación. Los nutrientes restantes en el maíz, tales como la proteína, aceite, fibra, minerales y vitaminas, se concentran en tres maneras distintas y terminan como los granos de destilería o solubles de destilería condensados. Los granos de destilería son un subproducto del proceso de la molienda en seco utilizado para hacer etanol a partir de maíz. El proceso se observa en el cuadro siguiente:

Los granos de destilería de maíz contienen los nutrientes restantes después de que el almidón de maíz se fermente a alcohol y pueden comercializarse húmedos o desecados. Los granos de destilería húmedos tienen un contenido de proteína y energía más alto que el alimento de gluten de maíz porque el gluten y el aceite se quedan en los granos de destilería. Cuando se desecan los granos de destilería pierden algo del valor energético comparado con los productos húmedos. Los granos de destilería desecados y los granos de destilería desecados con solubles se comercializan ampliamente en todo el mundo como un commodity alimenticio.

Los subproductos que se obtienen son:

i- Granos destilados en alguno de los siguientes estados:

Granos de destilería de maíz desecados (DDG) se obtienen después de extraer el alcohol etílico a través de la destilación de la fermentación de levaduras de un grano o una mezcla de granos separando la fracción de granos gruesos de los residuos sólidos enteros y secándola utilizando los métodos que se utilizan en la industria destiladora de granos.

Granos de destilería de maíz desecados/solubles (DDGS) se recuperan en la destilería y contienen todos los nutrientes del maíz entrante menos del almidón. Por eso, los DDGS tienen un mínimo de tres veces la cantidad de nutrientes que el maíz entrante. DDGS típicamente se analizan en 27% proteína, 11% grasa y 9% fibra.

Solubles de destilería condensados de maíz (CDS) es un término que generalmente se utiliza para referirse a los subproductos evaporados de la industria de la fermentación del maíz. La mayoría del CDS se agrega a los granos desecados, pero algo está disponible como un ingrediente alimenticio líquido. En base seca el CDS típicamente tiene 29% proteína, 9% grasa y 4% fibra. Los solubles son una fuente excelente de vitaminas y minerales, incluyendo el fósforo y potasio. CDS se puede desecar a 5% de humedad y se comercializa, pero generalmente el contenido de materia seca está entre 25-50%.

Granos de destilería húmedos (WDG) se pueden vender como alimento para el ganado o se pueden desecar en granos de destilería (DDG). Si se agrega jarabe a los granos de destilería húmedos y luego se secan, el producto resultante se refiere como granos de destilería desecados con solubles (DDGS).


ii- Anhídrido Carbónico

En EEUU solo un tercio de la producción de CO2 a partir de etanol se captura actualmente. En general son las plantas de mayor capacidad de producción las que procesan y aprovechan el CO2 comercialmente ya que normalmente en las plantas menores no se justifica la inversión requerida para el proceso de captura. Una planta con una capacidad instalada de 150 millones de litros de etanol anuales, generaría un ingreso adicional anual de unos U$S 650.000 por la comercialización del CO2, para lo cual se debería invertir unos U$S 7 millones en instalaciones especiales que incrementarán el costo de construcción de la planta.

Un tonelada de maíz utilizada para producir etanol mediante el proceso de molienda seca rinde unos 417 litros de etanol, 286 Kg de DDGS y 303.5 Kg de CO2.

Fuente: NCGA 2005 -Promedio de la Industria en EEUU-

Perfil nutritivo promedio de los DDGS

Los DDGS contienen todo el aceite, la proteína y nutrientes del maíz original en aproximadamente un tercio del peso del maíz. Debido a la fermentación, los aminoácidos, la grasa, los minerales y las vitaminas restantes aumentan aproximadamente al triple en la concentración comparada a los niveles encontrados en maíz.

Los DDGS de maíz son ampliamente utilizados en la alimentación de ganado. Su valor energético difiere según se consuma fresco, recién procesado o se lo almacene y son una fuente rica en vitaminas.

También se ha demostrado que los DDGS elaborados en plantas de "nueva generación" son una fuente excelente de energía, de aminoácidos y fósforo para alimentar cerdos y aves de corral. Hasta hace algunos años solo se alimentaba ganado con el DDGS, puesto que en las plantas de etanol más viejas, el proceso para secar el DDGS se realizaba recalentándolo lo que le restaba digestibilidad y nutrientes esenciales para las aves de corral y los cerdos.

Fuente: U of Minnesota, Dr. Gerald Shurson (analysis of 32 U.S. Corn DDGS sources)



¿Cuál es el riesgo de las micotoxinas en DDGS?

El proceso de fermentación en una planta de etanol no destruye las micotoxinas que pueden estar presentes en el maíz que entra. Un método práctico es que si el maíz que entra contiene 1 ppm de una micotoxina, el DDGS resultante contendrá aproximadamente 3 ppm.

Generalmente las especificaciones de control de calidad de la compra del maíz en una planta de etanol son parecidas a las que se utilizan en un elevador o terminal de granos.

Hay que mantener los valores de micotoxinas en perspectiva. Los niveles de tolerancia se basan en los niveles de micotoxinas en un alimento completo. Si el maíz contiene 1 ppm de micotoxinas, y una dieta para cerdos típica contiene 80% maíz, el nivel de micotoxinas en la dieta completa sería 0.8 ppm. Si DDGS contiene 3 ppm de micotoxinas, y una dieta típica contiene 10% DDGS, el nivel de micotoxinas en la dieta completa final sería 0.3 ppm.

Estados Unidos lidera la producción

La producción de etanol en los EEUU creció exponencialmente en los últimos años. La industria produjo 4 billones de galones de etanol en 2005, casi tres veces más que el 1.47 billón de galón producido en 1999.

En 2005, en EEUU se produjeron 8,35 millones de toneladas métricas de DDGS, de las cuales aproximadamente el 98% se generó en las plantas productoras de etanol y el 2% restante lo produjo la industria de bebidas alcohólicas. Los datos indican que en 2006 se producirán alrededor de 11 millones de toneladas métricas de DDGS y la industria espera producir más de 15 millones de toneladas métricas para 2011.

La suplementación con granos de destilería ha desplazado al grano de maíz del mercado forrajero. En 2005, los granos de destilería desplazaron alrededor de 10 millones de toneladas de maíz del mercado forrajero, dejando ese maíz disponible para otros usos.

Como los granos de destilería son más adecuados para las dietas de animales rumiantes, la mayor parte fue utilizada como alimento para ganado -lechero (45%), de carne (37%)-, sin embargo, la avicultura -5%- y los porcinos -13%- vienen aumentando el consumo en forma constante a medida que aumentan los conocimientos sobre la utilización de los granos de destilería en sus raciones.

Del total de la producción anual, alrededor del 89% -7.5 millones de toneladas métricas- fueron vendidas como forraje dentro del cinturón maicero (en las cercanías de la fuente de producción). Alrededor de 1 millón de toneladas métricas -11%- fueron exportadas principalmente a Irlanda, México, España, Canadá y Reino Unido, mientras que Malasia, Indonesia y Taiwán importaron DDGS por primera vez en el año 2004.

Si bien los precios del maíz y de los DDGS no han tenido en el pasado un comportamiento exactamente similar, hay una tendencia de acompañamiento entre ellos, pero en los precios del DDGS también influye el valor de los sustitutos, tal el caso de la soja, el ciclo en que se encuentren las producciones avícola, lechera, y los mercados ganaderos -bovinos y porcinos-, así como los cambios estacionales y la disponibilidad de pastos.

Desafíos a enfrentar por la industria de etanol en los EEUU

Varios obstáculos deben sortearse para expandir los mercados para DDGS. Es fundamental que los productores de maíz, la industria de etanol, ganadera, avícola y de alimentos balanceados trabajen conjuntamente para resolver las siguientes cuestiones:

- Variabilidad del producto: Es ampliamente conocido que el valor alimenticio, los contenidos de nutrientes, digestibilidad y características físicas de DDGS, son ampliamente variables, causando incertidumbre a los consumidores. DDGS de diferentes proveedores, y eventualmente diferentes fuentes del mismo proveedor, a menudo varían en calidad. Esa variabilidad conduce a los consumidores a comprar alimentos alternativos con una mayor consistencia en su perfil nutricional.

- Ausencia de métodos estandarizados de muestreo: Los laboratorios que analizan la composición de los DDGS tienen la opción de usar múltiples sistemas analíticos. Por lo tanto, la misma muestra puede recibir diferencias de dos laboratorios que utilicen diferentes métodos. Esta situación es causante de numerosos reclamos que podrían ser evitados si la industria utilizase métodos estandarizados de muestreo.

- Transporte: El elevado costo del transporte resulta en un impedimento importante para el crecimiento del mercado de DDGS fuera del cinturón maicero. Además del problema del costo, la industria transportadora todavía se muestra dubitativa a la hora de transportar los DDGS a causa del problema de la volatilidad.

- Falta de educación: A pesar de la gran cantidad de estudios existentes demostrando los beneficios de incluir DDGS en las dietas para el ganado y las aves, muchos nutricionistas y productores todavía no conocen las cualidades del DDGS.

Al parecer la construcción de plantas productoras de etanol a través del proceso de molienda seca continuará su ritmo de crecimiento dentro del futuro previsible. En ese contexto, el crecimiento en la producción de los granos de destilería es una realidad -y un negocio- que la industria debe prepararse para afrontar. Por ello, resulta fundamental que toda la cadena del maíz, trabaje conjuntamente para viabilizar todas las posibilidades de la industria del Etanol que son muy amplias. MAIZAR viene trabajando desde su fundación en este sentido, por lo que convocamos a todos los posibles actores de esta realidad a acercarse y participar en la construcción de este nuevo desafío desde la Comisión de Biocombustibles de MAIZAR.