Reemplazo parcial del jugo de caña con vinaza y uso del grano de soya a cambio de torta en dietas de cerdos de engorde

Reemplazo parcial del jugo de caña con vinaza y uso del grano de soya a cambio de torta en dietas de cerdos de engorde

Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV). Carrera 35A Oeste #3-66, AA 20591 Cali, Colombia

Thirty-six crossbred pigs (Landrace xYorkshire x Duroc) of 25-33 kg liveweight were allocated to 18 pens in a 3 x 2 factorial arrangement of: 3 levels of distillers' solubles (concentrated to 48 °Brix) replacing 0,10 and 20% of sugar cane juice (basis of brix); and soyabean whole grain or extracted meal as protein source.

The trial lasted 113 days and was carried out in the installations of the Instituto Mayor Campesino (IMCA) in Buga, Valle. The cane juice/distillers' solubles mixtures were fed ad libitum; the protein supplements were controlled to supply 200 g/day of protein.

Mean rates of growth (g/d) for 0, 10 and 20% distillers' solubles were: 590, 679 and 810 for soyabean grain and 631, 651 and 650 for soyabean meal (SEmean "60; P=0.28); corresponding values for dry matter intakes (kg/d) were: 1.46, 1.57, 1.95 and 1.56, 1.59, 1.70 (SEmean "0.1; P=.07) and for feed conversion: 3.73, 3.38, 3.61 and 4.01, 3.30, 3.62 (SEmean "0.32; P=0.7).

There was an apparent synergistic effect between the distillers' solubles and the soya bean grain, with animal performance being superior on this combination of supplements. The growth rate (810 g/d) and feed conversion (3.6) on 20% distillers' solubles and soya bean grain are the highest reported so far in Colombia in pigs fed sugar cane juice.

KEY WORDS: Pigs, tropics, sugar cane juice, distillers' solubles, soya bean grain, soya bean meal, growth, conversion, intake.

Se repartieron 36 cerdos cruzados (Landrace x Yorkshire x Duroc) de peso inicial entre 25 y 33 kg en 18 jaulas para evaluar la vinaza como reemplazo parcial del jugo de caña durante las fases de levante-ceba. El aporte proteico se proporcionó a partir del grano de soya cocinado como alternativa de la torta. El diseño fue un arreglo factorial 3 x 2 con 3 repeticiones. El ensayo duró 113 días y fue realizado en las instalaciones del Instituto Mayor Campesino (IMCA) de Buga.

Los niveles de vinaza fueron de 0, 10 y 20% de reemplazo del jugo en términos de °Brix. Las mezclas de jugo y vinaza se ofrecieron a voluntad; los suplementos de soya se ajustaron para proporcionar 200 g de proteína/animal/día.

Los valores medios para aumento de peso (kg/d) para 0, 10 y 20% de vinaza fueron 0.590, 0.679, 0.810 para el grano de soya, y 0.631, 0.651, 0.650 para la torta de soya (ESmedio "0.06; P=0.28), con un consumo de materia seca (kg/d) de 1.46, 1.57, 1.95 y 1.56, 1.59, 1.70 (ESmedio "0.1; P=0.07) y una conversión alimenticia (kg MS/kg ganancia) de 3.73, 3.38, 3.61 y 4.01, 3.30, 3.62 (ESmedio "0.32; P=0.7).

Aparentemente hubo un efecto sinérgico entre la vinaza y el grano de soya siendo superior el comportamiento animal con la combinación de estos dos suplementos. La tasa de ganancia (0.810 kg) y la conversión (3.61) logradas con 20% de vinaza y grano de soya, son las mejores alcanzadas hasta la fecha en experiencias realizadas en Colombia con jugo de caña.

La explicación del efecto estimulante sobre el consumo y por ende el comportamiento quizás se encuentra en el alto aporte de vitaminas del complejo B presentes en la vinaza.

PALABRAS CLAVES: cerdos, trópico, jugo de caña, vinaza, grano de soya, torta de soya, levante, engorde, consumo, conversión.

En el proceso de fermentación biológica utilizado para producir alcohol etílico y levadura resulta un residuo líquido final llamado vinaza. Tiene coloración verde castaña, turbidez y temperatura elevadas y una DBO (demanda bioquímica de oxígeno) que oscila entre 7,000 y 20,000 mg/litro.

Cuando la vinaza se descarga directamente en vías de caudal insuficiente para provocar una dilución compatible con sus características, genera efectos desastrozos en la flora y fauna existentes. Su elevada DBO provoca rápido agotamiento del oxígeno en el medio líquido.

Durante varios años se buscó, especialmente en el Brasil, solucionar el problema de la vinaza tratando de eliminar o atenuar los efectos contaminantes de ésta sobre las aguas de los ríos. Para ello se utilizaron inicialmente tratamientos químicos basados en la conversión de las sales solubles y las sustancias orgánicas en sales insolubles de calcio para separarlas por precipitación. Se obtuvo así una remoción hasta el 50% de la DBO.

El tratamiento biológico de tipo anaerobio-aerobio puede remover hasta el 95% de la DBO pero los costos de reducción de temperatura a los niveles de operación de las bacterias mesófilas son un factor económico limitante.

Este enfoque del problema impidió durante bastante tiempo reconocer en la vinaza un compuesto cuya riqueza como fertilizante y nutriente es evidente por su contenido en sales minerales.

Los volúmenes de producción de vinaza están relacionados con la producción de alcohol. Para el caso de la Industria de Licores del Valle (Colombia), cuya producción de alcohol es de 120,000 litros/día, estaría generando una producción equivalente a 1'600,000 litros/día de vinaza, cuya carga contaminante puede ser igual a una población de 800,000 habitantes.

Para el estimado del volumen de producción de vinaza se tiene en cuenta que 100 litros de vino o mosto fermentado, contienen 7.3 litros de alcohol, de los cuales mediante el proceso de destilación, quedan 93.03 litros de vinaza, lo que da un promedio de 12.74 litros de vinaza por cada litro de alcohol.

Aprovechando las condiciones favorables que tiene la vinaza, puede concentrarse, previa separación de la levadura, mediante un proceso continuo de evaporación al vacío, hasta alcanzar un brix de 60 grados lo que facilita su almacenamiento y transporte.

Las características de la vinaza concentrada, resultante de la melaza de caña de azúcar, se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1: Composición de la vinaza concentrada a 60 ^oBrix (% p/p)

Sólidos totales	60.0
Sólidos volátiles	44.2
Carbono	22.0
Proteína bruta	9.1
Potasio K₂O	5.7
Azufre SO₄	4.7
Calcio CaO	2.7
Cloro NaCl	2.2
Nitrógeno N	0.9
Magnesio MgO	0.7
Fósforo P₂O₅	0.2

Tal como se observa en la tabla 1, los sólidos están constituidos por materia orgánica y sales minerales en cantidades variables. Dentro de ellos, el potasio es el componente inorgánico que presenta mayor concentración siguiendo en orden de importancia el azufre en forma de sulfatos.

Entre 1971 y 1974 (INESCO 1979) un grupo de investigadores brasileños realizó estudios de evaluación de la riqueza mineral de las vinazas. Con base en los resultados de esa evaluación les fue posible proponer una serie de recomendaciones con miras al uso racional de la vinaza como fertilizante. La aplicación de la vinaza al suelo es considerada como una fertilización de elevada eficiencia pues, además de dar a la tierra los nutrientes necesarios, causa una mejora en las condiciones físicas, químicas y bacteriológicas del suelo.

Un metro cúbico de vinaza diluida contiene sales minerales equivalentes a 2.6 kg de urea (46% N), 0.3 kg de superfosfato triple (45% P₂O₅) y 15.7 kg de KCl (50% K₂O).

La vinaza in natura se aplica directamente a los cultivos por medio de canales, tuberías de hierro fundido, maderas o materiales plásticos, etc. Se debe aplicar cada 4 ó 5 años. En tierras con pH inferior a 4 se debe usar a razón de 1,100 m³ /ha, ó 100 litros/m lineal de surco. Para pH entre 4 y 5, 850 m³ /ha, ó 95 litros/m lineal de surco; y para pH superior a 5, 650 m³ /ha, ó 70 litros/m lineal de surco.

Según INESCO (1979), la aplicación de vinaza diluida como fertilizante en caña de azúcar dio como resultado un aumento del 74% en la producción promedia de 5 cortes. Igualmente dio resultados positivos en cultivos como frijol, algodón y millo.

En alimentación animal se conoce el trabajo realizado por Gallo y Ospina (1986), en el cual se evalúa en forma preliminar el uso de vinaza en la alimentación de pollos. La dieta básica contenía 20% de proteína cruda y 2900 kcal/kg de energía metabolizable. La inclusión de vinaza diluida se hizo en el agua de bebida a razón de 0, 25, 50, 75 y 100% de reemplazo del agua. En la tabla 2 se muestran los resultados obtenidos. En los resultados se observa como la inclusión de vinaza afectó el consumo de alimento a partir del 25%, el consumo de agua de bebida al nivel del 100% (p<0.01) y la conversión alimenticia a partir del 75%. Los autores señalan que se presentó deshidratación marcada a partir del 75%, mostrando además somnolencia y agresividad en el momento de suministrarles el alimento. Recomiendan no incluir mas del 5% de vinaza en la dieta (base seca).

Tabla 2: Efecto de la vinaza en el agua de bebida de pollos alimentados con concentrado

Tratamto	Incremento	Consumo (%)		Conversión
(Vinaza)	peso (g)	alimento	bebida

0	759	2,005	3,824	2.64
25	702	1,853	3,560	2.64
50	574	1,603	4,099	2.79
75	320	1,275	4,060	3.98
100	136	695	2,084	5.11

La idea de concentrar la vinaza, y en consecuencia reducir el volumen a utilizar, es bastante antigua. Los problemas que se presentaban para su realización eran la corrosión del equipo y la formación de incrustaciones. En algunos casos se tenían dudas con relación a la eficiencia térmica del sistema. Estos problemas han sido superados por la tecnología que ha servido de base para realizar numerosos proyectos de concentradores de vinazas.

La concentración de los sólidos se realiza mediante evaporación por calefacción a vapor de parte del agua contenida en la vinaza. El porcentaje de sólidos se eleva desde 5-8% hasta 60%. La vinaza concentrada es un jarabe que puede transportarse con más facilidad. En una etapa posterior es posible deshidratarlo completamente, mediante secado por aspersión, hasta obtener un polvo fino que conserva sus características de material orgánico.

El porcentaje de materia orgánica y nutrientes en NPK para vinaza concentrada pueden observarse en la tabla 3, presentando además, en forma comparativa los valores para vinaza seca.

Tabla 3: Porcentaje de materia orgánica y nutrientes NPK para la vinaza concentrada a 60 ^oBrix y vinaza seca

Vinaza	Materia	N	P₂O₅	K₂O	Otros
	Org (%)	%	%	%	%

Concentrada
60 ^o Brix	49.2	0.90	0.13	6.03	3.67

Seca	82.0	1.53	0.19	10.13	6.11

Según INESCO (1979), la vinaza concentrada puede usarse como fertilizante y como insumo para ración animal. Sobre el uso como fertilizante sólo se reportaron datos y experiencias en Francia, donde se obtuvieron resultados análogos a los de vinaza in natura. La utilización de vinaza concentrada a 60 °Brix como materia prima en mezclas de forraje para animales ya se efectúa en gran escala en Holanda, Bélgica y Francia. Los estudios realizados al respecto demostraron que por medio de este producto era posible mejorar la rapidez de crecimiento en un 5% y disminuir el precio de la ración en 15%. Según informaciones de productores de Holanda se utiliza la vinaza concentrada, un 10% en la ración bovina, 4% en la porcina y 2 a 3% en aves.

Para vinaza diluida la aplicación en plantaciones presenta los siguientes inconvenientes:

# Dificultad para dosificar la vinaza distribuida por canales o tubos, que se traduce generalmente en baja calidad del caldo obtenido y progresiva salinización del suelo.

# Costo elevado del transporte de la vinaza diluida por carrotanques debido al número de viajes exigido por el volumen del líquido resultante.

# El empleo racional de la vinaza exige que se conozca su composición y que la cantidad que se va a aplicar pueda ser controlada. Sólo conociendo el contenido de nutrientes y controlando la cantidad que se aplica puede sustituir la vinaza a los fertilizantes químicos. Dicha sustitución puede ser integral o parcial, dependiendo de las condiciones de fertilidad del suelo y de la composición de la vinaza.

Las ventajas de producir la vinaza concentrada se pueden resumir en la siguiente forma:

# La concentración de la vinaza soluciona el problema de las aguas contaminadas.

# El proceso de concentración de la vinaza permite reutilizar el agua mediante el uso de torres de enfriamiento.

# La concentración reduce el volumen de la vinaza facilitando así su transporte y distribución.

# La vinaza concentrada permite su utilización en mezclas alimenticias de forraje para ganado.

# La vinaza puede reemplazar el jugo de caña hasta en un 20% sin afectar los parámetros productivos de cerdos en etapa de levante-ceba, en dietas suplementadas con torta o grano de soya.

# El grano de soya debe mejorar los parámetros productivos cuando se compara con torta de soya, en cerdos en etapa de levante-ceba, alimentados con jugo de caña y vinaza.

El trabajo se realizó en la granja demostrativa del Instituto Mayor Campesino localizada en la ciudad de Buga, Valle. La temperatura promedia es 24 °C con una precipitación anual de 700 mm.

Se tuvo 6 tratamientos en un arreglo factorial 3 x 2: 3 niveles (0, 10, 20%) de vinaza en el jugo y 2 tipos de suplementación proteica (torta y grano de soya). El jugo provenía de caña de 10 meses de edad con 18.9 °Brix promedio durante el ensayo. La vinaza había sido sometida a concentración hasta 48 °Brix. Fue almacenada en un tanque metálico recubierto de pintura anticorrosiva. Se utilizó grano de soya partido cultivado sin agroquímicos. Los tratamientos individuales fueron:

G0: La fuente proteica fue grano de soya cocido durante 40 minutos en agua en ebullición. Esta se brindó a razón de 200 g/d/anim de proteína (600 g/d BS de grano), más 50 g de minerales y vitaminas. La fuente energética fue jugo de caña fresco, proporcionado a voluntad.

G10: Igual al anterior pero la fuente energética fue una mezcla de jugo y vinaza (90:10 en base a °Brix).

T0, T10 y T20: Igual que G0, G10 y G20 pero con los 200 g de proteína a partir de torta de soya a cambio del grano.

Se utilizaron 36 cerdos comerciales de los cruces Landrace x Yorkshire x Duroc Jersey, provenientes de la granja del Instituto Mayor Campesino. El peso inicial osciló entre 20 y 30 kg, con un promedio de 28.5 kg. El ensayo tuvo una duración de 113 días.

El análisis de varianza para ganancia de peso se presenta en la tabla 4. La respuesta a la vinaza varío según la naturaleza de la fuente proteica, lo cual está reflejado en la tendencia hacia una significancia (P=0.28) en la interacción entre fuente proteica y nivel de vinaza.

Al parecer, hubo un efecto sinérgico sobre la ganancia cuando la fuente proteínica fue grano de soya (Tabla 5). La respuesta a la inclusión de 20% de vinaza fue de un 37% (de 590 a 810 g/d) con el grano y de solo 3% con la torta (631 a 650). Sin embargo, la vinaza tendió a mejorar la conversión en ambas fuentes proteicas aunque la respuesta fue variable. Los resultados demuestran el efecto estimulante de la vinaza sobre el consumo total de materia seca (P=0.07), especialmente marcado cuando se usó el grano de soya como suplemento.

Tabla 4: Análisis de covarianza para ganancia de peso

Fuente	gl	Adj MS	F	P

PI	1	0.00977	0.88	0.368
Soya	1	0.01041	0.94	0.353
Vin	2	0.01763	1.59	0.247
Soya*Vin	2	0.01546	1.40	0.288
Error	11	0.12183	0.011
Total	17

Tabla 5: Valores medios para aumento de peso, consumo y conversión de cerdos alimentados con jugo de caña parcialmente reemplazado con vinaza, y suplementados con torta o grano cocido de soya

Suplemento	Grano de soya			Torta de soya
Vinaza (%)*	0	10	20	0	10	20	ES(Prob)

Peso vivo (kg)
Inicial	27.3	24.7	31.3	28	26.5	33.5	±2.8(0.3)
Final**	78.1	85.6	96.5	81.5	83.2	83.1	±5.4(0.28)
g/día**	590	679	810	631	651	650	±60(0.28)
Consumo (kg/d)
Jugo#	5.2	4.88	5.68	5.8	5.4	5.3
Vinaza##	-	0.22	0.59	-	0.25	0.54
Suplemento	0.47	0.54	0.6	0.5	0.5	0.5
MS**	1.46	1.57	1.95	1.56	1.59	1.7	±0.1(0.07)
Conversión**	3.73	3.38	3.61	4.01	3.30	3.62	±0.32(0.7)

** Valores ajustados por covarianza según el peso inicial
# °Brix promedio 18.9
## °Brix de 46

La tasa de ganancia y la conversión logradas con 20% de vinaza y grano de soya, son las mejores alcanzadas hasta la fecha en experiencias realizadas en Colombia con jugo de caña (Sarria et al 1990; Sarria P, observaciones no-editadas). García et al (1991) también reportaron resultados alentadores con 15% de vinaza deshidratada (en forma de harina) en una dieta básica de grano de sorgo y torta de soya.

La explicación del efecto estimulante sobre el consumo y por ende el comportamiento, quizás se encuentra en el alto aporte de vitaminas del complejo B presentes en la vinaza (Gohl 1991). Otro factor podría ser el aporte de la proteína, la cual se deriva de la levadura y tiene un buen balance de aminoácidos (Waliszewski et al 1989).

Los resultados son alentadores al dar una luz al problema de la contaminación de las fuentes hídricas ocasionada por el actual sistema en el cual la vinaza se vierte directamente a los ríos y quebradas en cantidades exageradas.

Para la industria porcícola, el uso de la vinaza como recurso alimenticio traería ventajas económicas a través de la reducción de los costos.

Queda por determinarse el nivel óptimo de vinaza, ya que en el presente ensayo la respuesta en crecimiento fue lineal hasta el 20% cuando se utilizó grano de soya. Investigaciones en este sentido, y para ampliar el uso de la vinaza en las fases de reproducción, ya se están iniciando.

Los autores agradecen al Director del IMCA por el facilitar las instalaciones y a la Industria de Licores del Valle por el aporte de la vinaza. Se reconoce la ayuda financiera de la Fundación Internacional para la Ciencia (IFS) mediante la beca B/1627 otorgada al autor principal.

Gallo B J D, Ospina P H y Santos V E 1986 Evaluación preliminar de la vinaza, un desecho de destilería, como posible fuente de nutrientes en la alimentación de aves. Acta Agronómica 36: 207-220

García A, Duarte F y Magaña A 1991 Crecimiento y finalización de cerdos con diferentes niveles de vinaza. Livestock Research for Rural Development 1991 Volumen 3, Numero 1:41-46

Gohl B 1991 Tropical feeds (edición computarizada). Oxford Computer Journals: Oxford and FAO: Roma

INESCO 1979 Estudio de factibilidad para la concentración de vinaza y producción de levadura seca. INESCO Ltda Cali, Colombia y PROQUIP SA (Proyectos e engenharia industrial, Sao Paulo, Brasil)

Sarria P, Solano A y Preston T R 1990 Utilización de jugo de caña y cachaza panelera en la alimentación de cerdos. Livestock Research for Rural Development, Volume 2, Number 2 pp92-99

Waliszewski K, Reta R y García J 1989 Valor Nutritivo de las Vinazas Concentradas. Tecnología Avipecuaria 2:19 pp19-25