Tarkkuussekoitin aromeille

Nykyään on vaikea edes kuvitella modernia ruoantuotantoa ilman aromeja ja makuaineita. Sana ”aroma” on lähtöisin kreikan kielestä ja tarkoittaa maustetta. Monet aromit ovat kemiallisten yhdisteiden tulos. Näitä yhdisteitä ovat aromaatit, esterit, terpeenit, aldehydit, ketonit ja muut perusaineet. Luonnolliset aromiaineet sisältyvät elintarvikkeiden raaka-aineisiin tai ne syntyvät leipoessa tai ruoan valmistuksen aikana. Luontaisen kaltaisilla aromiaineilla on sama kemiallinen rakenne kuin luonnollisilla aromiaineilla, mutta ne valmistetaan synteettisesti. Keinotekoiset aromiaineet eivät sen sijaan esiinny luonnossa. Usein keinotekoisilla aromeilla voidaan saada aikaan miellyttäviä makulaatuja, jotka ovat helpommin hyväksyttävissä kuin luonnollinen maku. Toisaalta tiettyjä makuja ei voi jäljitellä tyydyttävällä tavalla keinotekoisia aromeja käyttäen, ja ne on hankittava luonnosta.

Ihminen voi aistinelimiensä avulla maistaa, haistaa, nähdä, kuulla ja tuntea. Aromin aistiminen on aina maku- ja hajuaistin yhdistelmä. Makuvaikutelma syntyy, kun maistettaessa hengitetään nielun kautta. Aromiaineet lämpenevät nielun alueella ja pääsevät nielun ja nenän yhteyden kautta nenän reseptoreihin.

Kieli pystyy tunnistamaan vain viisi perusmakua (makea, hapan, suolainen, karvas ja umami). Umamin löysi japanilainen tutkija Kikunae Ikeda vuonna 1908, ja sitä voi kuvata sanoilla ”ruokaisa” tai ”lihaisa”. Umami maistuu esimerkiksi parmesaanissa, lasagnessa, pitsassa, sardiineissa, makrilleissa ja tonnikalassa. Maun tuottaa aminohappoihin kuuluva glutamiinihappo, jota löytyy erityisen paljon täysin kypsistä tomaateista, lihasta, soijakastikkeesta, juustosta sekä ihmisen äidinmaidosta. Sen suoloja kutsutaan glutamaateiksi.

Ihmisen nenän ja nielun limakalvojen reseptorit havaitsevat sen sijaan hiukan yli 400 erilaista hajua. Makuaistimme pystyy erottamaan yhdessä hajuaistimme kanssa yli 10 000 erilaista aromia sekä aistimaan miljoonia eri tuoksuaineita. Makuja ”tulinen” tai ”pippurinen” ei sen sijaan havaita makuaistimuksena, vaan pääasiallisesti kipureseptoreilla.

Aromivalmistajat vastaavat nopeasti muuttuviin haasteisiin

Aromeja kehitellään jatkuvasti ottaen huomioon kuluttajien muuttuvat makumieltymykset eri kulttuureissa ja maanosissa. Tämä koskee esimerkiksi makeita pikavalmisteita, kuten juomajauheita, jugurttijuomia, teetä, energiajuomia sekä hedelmäkarkkeja ja muita makeisia. Tällöin käytetään nestemäisiä aromeja ja jauhemaisia pika-aromeja.

Aromivalmistajien haasteet ovat pääasiassa samankaltaisia kuin elintarvikkeiden loppukäsittelijöidenkin haasteet: tavoitteena on palvella asiakkaita nopeasti ja osua tarkasti paikallisiin makumieltymyksiin. Tällöin hyvän maun ja vastuullisen tuotannon lisäksi tulee pitää mielessä mahdollisimman luonnollisen ja terveen elämäntavan edellytykset. Elintarvikkeissa ei saa olla liikaa suolaa, sokeria tai rasvaa, ja niiden pitää tukea tasapainoista ruokavaliota mieluiten ilman aromivahventeita.

Voimakkaasti kasvavasta maailman väkiluvusta johtuen ja ottaen huomioon nopeasti teollistuvien maiden orastavan keskiluokan on perusteltua olettaa, että kuivatuotteiden osuus elintarvikemarkkinoilla kasvaa. Näihin kuuluvat erityisesti kuivatut valmisruokatuotteet. Innovaationopeus, läsnäolo, laadunvarmistus ja joustavuus ovat markkinavaatimuksia, joihin erilaiset pikajuomien ja kuivatuotteiden valmistajat ovat vastanneet omalla ainutlaatuisella myyntilupauksellaan.

amixon®: in yksiakselinen kartiosekoitin AM aromien ja kuivatuotteiden valmistuksessa

Ennen kuin einesten valmistuksen pitkä ketju kuitenkaan päättyy kuluttuajan ostoskoriin, on tuote sekoitettava, täytettävä ja toimitettava perille. Erityisesti sekoitusprosessi on laadun kannalta tärkeä, sillä siinä vaikutetaan merkittävästi irtotavaran ominaisuuksiin, kuten homogeenisuuteen, luonnolliseen olomuotoon, virtaavuuteen, tekstuuriin ja pölyttömyyteen sekä liukenemis- ja uppoamiskäyttäytymiseen sen liuetessa nesteisiin.

Aromeja sekä kuivatuotteita valmistetaan ja loppukäsitellään amixon® -tarkkuussekoittimilla kaikkialla maailmassa. Ne ovat tunnettuja siitä, että ne vastaavat asiakkaan ydinvaatimuksiin joustavan käytettävyytensä ansiosta:

1. Ihanteellinen sekoitustulos kolmiulotteisen totaalivirtauksen ansiosta
Jauhemaisten aineiden teollinen sekoittaminen tehdään yleensä tarkkuussekoittimilla. Tässä kuvatussa amixon®-sekoittimessa materiaali sekoitetaan sekoitusastian sisällä työntövirtauksen muodossa. Sekoitusastia on pystysuora kartio, jonka yläosassa on sylinteri. Sen keskellä pyörii kierteinen sekoitusosa, jota kutsutaan myös spiraalisekoittimeksi. Kierteen nousukulma on noin 20 astetta. Spiraalisekoittimen leveys on mitattu siten, että jo yksi sekoitusosan kierros siirtää viidesosan koko sekoitusrummun sisällöstä. Spiraalisekoitin tarttuu sekoitusrummun reunoilla oleviin sekoitettaviin aineisiin ja kuljettaa niitä ylöspäin. Ylös tultuaan sekoitettava materiaali virtaa astian keskellä jälleen alaspäin. Sekoitusvaikutus tapahtuu pääasiallisesti kahden makrovirtauksen raja-alueilla. Yksinkertaistetusti menettelyä voidaan kuvailla seuraavasti: sekoitettavien aineiden ylöspäin syöttö tapahtuu pakotetusti spiraalisekoitin-sekoitusosalla, virtaus alaspäin tapahtuu luonnollisesti painovoiman vaikutuksesta. Hiukkasjärjestelmän sisäinen siirtyminen tapahtuu välialueella.

2. Hellävarainen homogenisointi ja intensiivinen valmistus
a. Distributiivinen sekoitus
Koska virtauksessa ei ole kuolleita alueita, saadaan noin 70–200 sekoittimen kierroksen jälkeen teknisesti ihanteellisia sekoituslaatuja, joita ei voi käytännössä enää parantaa. Tätä sekoitusprosessia kutsutaan distributiiviseksi eli jakavaksi sekoitukseksi, ja se on erityisen hellävarainen ja energiaa säästävä. Sekoitusosan kehänopeus (sylinteriosassa mitattuna) on yleensä säädettävissä 0,5–2,5 m/s välille.

Rakenteesta riippuen ihanteelliset sekoituslaadut saavutetaan jo noin viiden prosentin täyttöasteella, sillä virtausvaikutus on tasainen täyttöasteesta riippumatta. amixon GmbH määrittää sekoittimiensa tyyppikuvauksen hyöty- tai työvolyymin perusteella. AM 3000 -tyypin sekoitin pystyy siten sekoittamaan yhtä hyvin 150 litran seoksia kuin 1000 litran seoksia, mikäli tarkoitus on sekoittaa distributiivisesti (ja hellävaraisesti).

b. Dispersiivinen sekoitus
Silloin tällöin käyttäjä toivoo kuitenkin lisätyöstövaiheita, kuten kasautumien poistoa, dispergointia tai agglomerointia. Tällöin tavoitteena ovat lisäksi leikkaus- ja hankausvaikutukset korotetulla energiansyötöllä. amixon® -sekoittimissa tämä tapahtuu toisaalta siten, että sekoittimen kierrostaajuutta korotetaan, ja toisaalta käyttämällä leikkaus-dispergoijia. Näin yhdessä ja samassa sekoittimessa on sekä erityisen hellävarainen ”homogenisoija” distributiivista sekoittamista varten että ”intensiivinen dispergoija” dispergoivaa sekoittamista varten.

3. Erotteleva täyttöaste
Dispergoinnissa täyttöastetta on korotettava siten, että leikkaus-dispergointityökalu on n. 30–40 cm täyttöasteen alapuolella. Rakennuskoosta riippuen vähimmäistäyttöaste AM 3000 -laitteessa on noin 400 litraa ja AM 6000 -laitteessa noin 600 litraa.

4. Syöttö ja poisto
Syöttö sekoittimeen erilliskomponenteilla tehdään yhdellä tai useammalla täytöllä sekoitusrummun päältä peräkkäin tai samanaikaisesti. Tällöin sekoitin voi olla pysähtyneenä siinä tapauksessa, että sekoitin toimii voima-anturien varassa annosteluvaakana – tai se voi pyöriä siinä tapauksessa, että tarkoituksena on sekoittaa erä toisensa jälkeen nopeasti ja ilman keskeytyksiä. Sekoitusprosessin (n. 2–6 minuuttia) jälkeen ilman kuolleita alueita toimiva pohjaventtiili aukeaa, ja sekoitettu materiaali virtaa sekoittimen poistoventtiilin kautta alaspäin. Tämä poistotoimenpide ei pura seosta ja virtaaman suuruus on määritelty sulkuventtiilin mitoituksella.

5. Sekoitusrumpu on valmistettu tyhjiö- ja painetiiviisti
Erityisen massiivisesti valmistettu sekoitusosa kiinnittyy ja pyörii vain ylhäältä. Erityisen hygieeninen akselitiiviste takaa pölyttömän ja saasteettoman käytön myös sekoitusrummun erilaisilla järjestelmäpaineilla. Näin esimerkiksi vallitsee tyhjiö, kun sekoitettava aine on imetty paineilmaimulla sisään. Erityistapauksissa sekoitusrummusta tyhjennetään ilman happi ennen täyttöä aikaansaamalla 10 mbaarin tyhjiö. Sekoitusrumpuun täytetään sitten typpeä ja sekoitettavaa ainetta syötetään vasta sen jälkeen. Sekoittamisen ja tyhjennyksen jälkeen sekoitusrummussa pidetään yllä hellävaraista typen 50–100 mbaarin ylipainetta, jotta ilman happi pidetään loitolla sekoitettavasta aineesta. Muissa tapauksissa sekoitusrummun täyttö tapahtuu paineilmakuljetuksella. Myös ylipainekäytön aikana sekoitusrumpu pysyy kaasu- ja pölytiiviinä. Tämä pätee erityisesti kompleksisiin rakenne-elementteihin, kuten akselitiivisteeseen, pohjan sulkuventtiiliin ja tarkastusoveen.

6. Tarkastus ja puhdistus
amixon® takaa vaivattoman pääsyn ja näkyvyyden sekoitusrumpuun suurikokoisten tarkastusovien kautta. Näin käsikäyttöinen kuivapuhdistus voidaan tehdä nopeasti ja luotettavasti. Tarkastusovi on valmistettu CleverCut®-menetelmällä. Uraan sijoitettu O-rengastiiviste tiivistää kaasu- ja pölytiiviisti erittäin lähelle tuotetta. Tämä ovitiiviste sopii jopa automaattiseen märkäpuhdistukseen, sillä se tiivistää käytännössä ilman kuolleita alueita. Saumoja ja kapillaareja ei pääasiallisesti ole. Siten myös seuraavaksi tapahtuva kuivaus on myös luotettava ja nopea.

7. Hygienia, pinnankarheus Ra valinnaisesti 2–0,2 µm
Kaikki tuotetta koskettavat osat hitsataan saumattomasti ja hiotaan valinnaisesti. Tuotetta koskettavien osien hionta- tai pinnanlaatu toteutetaan kulloinkin asiakkaan erittelyjen mukaisesti. Voimme toimittaa jopa peilikirkkaasti kiillotetun pinnan. Erityistilanteissa pinnat myös sähkökiillotetaan. amixon® dokumentoi kaikkien polymeeristen aineiden FDA-yhdenmukaisuuden, ja toteutus vastaa sekä kuiva- että kylmäkäytössä tämänhetkisiä EHDG-määräyksiä.

8. Jäämätön tyhjennys ja automaattinen märkäpuhdistus
Kartiomaisesta rakennustavasta riippuen virtaavat ainekset poistetaan sekoituselimen pyöriessä hitaasti – säännönmukaisesti jäämättömästi. Näin yleiskäyttöistä tarkkuussekoitinta voi käyttää erittäin joustavasti. Myös märkäpuhdistus voi tapahtua automaattisesti, jolloin pyörivät pesupäät suihkuttavat kaikki tuotetta koskettavat rakenneosat.

Testaus ja suunnittelu

Kuten jo aiemmin mainittiin, on jokaisella valmistuslaitoksella oma toimintaperiaatteensa. Täten myös valmistussekoittimille asetetut vaatimukset ovat luonteeltaan aina yksilöllisiä. Menetelmien testaamista varten amixon®:illa on yli 30 testisekoitinta teknisissä laitoksissa ympäri maailmaa. Käyttöinsinööreillä on monivuotinen eri maanosien markkinatuntemus. amixon®:in ainoassa valmistusyksikössä Paderbornissa huolehtii 130 työntekijän tiimi erityisen suuresta valmistussyvyydestä. Tämän vuoksi amixon® pystyy toteuttamaan asiakkaan erikoistilaukset yksityiskohtaisen tarkasti.

Mixer AMT 2000