Hygienisk design med en mixer för barnmat som exempel

Det finns en stor marknad för försäljning av industriellt producerad barnmat tillverkad av torkat mjölkderivat. I Asien är efterfrågan mycket stor, särskilt för kvalitetsprodukter som tillverkas i Europa.

Tillverkare av barnmat har därför ett stort ansvar. Barnmat måste vara hälsosamt och hundra procent rent. De höga kvalitetskraven kan endast uppfyllas, om råvarukomponenterna är beredda i processäkra system. Själva steget med blandningsmetoden avgör produktens kvalitet, eftersom det kräver en exakt blandning av mikrokomponenter, såsom pro- eller prebiotika, mineraler och spårämnen som zink, koppar, selen eller krom, innan varorna förpackas. Blandningssteget är också av stor vikt, eftersom det bör ske med minimalt energitillförande, för att upprätthålla råvornas partikelstruktur. Detta beror på, att barnmat ska vara dammfritt, snabbt dispergerbart, tillförlitligt vätbart, lätt upplösligt och homogent. I detta avseende är det ”färdigmats-egenskaperna” och näringssammansättningen, som bestämmer kvaliteten på babymat.

Blandningsutrustning som en del av processapparaturen

En modern fyllnings- och förpackningsmaskin kan behandla volymer på 20 m³ per timme, vilket är ca 10 ton/timme. Detta kräver ett passande logistikkoncept för att tillhandahålla de enskilda komponenterna, som är involverade, samt doseringen och lämplig blandningsteknologi. Å ena sidan används precisionsblandare med satsvolymer på 10 m³ eller mer, för att mata flera påfyllningslinjer samtidigt. Å andra sidan används mindre mixrar med en satsvolym på ungefär 1 m³ till 2 m³, ifall de tilldelas till en enda påfyllningslinje och fungerar i enlighet med end-of-the-line eller linjeavslutningskonceptet.

Sammanhängande är dock de grundläggande kraven på blandningsanläggningar enligt följande: ha idealisk blandningskvalitet inom korta uppehållstider, med särskilt skonsam hantering av varorna med avseende på bevarande av partikelstrukturen, bästa möjliga dammfria drift, goda sjunkegenskaper och lätt upplöslighet samt snabb och fullständig tömning. Utmärkt hygien och en revisionsvänlig design är lika viktiga, för att möjliggöra grundliga torrtvättåtgärder i en ergonomisk form – såsom automatisk rengöring, där det är möjligt.

Vertikal tvåaxlad blandare HM

En lösning kan vara den tvåaxlade mixern, som visas nedan, eftersom den erbjuder extra skonsam drift och utmärkta blandningsegenskaper.

undefined

amixon® tvåaxlade mixer och flödesprincip

Blandningskammaren består av två cylindrar, som växlas in i varandra. I mitten av dessa kammare roterar två spiralblandverktyg i samma riktning. Spiralskruvarna har utformats så i SinConvex®-konstruktionen, att de har en vinkel på ca 30 grad. Skruvbredden är dimensionerad på ett sådant sätt, att nästan en fjärdedel av den totala blandningsvolymen transporteras med en rotationsrörelse av blandningsverktyget. Skruvtransportörerna samlar blandningen i periferin av blandningskammaren och transporterar den uppåt. När de når toppen, flödar blandningarna nedåt i kamrarnas två centra. Blandningseffekten är tredimensionell inom gränsområdena mellan de två makrofllödena. Enkelt uttryckt kan processen beskrivas på följande sätt: den uppåtgående skruven i blandningarna tvingas fram av skruvtransportörerna, medan flödet nedåt sker naturligt genom tyngdkraften. I gränsområdet mellan dessa två sker förändringen av positionen inom partikelsystemet.

Tack vare det dödutrymmesfria flödet, uppnår man redan efter ca 20 till 90 varv tekniskt idealiska blandningsegenskaper, som praktiskt sett inte går att förbättra. Blandningsmetoden är särskilt skonsam och energieffektiv. Blandverktygens rotationshastighet är i allmänhet justerbar mellan 0,5 m/s och 3 m/s.

Tack vare konstruktionen kan man uppnå ideala blandningsegenskaper redan med en fyllnadsnivå på ca 10 till 15 %, eftersom flödeseffekten är lika stor oavsett fyllningsnivå. En mixer av typ HM 10 000 kan därför blanda satser med 1.000 till 1.300 liter lika bra som satser på 10.000 liter.

Bild eines Mischer HM 10.000

Tvåaxlad mixer med 10 m³ nettovolym med fyra dödutrymmesfria utsläppsorgan, som arbetar synkront. Mixern har åtta CleverCut®-inspektionsdörrar.

Mixern matas med enskilda komponenter genom ett eller flera munstycken ovanför blandningskammaren, antingen i följd eller samtidigt. Mixern kan vara stillastående – om den fungerar som en doseringsvåg stående på lastceller – eller roterande, om den ena satsen efter den andra måste blandas snabbt och utan avbrott. Efter att blandningsprocessen är avslutad (efter ca en till fyra minuter) öppnas en bottenventil utan dödutrymme, och blandningen flödar nedåt genom ett munstycke i mixern. Utsläppsmetoden är fri från segregering och flödesvolymen bestäms av utsläppventilens dimension.

För produktion med stora volymer kan vi nämna två viktiga fördelar för användaren: 1) Endast ett prov per parti behöver analyseras och ställas undan. 2) Mixern kan mata flera påfyllningslinjer. Påfyllning och produktion kopplas från varandra. Mixern kan redan rengöras medan fyllningsanläggningen är i gång.

Om man så önskar, kan blandningskammaren göras vakuum- och lufttryckbeständig. Till exempel kan det finnas ett vakuum, när blandningsmaterialet sugs in med hjälp av sugpneumatik. I speciella fall frigörs blandningskammaren från atmosfärisk syre innan den laddas med ett vakuum på ca 50 mbar absolut tryck. Blandningskammaren översvämmas sedan med kvävgas. Först därefter matas den med blandningarna. Under blandning och utsläpp upprätthålls ett lågt kväveövertryck på 50 till 100 mbar i blandningskammaren, för att hålla atmosfäriskt syre borta från materialet som ska blandas. I andra fall kan blandningskammaren matas med hjälp av pneumatiskt tryck. Även under övertrycksdrift förblir blandningskammaren gas- och dammtät. I detta avseende är själva konstruktionselementen såsom axeltätning, bottentätningsbeslag och inspektionsdörrar av extra stor betydelse.

Inspektion och rengöring

Absolut renhet med tanke på allergener kan endast säkerställas i bulklastanläggningar genom grundlig våtrengöring eller spolning med vatten. amixon® kan utföra våtrengöring och torkning automatiskt tack vare WaterDragon®-systemet. Flera sådana enheter sitter fast monterade på blandningskammaren och förblir där permanent. Vid våtrengöring öppnas tätningspluggen i blandningskammaren och frigör utrymmet för rengöring med en roterande tvättlans. Denna rör sig translatoriskt (i rät linje) in i blandningskammaren. När man tillför ett vattentryck på ca 3,5 bar, roterar huvudet och tre munstycken spolar hela blandningskammaren. Beroende på amixon®-mixerns storlek och utformning krävs tre, fyra och ibland fem munstyckshuvuden, för att spola hela blandningskammaren och alla ytor på blandningsverktygen. Detta följs av torkning, som utförs genom att tillföra varm luft i WaterDragon®-systemet.

undefined
Rengöring med hjälp av roterande tvättlansar











undefined
WaterDragon® (till vänster tvättläge, till höger torkningsläge)

undefined
CleverCut®-inspektionsdörrar med dödutrymmesfri tätning är permanent gas- och vattentäta

Vid manuell kemtvätt ger de stora inspektionsdörrarna lätt åtkomst för rengöringspersonalen. Dörrarna har tillverkats enligt CleverCut®-metoden. O-ringtätningen, som är insatt i spåret helt nära produkten, gör kammaren gas- och dammtät samt praktiskt taget fritt från allt dödutrymme.

Nästan varje bulkförädlingsfabrik har sin egen driftsfilosofi. I detta avseende är kraven på en processblandare alltid individuella. För testning av olika metoder har utrustningstillverkaren mer än 30 testmixrar i sju provanläggningen över hela världen och processingenjörerna har många års internationella marknadskunskap. Som din kontrakttillverkare implementerar amixon® kundernas krav in i minsta detalj och uppnår en särskild hög grad av vertikal integration tack vare vårt team på 130 anställda på provanläggningen i Paderborn, Tyskland.