¿Qué criterios hay que considerar al elegir un mezclador de especias con dosificación de líquido integrada?
Al seleccionar un mezclador de especias con dosificación de líquido integrada hay que tener en cuenta por igual la calidad del producto, la estabilidad del proceso, la higiene y la seguridad. En el centro están la calidad de mezcla, una aplicación de líquido adecuada y un concepto de instalación higiénico y bien automatizable.
Requisitos desde la ingeniería de procesos
Un mezclador de especias debería alcanzar una homogeneidad de mezcla elevada y reproducible, en particular al añadir componentes minoritarios como aromas, aceites u oleorresinas (por ejemplo un CV ≤ 5 %). La herramienta de mezclado debe generar suficiente efecto de cizalla para dispersar los aglomerados que se forman por la adición de líquido, sin dañar en exceso las partículas de especia ni perder aromas. El tipo constructivo, la geometría de la herramienta y la velocidad periférica se adaptan a las propiedades de flujo, a la sensibilidad de las partículas así como a los tamaños de lote y rendimientos deseados; los grados de llenado utilizables habituales se sitúan en el rango de en torno al 40–70 % del volumen del mezclador.
Sistema de dosificación de líquido
Para que las formulaciones sean estables se requieren precisiones de dosificación definidas (en torno a ±0,5–4 %). Los sistemas volumétricos son más sencillos; los sistemas gravimétricos con células de carga, en cambio, son ampliamente independientes de las variaciones de viscosidad y de temperatura. La elección entre boquillas de uno o de dos fluidos, lanzas de pulverización o tubos de pulverización depende de la viscosidad y de la adherencia del líquido: los medios de baja viscosidad se pueden dosificar a menudo con simples tubos de pulverización, mientras que los medios de alta viscosidad o pegajosos requieren boquillas de atomización fina asistidas por aire comprimido. Es importante situar los puntos de dosificación en zonas de elevada turbulencia, para evitar la sobrehumectación local, la formación de grumos y las incrustaciones; los dispositivos de dosificación no deberían obstaculizar el proceso de mezclado y deberían ser fáciles de limpiar y de mantener.
Diseño higiénico y limpiabilidad
Las especias son productos naturales sensibles desde el punto de vista microbiológico, por lo que la cámara de mezclado y el sistema de dosificación deberían dimensionarse según los principios del diseño higiénico: geometría con pocos espacios muertos, superficies inclinadas y autovaciantes, superficies en contacto con el producto con una rugosidad baja (por ejemplo Ra ≤ 0,8 µm) así como materiales adecuados (habitualmente acero inoxidable 1.4404 / AISI 316L). Los sistemas CIP/WIP integrados con cabezales y boquillas de pulverización estratégicamente situados acortan los tiempos de parada y reducen las contaminaciones cruzadas en los cambios de formulación. Las juntas y los elastómeros deben ser conformes a la legislación alimentaria y sensorialmente neutros.
Control, seguridad y rentabilidad
La automatización debería permitir una adición de líquido por fases (por ejemplo después de la fase de mezclado en seco o a intervalos), la gestión de formulaciones y una trazabilidad completa de los lotes. Los datos de proceso, como las cantidades reales dosificadas, los tiempos de mezclado y las temperaturas, se documentan e idealmente se integran en sistemas superiores. Como los polvos de especias pueden ser explosivos, se requiere un dimensionado ATEX adecuado (puesta a tierra, evitación de fuentes de ignición, componentes eléctricos adaptados) así como una técnica eficaz de aspiración y de filtración. Las construcciones fáciles de mantener y de buen acceso, así como unos accionamientos energéticamente eficientes y un concepto bien pensado de piezas de desgaste, reducen los costes del ciclo de vida y aseguran un funcionamiento económico.
Así incorpora amixon® aceites, grasas y aromas líquidos en los polvos sin formar grumos
El líquido se aporta de forma selectiva allí donde la actividad de mezclado es máxima
Los grumos se forman por regla general por una sobrehumectación local. Precisamente eso hay que evitarlo. Por eso en amixon® la dosificación se realiza mediante lanzas de adición precisas. Estas se pueden equipar con boquillas de uno, de dos o de varios fluidos. Según la aplicación, el líquido se introduce desde arriba sobre el producto en movimiento o por debajo del nivel de llenado, directamente en el lecho de polvo. Allí se encuentra la zona de acción del rotor de corte.
El rotor distribuye el líquido de forma microfina en el polvo. La herramienta de mezclado principal asume la mezcla macroscópica. Está ejecutada por lo general con geometría SinConcave®/SinConvex®. Las herramientas ComDisc® favorecen un vaciado prácticamente sin residuos. Así se obtiene una incorporación uniforme con una cámara de mezclado limpia.
La boquilla de dos fluidos genera la atomización más fina. Es especialmente adecuada para pequeñas cantidades de adición. Esto se aplica, por ejemplo, a los aromas o a las soluciones vitamínicas oleosas.
Reología y humectación
Las propiedades del líquido son decisivas para el resultado del mezclado. Los procesos de humectación son especialmente difíciles cuando el líquido es muy viscoso y el polvo es muy fino y pulverulento. Entonces aumenta el riesgo de grumos y de una distribución irregular.
Al aumentar la temperatura disminuye la viscosidad de muchos líquidos. De ese modo se pueden bombear, dosificar y atomizar mejor. Por eso los mezcladores de amixon® se pueden equipar opcionalmente con una doble camisa termorregulable. Así las grasas permanecen por encima de su punto de fusión. Se evitan las zonas frías de pared. Eso reduce las adherencias y las solidificaciones.
También el comportamiento bajo cizalla es importante. Algunos líquidos se vuelven más fluidos con una cizalla mayor. Otros reaccionan de forma sensible y deberían tratarse con especial suavidad. Por eso el sistema de boquillas, la temperatura y la intensidad de mezclado se ajustan siempre al producto.
Es decisivo además el grado en que el polvo puede absorber líquido. Una superficie específica grande, unas estructuras capilares finas y unas superficies de partícula distintas influyen mucho en la humectación. De ahí resultan requisitos para el tamaño de gota, la velocidad de dosificación y la energía de mezclado.
Estrategia de dosificación reproducible
La adición de líquido se realiza de forma continua y finamente dosificada durante el proceso de mezclado por lotes. Con proporciones elevadas de grasa puede realizarse en varios pasos con fases intermedias de mezclado. Los pasos del proceso se pueden memorizar en el PLC.
La intensidad de mezclado es ajustable de forma continua. Va desde una humectación suave hasta una mezcla intensa. Así la aportación de energía se puede adaptar a productos sensibles o robustos.
El grado de llenado puede variar entre aproximadamente el 10 % y el 100 %. La calidad de mezcla se mantiene también con un grado de llenado cambiante. Al emplear un rotor de corte, el grado de llenado mínimo puede ser sin embargo mayor.
Selección de la instalación y validación
Según la aplicación se emplean mezcladores verticales, mezcladores cónicos o sistemas de funcionamiento continuo. Para los productos exigentes se emplean mezcladores verticales (VM, SH, HM), mezcladores cónicos (AM) o el AMK.
El comportamiento de humectación, la capacidad de fijación de aceite y la estrategia de dosificación se comprueban en el centro de ensayos de amixon® con productos originales. Eso da seguridad para el posterior funcionamiento de producción. Precisamente con los polvos complejos, este ensayo práctico es a menudo imprescindible.
Tratamiento suave de productos sensibles
Para el té, las hierbas y las especias, amixon® ofrece procesos de mezclado especialmente suaves. Las velocidades de giro bajas conservan las estructuras frágiles. Al mismo tiempo permiten un vaciado casi completo y una limpieza rápida. Eso es ventajoso sobre todo con cambios frecuentes de formulación.
El mezclador de silo Gyraton® GM homogeneiza grandes lotes de especias, té o café de forma ideal, con una aportación de potencia mínima y con especial suavidad. Son posibles volúmenes de hasta 100 m³.
El mezclador cónico de amixon® es especialmente adecuado para los llamados procesos de mezclado multietapa. De ese modo se pueden sustituir las premezclas.
El diseño higiénico como base
Todas las propiedades mencionadas se basan en el diseño higiénico de amixon®. La cámara de mezclado y el órgano mezclador están soldados sin juntas y pulidos. El órgano mezclador solo está apoyado en la parte superior. Con ello desaparece el paso inferior del eje, que es crítico.
Las grandes puertas de inspección Clever-Cut® con la junta OmgaSeal® sin espacios muertos permiten el acceso a todas las superficies en contacto con el producto. Los órganos de descarga sin espacios muertos y las lanzas de lavado integradas apoyan la limpieza validable en seco y en húmedo. Esto se aplica conforme a EHEDG, FDA y las 3-A Sanitary Standards. Si se desea, también es posible una limpieza totalmente automatizada.