Quels critères prendre en compte lors du choix d'un mélangeur d'épices avec dosage de liquide intégré ?
Lors du choix d'un mélangeur d'épices à dosage de liquide intégré, la qualité du produit, la stabilité du procédé, l'hygiène et la sécurité doivent être prises en compte à parts égales. La qualité de mélange, une application du liquide appropriée et un concept d'installation de conception hygiénique et bien automatisable sont au centre.
Exigences en génie des procédés
Un mélangeur d'épices devrait atteindre une homogénéité de mélange élevée et reproductible, en particulier lors de l'ajout de très petits composants tels que arômes, huiles ou oléorésines (par exemple CV ≤ 5 %). L'outil de mélange doit produire assez d'effet de cisaillement pour disperser les agglomérats qui naissent de l'ajout de liquide, sans endommager excessivement les particules d'épices ni perdre d'arômes. La construction, la géométrie de l'outil et la vitesse périphérique sont adaptées aux propriétés d'écoulement, à la sensibilité des particules ainsi qu'aux tailles de charge et débits souhaités ; les taux de remplissage utilisables typiques se situent dans la plage d'environ 40 à 70 % du volume du mélangeur.
Système de dosage du liquide
Pour des recettes stables, des précisions de dosage définies sont nécessaires, d'environ ±0,5 à 4 %. Les systèmes volumétriques sont plus simples, tandis que les systèmes gravimétriques à cellules de pesage sont largement indépendants des variations de viscosité et de température. Le choix entre buses monofluides ou bifluides, lances de pulvérisation ou tubes de pulvérisation dépend de la viscosité et du caractère collant du liquide : les milieux de faible viscosité se dosent souvent avec de simples tubes de pulvérisation, les milieux très visqueux ou collants exigent des buses à pulvérisation fine assistées par air comprimé. Il est important de positionner les points de dosage dans des zones de forte turbulence, afin d'éviter une surhumidification locale, la formation de grumeaux et les incrustations ; les dispositifs de dosage ne devraient pas entraver le processus de mélange et devraient être faciles à nettoyer et à entretenir.
La conception hygiénique et la nettoyabilité
Les épices sont des produits naturels sensibles sur le plan microbiologique ; la chambre de mélange et le système de dosage devraient donc être conçus selon les principes de la conception hygiénique : géométrie à faible espace mort, surfaces inclinées et autovidangeantes, surfaces en contact avec le produit à faible rugosité (par exemple Ra ≤ 0,8 µm) ainsi que des matériaux appropriés (typiquement l'acier inoxydable 1.4404 / AISI 316L). Des systèmes CIP/WIP intégrés avec des têtes de pulvérisation et des buses placées de façon stratégique raccourcissent les temps d'arrêt et réduisent les contaminations croisées lors des changements de recette. Les joints et les élastomères doivent être conformes au droit alimentaire et neutres sur le plan sensoriel.
Commande, sécurité et rentabilité
L'automatisation devrait prendre en charge un ajout de liquide par phases (par exemple après une phase de mélange à sec ou par intervalles), la gestion des recettes et une traçabilité complète des charges. Les données de procédé telles que les quantités réellement dosées, les temps de mélange et les températures sont documentées et idéalement intégrées dans des systèmes supérieurs. Comme les poussières d'épices peuvent être explosibles, un dimensionnement ATEX approprié (mise à la terre, prévention des sources d'inflammation, composants électriques adaptés) ainsi qu'une aspiration et une technique de filtration efficaces sont nécessaires. Des constructions faciles à entretenir et bien accessibles ainsi que des entraînements efficaces sur le plan énergétique et un concept de pièces d'usure bien pensé abaissent les coûts du cycle de vie et assurent une exploitation économique.
Ainsi amixon® incorpore huiles, graisses et arômes liquides sans grumeaux dans les poudres
Le liquide est amené de façon ciblée là où l'activité de mélange est la plus forte
Les grumeaux naissent le plus souvent d'un surmouillage local. C'est précisément ce qu'il faut éviter. Le dosage s'effectue donc chez amixon® par des lances d'introduction précises. Celles-ci peuvent être équipées de buses monofluides, bifluides ou multifluides. Selon l'application, le liquide est introduit par le haut sur le produit en mouvement ou sous le niveau de remplissage, directement dans le lit de poudre. C'est là que se trouve la zone d'action du rotor de coupe.
Le rotor répartit le liquide de façon microfine dans la poudre. L'outil de mélange principal assure le brassage macroscopique. Il est le plus souvent réalisé en géométrie SinConcave®/SinConvex®. Les outils ComDisc® soutiennent la vidange quasi exempte de résidus. Il en résulte une incorporation uniforme avec une chambre de mélange propre.
La buse bifluide produit la pulvérisation la plus fine. Elle convient particulièrement aux petites quantités d'ajout. Cela vaut par exemple pour les arômes ou les solutions vitaminiques huileuses.
Rhéologie et mouillage
Les propriétés du liquide sont déterminantes pour le résultat du mélange. Les processus de mouillage sont particulièrement difficiles lorsque le liquide est très visqueux et que la poudre est très fine et pulvérulente. Le risque de grumeaux et de répartition irrégulière augmente alors.
La viscosité de nombreux liquides diminue lorsque la température augmente. Ils se pompent, se dosent et se pulvérisent alors mieux. Les mélangeurs amixon® peuvent donc être équipés en option d'une double enveloppe thermorégulable. Les matières grasses restent ainsi au-dessus de leur point de fusion. Les zones de paroi froides sont évitées. Cela réduit les adhérences et les solidifications.
Le comportement sous cisaillement est également important. Certains liquides deviennent plus fluides sous un cisaillement plus élevé. D'autres réagissent de façon sensible et devraient être traités avec un ménagement particulier. Le système de buses, la température et l'intensité de mélange sont donc toujours accordés au produit.
Ce qui est en outre déterminant, c'est la capacité de la poudre à absorber le liquide. Une grande surface spécifique, des structures capillaires fines et des surfaces de particules différentes influencent fortement le mouillage. Il en découle des exigences quant à la taille des gouttes, à la vitesse de dosage et à l'énergie de mélange.
Une stratégie de dosage reproductible
L'ajout de liquide s'effectue en continu et finement dosé pendant le processus de mélange par charges. Avec des proportions de matières grasses élevées, il peut avoir lieu en plusieurs étapes avec des phases de mélange intermédiaires. Les étapes du procédé peuvent être enregistrées dans l'automate.
L'intensité de mélange est réglable en continu. Elle va de l'humidification ménageante au brassage intensif. L'introduction d'énergie peut ainsi être adaptée à des produits sensibles ou robustes.
Le taux de remplissage peut varier entre environ 10 % et 100 %. La qualité de mélange est conservée même en cas de taux de remplissage changeant. Lors de l'emploi d'un rotor de coupe, le taux de remplissage minimal peut toutefois être plus élevé.
Choix de l'installation et validation
Selon l'application, des mélangeurs verticaux, des mélangeurs coniques ou des systèmes fonctionnant en continu sont mis en œuvre. Pour les produits exigeants, des mélangeurs verticaux (VM, SH, HM), des mélangeurs coniques (AM) ou l'AMK sont employés.
Le comportement au mouillage, la capacité de fixation d'huile et la stratégie de dosage sont éprouvés en halle d'essais amixon® avec les produits d'origine. Cela apporte de la sécurité pour l'exploitation de production ultérieure. C'est justement avec des poudres complexes que cet essai pratique est souvent indispensable.
Le traitement ménageant de produits sensibles
Pour le thé, les plantes aromatiques et les épices, amixon® offre des procédés de mélange particulièrement ménageants. De faibles vitesses de rotation préservent les structures fragiles. En même temps, elles permettent une vidange quasi complète et un nettoyage rapide. Cela est surtout avantageux en cas de changements de recette fréquents.
Le silo mélangeur Gyraton® GM homogénéise idéalement de grandes charges d'épices, de thé ou de café, avec un apport de puissance minimal et de façon particulièrement ménageante. Des volumes jusqu'à 100 m³ sont possibles.
Le mélangeur conique amixon® convient particulièrement bien aux opérations de mélange dites multi-étapes. Des prémélanges peuvent ainsi être remplacés.
La conception hygiénique comme fondement
Toutes les propriétés citées reposent sur la conception hygiénique amixon®. La chambre de mélange et l'outil de mélange sont soudés sans joint apparent et polis. L'outil de mélange n'est monté qu'en partie haute. Un passage d'arbre inférieur critique est ainsi supprimé.
De grandes portes d'inspection Clever-Cut® avec joint OmgaSeal® sans espace mort permettent l'accès à toutes les surfaces en contact avec le produit. Des organes de vidange sans espace mort et des lances de lavage intégrées soutiennent le nettoyage à sec et humide validable. Cela vaut conformément à l'EHEDG, à la FDA et aux 3-A Sanitary Standards. Sur demande, un nettoyage entièrement automatisé est également possible.