Quali criteri considerare nella scelta di un miscelatore per spezie con dosaggio del liquido integrato?
Nella scelta di un miscelatore per spezie con dosaggio del liquido integrato devono essere considerati in egual misura qualità del prodotto, stabilità di processo, igiene e sicurezza. Al centro stanno la qualità di miscelazione, un'applicazione del liquido adeguata e un concetto di impianto conforme all'igiene e ben automatizzabile.
Requisiti di ingegneria di processo
Un miscelatore per spezie dovrebbe raggiungere un'omogeneità di miscelazione elevata e riproducibile, in particolare con l'aggiunta di componenti in quantità minime come aromi, oli o oleoresine (per esempio CV ≤ 5 %). L'utensile di miscelazione deve generare un'azione di taglio sufficiente per dispergere gli agglomerati che si formano con l'aggiunta di liquido, senza danneggiare eccessivamente le particelle di spezie o perdere aromi. Forma costruttiva, geometria dell'utensile e velocità periferica vengono adattate alle proprietà di scorrimento, alla sensibilità delle particelle nonché alle dimensioni di lotto e alle portate desiderate; i gradi di riempimento utilizzabili tipici si collocano nel campo di circa il 40–70 % del volume del miscelatore.
Sistema di dosaggio del liquido
Per ricette stabili sono necessarie precisioni di dosaggio definite (circa ±0,5–4 %). I sistemi volumetrici sono più semplici, quelli gravimetrici tramite celle di carico sono invece in larga misura indipendenti dalle oscillazioni di viscosità e di temperatura. La scelta tra ugelli mono- o bifluido, lance di spruzzatura o tubi di spruzzatura dipende dalla viscosità e dall'adesività del liquido: i mezzi a bassa viscosità si possono spesso dosare con semplici tubi di spruzzatura, quelli ad alta viscosità o collosi richiedono ugelli a nebulizzazione fine, assistiti da aria compressa. Importante è il posizionamento dei punti di dosaggio in zone di elevata turbolenza, per evitare sovraumidificazione locale, formazione di grumi e incrostazioni; i dispositivi di dosaggio non dovrebbero ostacolare il processo di miscelazione e dovrebbero essere facili da pulire ovvero da manutenere.
Hygienic design e pulibilità
Le spezie sono prodotti naturali sensibili dal punto di vista microbiologico, perciò camera di miscelazione e sistema di dosaggio dovrebbero essere dimensionati secondo i principi dell'hygienic design: geometria povera di spazi morti, superfici inclinate e autosvuotanti, superfici a contatto con il prodotto con bassa rugosità (per esempio Ra ≤ 0,8 µm) nonché materiali adeguati (tipicamente acciaio inossidabile 1.4404 / AISI 316L). Sistemi CIP/WIP integrati con teste di spruzzatura e ugelli collocati in modo strategico riducono i tempi di fermo e le contaminazioni crociate nei cambi di ricetta. Guarnizioni ed elastomeri devono essere conformi alla normativa alimentare e neutri dal punto di vista sensoriale.
Comando, sicurezza ed economicità
L'automazione dovrebbe supportare l'aggiunta di liquido per fasi (per esempio dopo la fase di miscelazione a secco o a intervalli), la gestione delle ricette e una tracciabilità dei lotti senza lacune. I dati di processo come le quantità dosate effettive, i tempi di miscelazione e le temperature vengono documentati e idealmente integrati nei sistemi sovraordinati. Poiché le polveri di spezie possono essere esplosive, sono necessari un dimensionamento ATEX adeguato (messa a terra, prevenzione delle fonti di innesco, componenti elettrici adattati) nonché un'efficace tecnica di aspirazione e di filtrazione. Costruzioni facili da manutenere e ben accessibili nonché azionamenti efficienti dal punto di vista energetico e un concetto ben studiato dei pezzi di usura abbassano i costi del ciclo di vita e assicurano un esercizio economico.
Così amixon® incorpora oli, grassi e aromi liquidi nelle polveri senza grumi
Il liquido viene immesso in modo mirato là dove l'attività di miscelazione è massima
I grumi nascono di regola da una sovrabagnatura locale. È proprio questo che va evitato. Per questo in amixon® il dosaggio avviene tramite lance di aggiunta precise. Queste possono essere equipaggiate con ugelli mono-, bi- o multifluido. A seconda dell'applicazione il liquido viene immesso dall'alto sul prodotto in movimento oppure al di sotto del livello di riempimento, direttamente nel letto di polvere. Là si trova la zona d'azione del rotore di taglio.
Il rotore distribuisce il liquido in modo microfine nella polvere. L'utensile di miscelazione principale si occupa della miscelazione macroscopica. È realizzato in prevalenza nella geometria SinConcave®/SinConvex®. Gli utensili ComDisc® favoriscono uno svuotamento quasi privo di residui. Si ottiene così un'incorporazione uniforme con una camera di miscelazione pulita.
L'ugello bifluido genera la nebulizzazione più fine. Si presta in particolare a piccole quantità di aggiunta. Questo vale per esempio per gli aromi o per le soluzioni vitaminiche oleose.
Reologia e bagnatura
Le proprietà del liquido sono decisive per il risultato di miscelazione. I processi di bagnatura sono particolarmente difficili quando il liquido è ad alta viscosità e la polvere è molto fine e polverulenta. Aumenta allora il pericolo di grumi e di distribuzione non uniforme.
Con l'aumentare della temperatura la viscosità di molti liquidi diminuisce. In questo modo si lasciano pompare, dosare e nebulizzare meglio. I miscelatori amixon® possono perciò essere equipaggiati in opzione con una doppia camicia termoregolabile. I grassi restano così al di sopra del loro punto di fusione. Si evitano zone di parete fredde. Questo riduce adesioni e solidificazioni.
Anche il comportamento sotto taglio è importante. Alcuni liquidi diventano più fluidi con un taglio più elevato. Altri reagiscono in modo sensibile e dovrebbero essere trattati in modo particolarmente delicato. Per questo sistema di ugelli, temperatura e intensità di miscelazione vengono sempre calibrati sul prodotto.
Determinante è inoltre quanto bene la polvere può assorbire il liquido. Una grande superficie specifica, strutture capillari fini e superfici delle particelle differenti influenzano fortemente la bagnatura. Da ciò derivano i requisiti per la dimensione delle gocce, la velocità di dosaggio e l'energia di miscelazione.
Strategia di dosaggio riproducibile
L'aggiunta del liquido avviene in continuo e con dosaggio fine durante il processo di miscelazione del lotto. Con percentuali elevate di grasso può avvenire in più passaggi con fasi di miscelazione intermedie. Le fasi di processo si possono memorizzare nel PLC.
L'intensità di miscelazione è regolabile in continuo. Va dall'umidificazione delicata fino alla miscelazione intensa. Così l'immissione di energia può essere adattata a prodotti sensibili o robusti.
Il grado di riempimento può variare tra circa il 10 % e il 100 %. Anche con grado di riempimento variabile la qualità di miscelazione si mantiene. Con l'impiego di un rotore di taglio il grado di riempimento minimo può però essere più elevato.
Scelta dell'impianto e validazione
A seconda dell'applicazione vengono impiegati miscelatori verticali, miscelatori conici o sistemi a funzionamento continuo. Per i prodotti esigenti si impiegano miscelatori verticali (VM, SH, HM), miscelatori conici (AM) oppure l'AMK.
Il comportamento di bagnatura, la capacità di legare olio e la strategia di dosaggio vengono verificati nel centro prove amixon® con i prodotti originali. Questo dà sicurezza per il successivo esercizio di produzione. Proprio con le polveri complesse questa prova pratica è spesso indispensabile.
Lavorazione delicata di prodotti sensibili
Per tè, erbe e spezie amixon® offre processi di miscelazione particolarmente delicati. I bassi numeri di giri conservano le strutture fragili. Al tempo stesso consentono uno svuotamento quasi completo e una pulizia rapida. Questo è un vantaggio soprattutto con cambi di ricetta frequenti.
Il silo miscelatore Gyraton® GM omogeneizza grandi lotti di spezie, tè o caffè in modo ideale, con un apporto di potenza minimo e in modo particolarmente delicato. Sono possibili volumi fino a 100 m³.
Il miscelatore conico amixon® si presta particolarmente bene ai cosiddetti processi di miscelazione multi-step. In questo modo si possono sostituire le premiscele.
L'hygienic design come fondamento
Tutte le proprietà citate si basano sull'hygienic design amixon®. Camera di miscelazione e organo miscelante sono saldati senza fughe e lucidati. L'organo miscelante è supportato solo in alto. Un passaggio d'albero inferiore, critico, viene così a mancare.
Ampi sportelli di ispezione Clever-Cut® con guarnizione OmgaSeal® priva di spazi morti consentono l'accesso a tutte le superfici a contatto con il prodotto. Sistemi di scarico privi di spazi morti e lance di lavaggio integrate sostengono la pulizia a secco e a umido validabile. Questo vale secondo EHEDG, FDA e 3-A Sanitary Standards. Su richiesta è possibile anche una pulizia completamente automatizzata.