Jakie kryteria uwzględnić przy wyborze mieszalnika przypraw ze zintegrowanym dozowaniem cieczy?
Przy wyborze mieszalnika przypraw ze zintegrowanym dozowaniem cieczy należy w równym stopniu uwzględnić jakość produktu, stabilność procesu, higienę i bezpieczeństwo. W centrum uwagi stoją jakość mieszania, odpowiednia aplikacja cieczy oraz higieniczna, dobrze automatyzowalna koncepcja instalacji.
Wymagania inżynierii procesowej
Mieszalnik przypraw powinien osiągać powtarzalną, wysoką jednorodność mieszania, w szczególności przy dodawaniu składników w najmniejszych ilościach, takich jak aromaty, oleje lub oleorezyny (na przykład CV ≤ 5 %). Mieszadło musi wytwarzać wystarczające działanie ścinające, aby zdyspergować aglomeraty powstające przez dozowanie cieczy, nie uszkadzając nadmiernie cząstek przypraw ani nie tracąc aromatów. Rodzaj konstrukcji, geometria narzędzia i prędkość obwodowa dostosowywane są do właściwości przepływowych, wrażliwości cząstek oraz pożądanych wielkości wsadów i wydajności; typowe użyteczne stopnie napełnienia mieszczą się w zakresie od około 40 do 70 % objętości mieszalnika.
System dozowania cieczy
Dla stabilnych receptur wymagane są zdefiniowane dokładności dozowania (około ±0,5 do 4 %). Systemy wolumetryczne są prostsze, natomiast systemy grawimetryczne z czujnikami tensometrycznymi są w znacznym stopniu niezależne od wahań lepkości i temperatury. Wybór dysz jedno- lub dwuczynnikowych, lanc natryskowych albo rur natryskowych zależy od lepkości i kleistości cieczy: media niskolepkie można często dozować prostymi rurami natryskowymi, media wysokolepkie lub kleiste wymagają drobno rozpylających dysz wspomaganych sprężonym powietrzem. Istotne jest umieszczenie punktów dozowania w strefach wysokiej turbulencji, aby uniknąć miejscowego przewilgocenia, powstawania grudek i narostów; urządzenia dozujące nie powinny utrudniać procesu mieszania i powinny być łatwe do czyszczenia oraz konserwacji.
Projektowanie higieniczne i zdolność do czyszczenia
Przyprawy są mikrobiologicznie wrażliwymi produktami naturalnymi, dlatego komora mieszania i system dozowania powinny być zaprojektowane zgodnie z zasadami projektowania higienicznego: geometria o niewielu strefach martwych, nachylone i samoopróżniające się powierzchnie, powierzchnie mające kontakt z produktem o niskiej chropowatości (na przykład Ra ≤ 0,8 µm) oraz odpowiednie materiały (typowo stal nierdzewna 1.4404 / AISI 316L). Zintegrowane systemy CIP i WIP ze strategicznie rozmieszczonymi głowicami natryskowymi i dyszami skracają przestoje i zmniejszają zanieczyszczenia krzyżowe przy zmianach receptur. Uszczelnienia i elastomery muszą być zgodne z prawem żywnościowym i sensorycznie neutralne.
Sterowanie, bezpieczeństwo i opłacalność
Automatyzacja powinna wspierać fazowe dozowanie cieczy (na przykład po fazie mieszania na sucho lub w interwałach), zarządzanie recepturami i pełne śledzenie wsadów. Dane procesowe, takie jak rzeczywiste ilości dozowane, czasy mieszania i temperatury, są dokumentowane i najlepiej włączane do systemów nadrzędnych. Ponieważ pyły przyprawowe mogą być wybuchowe, konieczne jest odpowiednie rozwiązanie ATEX (uziemienie, unikanie źródeł zapłonu, dostosowane komponenty elektryczne) oraz skuteczna technika odciągu i filtracji. Konstrukcje przyjazne konserwacji i dobrze dostępne, a także energooszczędne napędy i przemyślana koncepcja części zużywalnych obniżają koszty cyklu życia i zapewniają ekonomiczną eksploatację.
W ten sposób amixon® wprowadza oleje, tłuszcze i ciekłe aromaty do proszków bez grudek
Ciecz jest dozowana celowo tam, gdzie panuje najwyższa aktywność mieszania
Grudki powstają najczęściej przez miejscowe przezwilżenie. Właśnie tego należy unikać. Dlatego dozowanie odbywa się w amixon® przez precyzyjne lance podające. Mogą one być wyposażone w dysze jedno-, dwu- lub wieloczynnikowe. Zależnie od zastosowania ciecz wprowadzana jest od góry na poruszaną mieszaninę albo poniżej zwierciadła napełnienia bezpośrednio do złoża proszku. Tam znajduje się obszar działania rotora tnącego.
Rotor rozprowadza ciecz mikrodrobno w proszku. Główne mieszadło przejmuje wymieszanie makroskopowe. Jest ono najczęściej wykonane w geometrii SinConcave®/SinConvex®. Narzędzia ComDisc® wspierają niemal bezpozostałościowe opróżnianie. Powstaje w ten sposób równomierne wmieszanie przy czystej komorze mieszania.
Dysza dwuczynnikowa wytwarza najdrobniejsze rozpylenie. Nadaje się szczególnie do małych ilości dodawanych. Dotyczy to na przykład aromatów lub roztworów witamin zawierających olej.
Reologia i zwilżanie
Właściwości cieczy są decydujące dla wyniku mieszania. Szczególnie trudne są procesy zwilżania, gdy ciecz jest wysokolepka, a proszek bardzo drobny i pylisty. Wzrasta wtedy zagrożenie grudkami i nierównomiernym rozprowadzeniem.
Wraz ze wzrostem temperatury lepkość wielu cieczy maleje. Dzięki temu dają się lepiej pompować, dozować i rozpylać. Mieszalniki amixon® mogą być dlatego opcjonalnie wyposażone w temperowany płaszcz podwójny. Tłuszcze pozostają w ten sposób powyżej swojej temperatury topnienia. Unika się zimnych strefy przyściennych. Zmniejsza to nalepy i zestalenia.
Ważne jest również zachowanie pod ścinaniem. Niektóre ciecze stają się przy wyższym ścinaniu bardziej rzadkie. Inne reagują wrażliwie i powinny być traktowane szczególnie łagodnie. Dlatego układ dysz, temperatura i intensywność mieszania są zawsze dostosowywane do produktu.
Decydujące jest ponadto, jak dobrze proszek może przyjmować ciecz. Duża powierzchnia właściwa, drobne struktury kapilarne i różne powierzchnie cząstek silnie wpływają na zwilżanie. Wynikają z tego wymagania wobec wielkości kropel, szybkości dozowania i energii mieszania.
Powtarzalna strategia dozowania
Dozowanie cieczy odbywa się w sposób ciągły i drobno dozowany podczas wsadowego procesu mieszania. Przy dużych udziałach tłuszczu może przebiegać w kilku krokach z fazami mieszania pośredniego. Kroki procesu można zapisać w sterowniku PLC.
Intensywność mieszania jest bezstopniowo regulowana. Sięga od łagodnego nawilżania do intensywnego wymieszania. Dzięki temu wprowadzanie energii można dostosować do produktów wrażliwych lub odpornych.
Stopień napełnienia może zmieniać się między około 10 % a 100 %. Także przy zmiennym stopniu napełnienia jakość mieszania zostaje zachowana. Przy zastosowaniu rotora tnącego minimalny stopień napełnienia może jednak być wyższy.
Wybór instalacji i walidacja
Zależnie od zastosowania stosowane są mieszalniki pionowe, mieszalniki stożkowe lub systemy pracujące w sposób ciągły. Do produktów wymagających stosuje się mieszalniki pionowe (VM, SH, HM), mieszalniki stożkowe (AM) albo AMK.
Zachowanie przy zwilżaniu, zdolność wiązania oleju i strategia dozowania są sprawdzane w centrum prób amixon® z produktami oryginalnymi. Daje to bezpieczeństwo dla późniejszej eksploatacji produkcyjnej. Właśnie przy złożonych proszkach ta praktyczna próba jest często nieodzowna.
Łagodna obróbka produktów wrażliwych
Do herbaty, ziół i przypraw amixon® oferuje szczególnie łagodne procesy mieszania. Niskie prędkości obrotowe zachowują kruche struktury. Jednocześnie umożliwiają niemal całkowite opróżnianie i szybkie czyszczenie. Jest to korzystne przede wszystkim przy częstych zmianach receptur.
Mieszalnik silosowy Gyraton® GM homogenizuje duże wsady przypraw, herbaty lub kawy idealnie, przy minimalnym wkładzie mocy i szczególnie łagodnie. Możliwe są objętości do 100 m³.
Mieszalnik stożkowy amixon® nadaje się szczególnie dobrze do tak zwanych wieloetapowych procesów mieszania. W ten sposób można zastąpić premiksy.
Projektowanie higieniczne jako podstawa
Wszystkie wymienione właściwości opierają się na projektowaniu higienicznym amixon®. Komora mieszania i mieszadło są spawane bez szczelin i polerowane. Mieszadło jest łożyskowane wyłącznie od góry. Krytyczny dolny przepust wału jest dzięki temu zbędny.
Duże drzwi inspekcyjne Clever-Cut® z pozbawionym stref martwych uszczelnieniem OmgaSeal® umożliwiają dostęp do wszystkich powierzchni mających kontakt z produktem. Pozbawione stref martwych organy wylotowe i zintegrowane lance myjące wspierają walidowalne czyszczenie na sucho i na mokro. Obowiązuje to zgodnie z EHEDG, FDA i 3-A Sanitary Standards. Na życzenie możliwe jest również czyszczenie w pełni zautomatyzowane.