Dos desafíos comunes de la mezcla de polvos, y cómo resolverlos
1. Incorporación de aire y formación de espuma
El desafío:
Uno de los principales desafíos en la mezcla de polvos con líquidos es cómo evitar el ingreso de aire y la formación de espuma no deseados. El aire se puede incorporar en un producto por los mezcladores durante el batido, o al añadir ingredientes como polvos, que tiende a atrapar aire.
Las burbujas de aire suben a la superficie y se escapan. Sin embargo, si hay presencia de ingredientes estabilizadores de espuma, como las proteínas, se estabilizan en forma de espuma en la superficie del producto. El aire se puede disolver en los productos y provocar la formación de espuma más adelante en el proceso de producción.
La incorporación de aire causa problemas serios en el procesamiento. El aire en el producto puede generar una mayor suciedad en los intercambiadores de calor, cavitación en los homogeneizadores, y formación de suero no deseado en los productos fermentados. La suciedad en los intercambiadores de calor lleva a tiempos de actividad más cortos y un mayor tiempo de limpieza. La cavitación en los homogeneizadores lleva a mayores costos de mantenimiento.
En términos de calidad de producto, el aire en el producto puede causar oxidación, ya sea durante el procesamiento o dentro del envase que se envía a los consumidores. La oxidación aumenta el riesgo de mal sabor, cambio de color y pérdida de nutrientes sensibles, como la vitamina C. La incorporación de aire también puede llevar a pérdidas de productos significativas en la producción si el aire genera grandes volúmenes de espuma no deseada en los depósitos de mezcla y otros equipos, ya que la espuma es casi imposible de eliminar.
La solución:
La solución correcta terminará con estos desafíos y garantizará operaciones eficientes con horas de producción más largas, menos costos de mantenimiento y productos finales seguros y de alta calidad.
En primer lugar, debe elegir el equipo de mezcla correcta. Es importante observar toda la línea de procesamiento y tomar todas las medidas para reducir al mínimo el aire y la espuma, en especial cuando trabaja con un producto que es sensible a la incorporación de aire y la formación de espuma. Es importante tener en cuenta el tipo de equipo de mezcla, el diseño del equipo que lo rodea, cómo se añaden los polvos y la temperatura de procesamiento.
Además, es importante observar el tipo de polvo e ingredientes que desea disolver y con qué rapidez necesita que la mezcla esté lista. Los diferentes polvos requieren diferentes cortes y tiempo de disolución.
Cuando tenemos ingredientes que son más fáciles de disolver y la mezcla no es viscosa, generalmente por debajo de 300 cP, se puede usar un mezclador de corte bajo.
Existen algunos ingredientes que requieren más fuerza de corte, como los estabilizadores. Cuanta más viscosidad tiene una mezcla, es más importante reducir al mínimo la incorporación de aire durante la mezcla.
Una buena alternativa es usar un mezclador al vacío, donde los depósitos de mezcla se evacúan y se crea vacío en el interior. La superficie del líquido bordea el vacío en vez del aire, por lo que el batido en el interior del depósito no crea burbujas de aire. Los ingredientes se inyectan a través de entradas para polvos ubicadas en el cuerpo del depósito de mezcla, bien por debajo de la superficie del líquido.
Si no se usa un mezclador de vacío, es de vital importancia controlar el batido para reducir al mínimo la incorporación de aire. Cuando se mezcla con intensidad en la superficie de la mezcla, se crea un vértice, que luego atrae aire al producto. Para no atraer aire al producto, la actividad en la superficie del mezclador debe ser suave, pero en la mezcla debe haber un buen flujo. Esta mezcla debe ser eficiente en el mezclador, tanto a un nivel alto como a un nivel bajo en el depósito.
Es importante reducir al mínimo el tiempo de mezcla y así reducir al mínimo el tiempo durante el cual se puede incorporar aire en el producto. Para polvos más difíciles, como los estabilizadores o el aspartamo, una mayor fuerza de corte puede reducir al mínimo el tiempo de mezcla. Dicha solución es un mezclador que utiliza un rotor y un estator para producir las fuerzas de corte altas necesarias para disolver, emulsionar y dispersar de forma eficiente los ingredientes y, por lo tanto, lograr un producto suave y homogéneo.
Con este enfoque, el líquido y el polvo se empujan hacia abajo, donde las paletas por debajo del rotor empujan la mezcla a través del estator perforado. Este movimiento crea las fuerzas de corte altas necesarias para garantizar que ambos ingredientes se disuelvan de forma eficiente y por completo.
Cuando se debe mezclar un polvo que es más fácil de disolver, un corte más bajo es suficiente y no influirá significativamente en el tiempo de disolución. Una tecnología de mezcla que se puede usar es la tecnología de mezcla de chorro radial, que tiene un corte más bajo y reduce al mínimo la incorporación de aire a través de la actividad suave en la superficie.
Por último, también es importante elegir la temperatura de procesamiento correcta para cada producto. Por ejemplo, es útil realizar el proceso de mezcla a una temperatura más alta, ya que el aire es menos soluble en un entorno cálido.
2. Formación de grumos y atascamientos
El desafío:
La formación de grumos al mezclar polvos con líquidos es una gran preocupación cuando se trabaja con estabilizadores y otros polvos con una viscosidad alta, como el cacao, que son difíciles de humectar. La formación de grumos ocurre cuando se agrega una gran cantidad de polvo a la fase líquida de una sola vez.
Cuando esto sucede, los estabilizadores forman una superficie gelatinosa alrededor de las partículas de polvo. Esta superficie gelatinosa evita que el líquido humedezca el polvo por completo, lo que genera la formación de grumos. La funcionalidad de un estabilizador no se usa de manera eficiente cuando hay formación de grumos, lo que significa que se debe agregar más cantidad a la receta para alcanzar el mismo resultado.
La formación de grumos en el polvo reduce la estabilidad de un producto y puede causar sedimentación, lo que reduce la vida útil. Los grumos también pueden generar problemas de esterilidad en el producto, ya que es probable que la temperatura interior de los grumos no alcance la temperatura necesaria durante el tratamiento del calor.
La formación de grumos particularmente grandes en un producto puede ser un problema si el ingrediente en polvo cohesivo se ha expuesto a la humedad. Los grumos grandes pueden causar atascamientos en el equipo, lo que reduce la capacidad de producción y el rendimiento operativo.
La solución:
Para evitar la formación de grumos y atascamientos, es importante manipular los polvos de forma correcta, elegir el equipo correcto con fuerzas de corte altas, controlar cómo se añade el polvo a la mezcla, y elegir la temperatura de mezcla correcta.
Algunos polvos cohesivos, como los estabilizadores, tienden a formar grumos si no se almacenan ni se manipulan de forma correcta. Los polvos que se almacenan en un entorno húmedo, por ejemplo, absorben humedad y forman grumos.
La mezcla al vacío posibilita almacenar y dosificar el polvo en una sala de procesamiento separada, diseñada para el almacenamiento y el manejo de polvos. Esto garantiza que los polvos no estén expuestos al entorno húmedo del área de mezcla y evita los problemas de formación de grumos y atascamientos relacionados.
Muchos polvos que tienden a formar grumos, como los estabilizadores, también son notablemente difíciles de dispersar. Estos polvos difíciles requieren una mezcla de corte alto para evitar la formación de grumos y atascamientos. Para alcanzar las fuerzas de corte altas necesarias para la dispersión total de los ingredientes en polvo difíciles, es importante que le diseño del depósito y el rotor y el estator estén optimizados.
Los mezcladores por lote, con la unidad de mezcla dentro del depósito mezclador, son la solución ideal al trabajar con polvos difíciles y productos con viscosidad muy alta. Dosificar el polvo en la superficie líquida y transportarlo rápidamente hacia el cabezal de mezcla en un vértice controlado permite lograr la humectación óptima del polvo, ya que garantiza la máxima exposición al medio líquido.
Dado que no hay bucles de circulación alrededor del mezclador, toda la mezcla en el recipiente se fuerza a través del cabezal de mezcla con mayor frecuencia que en los sistemas convencionales con bucles de circulación. Esto mezcla de manera eficiente polvos con baja humectabilidad o solubilidad, así como productos con una viscosidad muy alta.
Los mismos polvos difíciles también se benefician de mezclarse con otros ingredientes en polvo, como el azúcar, antes de añadirlos a la mezcla líquida. Esto permite que los estabilizadores, por ejemplo, que de otro modo solo se introducirían de forma intermitente en cantidades pequeñas, se añadan de una sola vez en un flujo constante y se dispersen más rápidamente en el líquido.
Para disolver con mayor facilidad polvos con viscosidad alta en grandes cantidades, es común procesarlos a una temperatura más alta. Algunos polvos con propiedades funcionales específicas también pueden requerir el procesamiento a una temperatura más alta para activar estas propiedades.
¿Necesita ayuda con los desafíos de la mezcla de polvos?
Nuestros expertos pueden ayudarlo a resolver los desafíos de la mezcla de polvos. Complete el formulario a continuación y nos comunicaremos con usted para ayudarlo.
