2 sfide comuni sulla miscelazione delle polveri e come risolverle
1. Incorporazione aria e formazione di schiuma
La sfida:
Una delle sfide principali nella miscelazione di polveri con liquidi è prevenire la formazione di aria e schiuma indesiderate. L'aria può essere incorporata in un prodotto mediante miscelatori con azione montante, o quando si aggiungono ingredienti come la polvere, che tende ad intrappolare l'aria.
Le bolle d'aria possono salire in superficie e poi uscire. Tuttavia, se sono presenti ingredienti che stabilizzano la schiuma come le proteine, si stabilizzano invece in schiuma sulla superficie del prodotto. L'aria può dissolversi nei prodotti e causare schiuma più avanti nel processo di produzione.
L'incorporazione di aria causa maggiori problemi durante il processo. L'aria nel prodotto può causare un aumento delle incrostazioni negli scambiatori di calore, della cavitazione negli omogeneizzatori e la formazione indesiderata di siero del latte nei prodotti fermentati. L'incrostazione negli scambiatori di calore riduce i tempi di funzionamento e aumenta il tempo di pulizia. La cavitazione negli omogeneizzatori porta a maggiori costi di manutenzione.
In termini di qualità del prodotto, la presenza di aria può causare ossidazione, sia durante la lavorazione sia nella confezione durante il percorso verso i consumatori. L'ossidazione aumenta il rischio di sapori sgradevoli, doratura e perdita di nutrienti sensibili come la vitamina C. L'incorporazione di aria può anche portare a perdite significative di prodotto nella produzione, se l'aria crea grandi volumi di schiuma indesiderata nei serbatoi di miscelazione e in altre apparecchiature, poiché la schiuma è quasi impossibile da rimuovere.
La soluzione:
La soluzione giusta supererà queste sfide e garantirà operazioni efficienti con tempi di produzione più lunghi, costi di manutenzione inferiori e prodotti finali sicuri e di alta qualità.
Per prima cosa, devi scegliere l'attrezzatura di miscelazione giusta. È importante esaminare l'intera linea di lavorazione e adottare tutte le misure per ridurre al minimo l'aria e la schiuma, soprattutto quando si lavora con un prodotto facilmente sensibile all'incorporazione di aria e alla formazione di schiuma. È importante considerare il tipo di attrezzatura di miscelazione, il design dell'attrezzatura circostante, il modo in cui viene aggiunta la polvere e la temperatura di lavorazione.
Altrettanto importante è guardare il tipo di polvere e gli ingredienti che vuoi sciogliere e quanto velocemente devi essere pronto con la tua miscela. Una polvere diversa richiede un taglio e un tempo diversi per essere dissolta.
Quando osserviamo gli ingredienti che sono abbastanza facili da sciogliere e la miscela non è viscosa, in genere al di sotto di 300 cP, è spesso possibile utilizzare un miscelatore con un taglio inferiore.
Ci sono alcuni ingredienti che richiedono forze di taglio più elevate, come gli stabilizzanti. Più una miscela è viscosa, più importante è ridurre al minimo l'incorporazione di aria quando la miscela viene miscelata.
Una buona alternativa è quindi utilizzare un miscelatore sottovuoto, in cui viene evacuato il serbatoio di miscelazione e all'interno viene creato il vuoto. La superficie del liquido confina quindi con il vuoto anziché con l'aria, quindi l'azione di mantecatura all'interno della vasca di miscelazione non crea bolle d'aria. Gli ingredienti vengono iniettati attraverso ingressi della polvere posizionati sul corpo della vasca di miscelazione ben al di sotto della superficie del liquido.
Quando non si utilizza un miscelatore sottovuoto, è della massima importanza controllare l'azione di mantecatura per ridurre al minimo l'incorporazione di aria. Quando viene eseguita una forte miscelazione sulla superficie di una miscela, si crea un vortice che aspira aria nel prodotto. Per non aspirare aria nel prodotto, l'attività superficiale nel miscelatore dev'essere calma ma nella miscela deve esserci un buon flusso. Questa miscelazione dovrebbe essere efficiente nel miscelatore sia ad alto livello che a basso livello in un serbatoio.
È importante ridurre al minimo il tempo di miscelazione e quindi ridurre al minimo il tempo durante il quale l'aria potrebbe essere incorporata nel prodotto. Per più difficili, come stabilizzanti e polveri di aspartame, una forza di taglio maggiore può ridurre al minimo il tempo di miscelazione. Tale soluzione è un miscelatore che utilizza un rotore e uno statore per produrre le elevate forze di taglio necessarie per dissolvere, emulsionare e disperdere efficacemente gli ingredienti e quindi ottenere un prodotto liscio e omogeneo.
Con questo approccio, il liquido e la polvere vengono spinti fino al punto in cui le pale sotto il rotore spingono la miscela attraverso lo statore perforato. Questo movimento crea le elevate forze di taglio necessarie per garantire che entrambi gli ingredienti si dissolvano in modo efficiente e completo.
Quando si deve miscelare una polvere più facile da sciogliere, un taglio più basso è abbastanza buono e non influenzerà in modo significativo il tempo di dissoluzione. Una tecnologia di miscelazione che può essere utilizzata quindi è la tecnologia di miscelazione a getto radiale, che ha un taglio inferiore e che riduce al minimo l'incorporazione di aria grazie alla sua attività superficiale calma.
Infine, è importante anche scegliere la giusta temperatura di trattamento per ogni prodotto. Ad esempio, è utile eseguire il processo di miscelazione a una temperatura più elevata poiché l'aria è meno solubile in un ambiente caldo.
2. Grumi e intasamenti
La sfida:
La formazione di grumi quando si miscelano le polveri con i liquidi è particolarmente preoccupante quando si lavora con stabilizzanti ad alta viscosità e altre polveri, come il cacao, che sono difficili da bagnare. I grumi si verificano quando una grande quantità di polvere viene aggiunta alla fase liquida tutta in una volta.
Quando ciò accade, gli stabilizzanti possono formare una superficie gelificante attorno alle particelle di polvere. La superficie gelificata impedisce al liquido di bagnare completamente la polvere e provoca la formazione di grumi. La funzionalità di uno stabilizzante non viene utilizzata in modo efficiente quando si verifica la formazione di grumi, il che significa che è necessario aggiungerne altri alla ricetta per ottenere gli stessi risultati funzionali.
La formazione di grumi riduce la stabilità di un prodotto e può portare a sedimentazione, che riduce la durata di conservazione. I grumi possono anche causare problemi di sterilità nel prodotto, poiché la temperatura interna dei grumi potrebbe non raggiungere il grado richiesto durante il trattamento a caldo.
La formazione di grumi particolarmente grandi in un prodotto può essere un problema se l'ingrediente in polvere coeso è stato esposto all'umidità. Questi grossi grumi possono causare l'intasamento delle apparecchiature, riducendo la capacità e l'efficienza della produzione.
La soluzione:
Per evitare grumi e intasamenti, è importante manipolare correttamente la polvere, scegliere l'attrezzatura giusta con forze di taglio elevate, controllare il modo in cui la polvere viene aggiunta alla miscela e scegliere la giusta temperatura di miscelazione.
Alcune polveri coesive, come gli stabilizzanti, tendono a formare grumi se non conservate o maneggiate correttamente. Le polveri conservate in un ambiente umido, ad esempio, assorbono l'umidità e formano grumi.
La miscelazione sottovuoto consente di stoccare e dosare la polvere in una sala di lavorazione separata progettata per lo stoccaggio e la manipolazione delle polveri. Ciò garantisce che le polveri non siano esposte all'ambiente umido dell'area di miscelazione e previene i relativi grumi e problemi di intasamento.
Molte polveri che tendono a formare grumi, come gli stabilizzanti, sono anche notoriamente difficili da disperdere. Queste polveri difficili richiedono una miscelazione ad alto taglio per evitare grumi e intasamenti. Per ottenere le forze di taglio elevate richieste per la completa dispersione degli ingredienti in polvere difficili, è importante ottimizzare il design del serbatoio, del rotore e dello statore.
I miscelatori in lotti, con l'unità di miscelazione all'interno della vasca del miscelatore, sono la soluzione ideale quando si tratta di polveri difficili e prodotti altamente viscosi. Dosando la polvere sulla superficie del liquido e trasportandola rapidamente verso la testa di miscelazione in un vortice controllato si ottiene una bagnatura ottimale della polvere garantendo la massima esposizione al mezzo liquido.
Poiché non ci sono circuiti di circolazione attorno al miscelatore, l'intera miscela nel recipiente viene forzata attraverso la testa di miscelazione più spesso rispetto ai sistemi convenzionali con circuiti di circolazione. Questo miscela efficacemente polveri con bassa bagnabilità o solubilità, nonché prodotti con viscosità molto elevata.
Queste stesse polveri difficili beneficiano anche di essere mescolate con altri ingredienti in polvere, come lo zucchero, prima di essere aggiunte a una miscela liquida. Ciò consente ad esempio di aggiungere gli stabilizzanti, che altrimenti devono essere introdotti solo ad intermittenza e in piccole quantità, tutti in una volta in un flusso costante e dispersi più rapidamente nel liquido.
Per dissolvere più facilmente le polveri ad alta viscosità in quantità maggiori, è comune lavorare a una temperatura più elevata. Alcune polveri con specifiche proprietà funzionali possono anche richiedere una lavorazione a temperatura più elevata per attivare queste proprietà.
Ti serve aiuto con le tue sfide sulla miscelazione delle polveri?
I nostri esperti possono aiutarti a risolvere le tue sfide sulla miscelazione delle polveri. Compila il modulo sottostante e ti ricontatteremo per vedere come possiamo aiutarti.
