Cinque polveri complesse e suggerimenti su come trattarle

1.      Gli alimenti per neonati devono essere trattati con delicatezza!

Quando si miscelano le polveri, è sempre necessario trovare un equilibrio tra la forza applicata e la necessità di ridurre al minimo la scomposizione degli ingredienti sensibili. Nel caso degli alimenti per neonati, circa il 90% degli ingredienti, considerando il peso totale, è costituito da latte in polvere o derivati del latte. Questi sono ingredienti fragili, quindi è necessario trattarli con delicatezza. Ad esempio, un miscelatore a pale a doppio albero consente di avere una percentuale di scomposizione molto ridotta e offre al contempo un'elevata flessibilità per miscelare ricette diverse.

Cosa succede quando si trasportano prodotti in polvere, come alimenti per neonati, latte scremato in polvere o proteine del siero del latte concentrate, nei vari settori di un impianto? Se non si presta attenzione, anche in questo caso può verificarsi la scomposizione di particelle fragili o la separazione di una miscela di polveri.

I trasportatori a coclea o i convogliatori a vibrazione sono la soluzione ideale per trasportare polveri per distanze molto brevi ma, per le distanze maggiori, è necessario utilizzare i convogliatori pneumatici. Tali apparecchi possono essere basati sulla tecnica dell'aspirazione mediante un sistema a vuoto o su quella della pressione, mediante cui viene soffiata aria in un condotto per trasportare il prodotto da A a B.

In questo caso possiamo distinguere tra il passaggio di polveri in una fase densa o leggera a seconda della concentrazione della polvere in relazione all'aria. In termini di velocità dell'aria, nella fase leggera, la maggior parte dei prodotti viene trasportata a velocità dell'aria tra 15 e 35 m/s, a seconda dei prodotti specifici. La fase leggera viene utilizzata per il 95% dei prodotti in polvere perché la maggior parte delle polveri non è sensibile alla scomposizione durante il trasporto.

Al contrario, nella fase densa, la velocità dell'aria è tra 2 e 10 m/s in modo da provocare meno danni o separazione del prodotto in polvere. Ecco le applicazioni tipiche in cui è richiesto un sistema di trasporto con fase densa: operazioni a valle di un essiccatore a spruzzo, operazioni a valle di un miscelatore di polveri e operazioni a monte di una confezionatrice.

La scelta di una fase densa può essere fondamentale per preservare l'omogeneità di un alimento per neonati dopo la miscelazione. Presso Tetra Pak, abbiamo una vasta esperienza nell'ambito delle complessità della tecnologia a fase densa. L'esperienza è necessaria perché, minore è la velocità dell'aria, maggiore è il rischio di intasamento dei tubi. Non dimentichiamo inoltre che all'interno delle tubazioni in cui passano le polveri sono presenti curve, valvole e turbolenza.

2.      Come aggiungere quantità minuscole a un lotto di grandi dimensioni

I produttori di generi alimentari di oggi realizzano prodotti che soddisfano le tendenze globali emergenti come il benessere e la nutrizione. La crescente domanda di prodotti con maggiori benefici per la salute ha portato all'arricchimento delle ricette con proteine, minerali, vitamine o probiotici e questo è uno dei motivi per cui la moderna miscelazione di polveri è diventata così complessa.

A volte un cliente desidera aggiungere una quantità molto piccola di un particolare ingrediente a una miscela di polveri. La dose potrebbe essere di alcuni grammi (vedere foto) in un lotto di una tonnellata ed è necessario che venga miscelata in modo uniforme nell'intero lotto. Questi ingredienti potrebbero essere oligoelementi aggiunti per arricchire un alimento per neonati o un integratore per sportivi basato sulle proteine del siero del latte. Ad esempio, il ferro potrebbe essere aggiunto in proporzioni pari a 45 mg/kg o allo 0,45% della miscela totale.

Se un particolare ingrediente è inferiore allo 0,5% della ricetta, il nostro consiglio è quello di effettuare una premiscela in cui l'ingrediente minore è miscelato con un ingrediente principale, ad esempio la polvere di base o un vettore come il lattosio o la maltodestrina. In tal modo, la premiscela può essere aggiunta alla miscela principale a un livello di dosaggio di almeno il 2%. Ciò consente una miscelazione più omogenea rispetto a quanto avverrebbe se l'ingrediente minore venisse dosato separatamente. La premiscelazione viene effettuata in un miscelatore di piccole dimensioni appositamente adibito a tale scopo.

3.      Cosa rende difficile effettuare miscele 3 in 1?

"3 in 1" è il termine con cui si definisce una miscela che, in genere, contiene latte in polvere o panna da caffè, caffè e zucchero. Si versa un cucchiaino di miscela in una tazza e si aggiunge dell'acqua calda. Questo prodotto all'insegna della praticità può a volte contenere circa il 50% di zucchero. Ciò che è importante sapere sullo zucchero cristallizzato è che la sua densità è pari a circa 0,9 kg/l, elevata rispetto a quella del latte in polvere, pari a 0,5 kg/l. Questo peso ulteriore deve essere preso in considerazione quando si carica un miscelatore. Ad esempio, con un miscelatore a pale a doppio albero con una capacità di 1.000 litri, il volume di miscela deve essere mantenuto al di sotto del 50% della capacità di riempimento, altrimenti le forze e la coppia richieste per muovere lo zucchero cristallizzato possono sovraccaricare il motore.

Chiunque operi nel settore del trattamento delle polveri sa che la densità della polvere è una delle caratteristiche principali da tenere presente durante la miscelazione, il trasporto o quando si utilizza qualsiasi apparecchiatura meccanica per il trattamento della polvere. Tuttavia, non molti sanno che il fattore principale da considerare non è solo la densità, bensì la frizione. La frizione dipende non solo dalla densità, ma dalla forma, dalla durezza e dall'energia superficiale delle particelle di polvere.

Un esperimento svolto presso il nostro Centro di sviluppo delle polveri in Francia ha prodotto un risultato interessante. Un miscelatore a pale a doppio albero è stato caricato con 700 kg di zucchero cristallizzato, quindi è stato misurato il carico sulle pale. Quando, in seguito, sono stati aggiunti 300 kg di latte in polvere, in realtà il carico si è dimezzato, nonostante il peso supplementare nel miscelatore. Il latte in polvere ha parzialmente rivestito le particelle di zucchero e ha quindi ridotto la frizione sulle pale del miscelatore.  Ciò illustra il motivo per cui è necessario esaminare l'intera ricetta da trattare per determinare la quantità di carico. In questo modo, è possibile massimizzare la quantità di polvere che può essere caricata in un miscelatore per miscele 3 in 1 in modo da ottenere una capacità di produzione superiore.

Se possibile, è opportuno eseguire test di miscelazione a livello di un impianto pilota per definire i tempi di miscelazione più efficienti e la capacità di carico per ogni ricetta.

4.      DHA e ARA tendono ad attaccarsi

DHA sta per acido docosaesaenoico e ARA sta per acido arachidonico. Sono entrambi acidi grassi a catena lunga e vengono a volte aggiunti come integratori agli alimenti per neonati.

Le polveri DHA e ARA sono be note nel trattamento delle polveri per il loro elevato livello di viscosità, ma ve ne sono molte con proprietà diverse. La maggior parte dei tipi di DHA e ARA tende ad attaccarsi ai lati del miscelatore molto più di altri ingredienti. Ciò può costituire una difficoltà poiché alcuni di questi integratori viscosi potrebbero andare persi quando il miscelatore viene pulito e potrebbero non venire mischiati sufficientemente con il resto dell'alimento per neonati.   

Il nostro team di esperti sul trattamento delle polveri ha sviluppato di recente un'opzione per i miscelatori di polveri basata sulla tecnologia a getto d'aria. Dirigendo i getti d'aria sui lati del miscelatore e applicando un breve getto d'aria al momento dello scarico, le polveri rimaste attaccate ai lati vengono aerodisperse e tornano nel miscelatore. Questa tecnica è chiamata "lavaggio" e può essere utilizzata per ridurre l'accumulo di ingredienti appiccicosi all'interno di un miscelatore e per ridurre le perdite di prodotto. In effetti, il nuovo sistema Tetra Pak® Air Jet Cleaning per polvere si è dimostrato efficace nel rimuovere alcuni tipi di depositi di DHA e ARA.

5.      Far fluire la farina d'avena non è facile

Le bevande a base di avena stanno diventando sempre più popolari dopo il successo di Oatly, la bevanda all'avena originale. La farina d'avena utilizzata per rendere queste bevande può essere problematica quando versata in un miscelatore perché non è a flusso libero; anzi, il contrario!

Un cliente che produce bevande all'avena potrebbe versare la farina da una tramoggia in un miscelatore a elevato sforzo di taglio in un processo da polvere a liquido. La farina d'avena, in particolare, tende a non fluire adeguatamente e a rimanere attaccata nella tramoggia. Alcuni metodi semplici per evitare ciò sono costituiti dall'introduzione di un dispositivo, ad esempio un fondo o un laterale vibrante, oppure dalla pulizia del sistema con aria compressa. 

In Tetra Pak, abbiamo un dettagliato know-how sul design delle tramogge e sulle tubazioni di collegamento. Le tramogge devono spesso essere costruite in modo personalizzato per uno specifico tipo di polvere, in modo che abbiano l'angolazione giusta sui lati e gli accessori adeguati, ad esempio un dispositivo a vibrazione o un sistema di pulizia ad aria.

Consulenza sempre disponibile

Ciò che è chiaro da tutti questi esempi è che la conoscenza approfondita delle caratteristiche della polvere è fondamentale per poter selezionare le apparecchiature e il processo adeguati non solo per la miscelazione, ma anche per il design della tramoggia e il trasporto pneumatico. Indipendentemente dalle difficoltà che l'ingrediente presenta, esistono modi per risolvere tali problemi e la consulenza di esperti è sempre disponibile.