Två vanliga utmaningar vid pulvermixning – och hur du löser dem
1. Luftinneslutning och skumning
Utmaningen:
En av de största utmaningarna när pulver mixas med vätskor är att undvika oönskad luft och skumning. Luft kan inneslutas i produkten av mixrar med vispningsfunktion eller när ingredienser som pulver tillsätts, vilket har en tendens att stänga inne luft.
Luftbubblor stiger till ytan och avges sedan. Om skumstabiliserande ingredienser som protein förekommer stabiliseras de dock i skummet på produktens yta i stället. Luft kan lösas upp i produkter och orsaka skumning längre fram i produktionsprocessen.
Luftinneslutning orsakar allvarliga problem vid beredning. Luft i produkten kan leda till ökad nedsmutsning i värmeväxlare, kavitation i homogenisatorer och oönskad uppkomst av vassle i fermenterade produkter. Nedsmutsning i värmeväxlare medför kortare driftcykler och ökad rengöringstid. Kavitation i homogenisatorer leder till högre underhållskostnader.
När det gäller produktkvalitet kan luft i produkten orsaka oxidering, både under beredning och i förpackningen på väg till konsumenter. Oxidering ökar risken för bismaker, färgförändringar och förlust av känsliga ingredienser som C-vitamin. Luftinneslutning kan också leda till betydande produktsvinn i produktionen – om luften bildar stora mängder oönskat skum i mixningstankar och annan utrustning, eftersom är nästan omöjligt att få bort.
Lösningen:
Med rätt lösning kan man komma tillrätta med de här utmaningarna och säkerställa effektiv drift med längre produktionstider, lägre underhållskostnader och säkra slutprodukter av hög kvalitet.
Först behöver du välja rätt mixningsutrustning. Det är viktigt att titta på hela processlinjen och vidta åtgärder för att minimera luft och skum – framför allt om du arbetar med en produkt som är känslig för luftinneslutning och lätt skummar sig. Det är viktigt att fundera över typen av mixningsutrustning, designen på omgivande utrustning, hur pulver tillsätts samt processtemperatur.
Det är också viktigt att titta på vilken typ av pulver och ingredienser du vill lösa upp och hur snabbt du vill att blandningen ska vara klar. Olika pulver kräver olika skjuvkraft och tid för att lösas upp.
Om vi tittar på ingredienser som är förhållandevis enkla att lösa upp och blandningen är icke-viskös, vanligtvis under 300cP, kan man ofta använda en mixer med låg skjuvning.
Vissa ingredienser kräver högre skjuvkraft, till exempel stabiliseringsmedel. Ju mer viskös en blandning är, desto viktigare är det att minimera luftinneslutningen när blandningen mixas.
Ett bra alternativ är då att använda en vakuummixer, där mixningstanken är evakuerad och ett vakuum skapas i tanken. Vätskans yta gränsar då mot vakuum i stället för luft, vilket innebär att vispningen inuti mixningstanken inte bildar luftbubblor. Ingredienser sprutas in genom pulverinlopp som är placerade en bra bit under vätskeytan i mixningstanken.
Om du inte använder en vakuummixer är det otroligt viktigt att kontrollera vispningen för att minimera luftinneslutning. Om kraftfull mixning görs på ytan av en blandning bildas en virvel som sedan drar in luft i produkten. För att undvika att dra in luft i produkten bör aktiviteten på ytan av mixern vara obefintlig, samtidigt som det skapas ett bra flöde i blandningen. Mixningen bör vara effektiv i mixern både högt upp och långt ner i tanken.
Det är viktigt att minimera mixningstiden och därmed minimera den tid som luft har möjlighet att införlivas i produkten. Vid svårare ingredienser som stabiliseringsmedel och aspartampulver kan högre skjuvkraft användas för att minimera mixningstiden. En sådan lösning är en mixer som använder rotor och stator för att skapa den höga skjuvkraft som krävs för att effektivt lösa upp, emulgera och sprida ingredienserna och därmed bilda en slät och homogen produkt.
Med den här metoden tvingas vätskan och pulvret ned till den plats där bladen under rotorn pressar blandningen genom den perforerade statorn. Genom rörelsen skapas den höga skjuvkraft som krävs för att se till att båda ingredienserna löses upp effektivt och fullständigt.
Vid blandning av pulver som är lättare att lösa upp räcker det med låg skjuvning och det påverkar inte upplösningstiden i någon större grad. En mixningsteknik som då kan användas är radial jet-blandningsteknik, som har lägre skjuvkraft och minimerar luftinneslutningen genom låg aktivitet på ytan.
Slutligen är det viktigt att välja rätt processtemperatur till varje produkt. Till exempel är det bra att utföra mixningsprocessen i högre temperatur, eftersom luft är mindre lösligt i en varm miljö.
2. Klumpbildning och igensättning
Utmaningen:
Uppkomsten av klumpar vid mixning av pulver med vätskor är ett särskilt stort problem när man arbetar med högviskösa stabiliseringsmedel och andra pulver, som kakao, som är svåra att blanda med vätska. Klumpar bildas när stora mängder pulver tillsätts på en gång under vätskefasen.
När så sker kan stabiliseringsmedel bilda en gelerande yta kring pulverpartiklar. Den geléaktiga ytan förhindrar att vätskan blötlägger pulvret helt och hållet och kan få pulvret att klumpa sig. Stabiliseringsmedlets funktion används inte på ett effektivt sätt när klumpar bildas, vilket innebär att mer behöver tillsättas i receptet för att uppnå samma funktionella resultat.
Pulverklumpar minskar produktens stabilitet och kan leda till sedimentering, vilket förkortar hållbarhetstiden. Klumpar kan också orsaka sterilitetsproblem i produkten, eftersom klumparnas innertemperatur inte alltid motsvarar den temperatur som krävs för värmebehandling.
Om extra stora klumpar bildas i produkten kan utgöra ett problem om den sammanhängande pulveringrediensen har utsatts för fukt. De här stora klumparna kan orsaka igensättning i utrustning, sänka produktionskapaciteten och försämra effektiviteten.
Lösningen:
För att förhindra klumpbildning och igensättning är det viktigt att hantera pulvret på rätt sätt, välja rätt utrustning med hög skjuvkraft, kontrollera hur pulvret tillsätts i blandningen och välja rätt mixningstemperatur.
Vissa sammanhängande pulver, som stabiliseringsmedel, har en tendens att klumpa sig om de inte förvaras eller hanteras på rätt sätt. Pulver som förvaras i fuktig miljö, till exempel, absorberar fukt och bildar klumpar.
Med vakuummixning går det att lagra och dosera pulvret i en separat processhall avsedd för lagring och hantering av pulver. På så sätt säkerställs att pulvren inte exponeras för den fuktiga miljön i mixningsområdet och därmed undviks tillhörande problem med klumpbildning och igensättning.
Många pulver har en tendens att klumpa sig, exempelvis stabiliseringsmedel, samtidigt som de är kända för att vara svåra att blanda ut. De här knepiga pulvren kräver mixning med hög skjuvning för att förhindra klumpbildning och igensättning. För att åstadkomma den höga skjuvkraft som krävs för att helt blanda ut svåra pulveringredienser, är det viktigt att designen på tanken och rotor/stator är optimal.
Batchmixrar, som har mixningsenheten inuti mixertanken, är den perfekta lösningen vid arbete med svåra pulver och högviskösa produkter. Pulvret doseras på vätskans yta och transporteras snabbt ned mot mixningshuvudet i en kontrollerad virvel. Optimal blötläggning av pulvret uppnås genom att säkerställa maximal exponering för vätskemediet.
Eftersom det inte finns några cirkulationsslingor runt mixern tvingas hela blandningen i behållaren genom mixningshuvudet oftare än i konventionella system med cirkulationsslingor. På så sätt blandas effektivt pulver med låg vätbarhet och löslighet, liksom produkter med väldigt hög viskositet.
Samma problematiska pulver kan också med fördel mixas med andra pulveringredienser, exempelvis socker, innan de tillsätts i en vätskeblandning. Därmed kan stabiliseringsmedel, till exempel, som annars behöver tillsättas stegvis och i små mängder, tillsättas allt på en gång i ett jämnt flöde och snabbare blandas ner i vätskan.
För att enklare lösa upp högviskösa pulver i stora mängder är det vanligt att använda en högre processtemperatur. Vissa pulver med särskilda funktionella egenskaper kan även behöva beredas i högre temperatur för att egenskaperna ska aktiveras.
Behöver du hjälp med dina utmaningar inom pulvermixning?
Våra experter kan hjälpa dig att lösa dina utmaningar inom pulvermixning Fyll i formuläret nedan, så hör vi av oss för att se hur vi kan hjälpa till.
