巧克力

难混合:解决高粘度流体和非均质固体的问题

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食品厂的行业,面临的挑战混合高粘度液体(脂肪、糖浆等),混合液体含有大量的粉末(团贴,覆盖人次等)或混合在一起在同一配方固体不同的大小、形状和密度(成分为小吃店谷物片,坚果,干果、巧克力粒等)。在这种情况下,拥有合适的机器只是画面的一部分:为了决定混合设备、长度、温度等从而达到预期的结果,需要深入的知识或所有成分。

混合高粘度流体和高固体配方

粘性液体或高固体配方的例子有:在回火过程中的巧克力、牛轧糖、糖果基、许多烘焙面团、面糊、挤压前的意大利面、肉pâté、脂肪等。用于这些应用的机械可以有一个固定的身体和移动的内部搅拌机/搅拌机/搅拌器,或者身体和内部部件都在移动,通常在相反的旋转方向,以增强混合效果。机器可以是立式的,也可以是卧式的。内部混合部件可为中粘度食品的铁铲、螺旋或涡轮;对于高粘度应用,内部器官具有高回弹性,各部分直径大,转速低。一些混合器由一个u形水平槽和一个由内外螺旋带组成的搅拌器组成,螺旋带可以向相反方向或径向移动物料:这种组合促进了快速和彻底的混合,速度在300英尺/分钟(1)的范围内。介质粘度的高固体配方可以在单轴转子/定子搅拌器或高速分散器中制备。对于高粘度相的产品,通常采用多搅拌器和行星混合设备。然而,随着粘度的增加,即使是多轴混合器也最终无法产生足够的流量:合理的解决方案是,不管产品的流量如何,利用通过批处理的搅拌器;这就是行星式搅拌机和叶片式搅拌机(捏合机挤出机)所做的:在行星式搅拌机中,两个或更多的叶片在自己的轴上旋转,因为它们在一个共同的轴上运行; the agitators continually advance into the batch and contact fresh product all the time. Helical blades allow double planetary mixers to handle viscosities as high as 8 million cP (centipoise) (2).

图1:生产快餐棒的重量带式给料系统示例(K-Tron工艺组)

最终产品的粘度是一个重要的参数:例如,对于面糊和涂层,厚度是重要的,以确保涂层过程的成功(对肉,鱼,蔬菜等),并进一步确保涂层在烹饪后的产品。粘度计被用来控制这个参数(3)。在生产结束后,更多的问题出现了,这是清洗时间。许多搅拌机/搅拌机都有CIP(就地清洗)系统,可以很容易地清除所有的食物残渣。然而,高粘度的液体或糊状物会牢牢地粘附在壁面和搅拌器上,因此很难彻底清除所有残留物;通常需要使用刷子、蒸汽、压缩空气和/或高压水喷雾进行手动干预。这种困难不仅会危及微生物安全,还会危及含有不同成分的批次之间的过敏原安全(交叉污染风险)。一个设计良好的搅拌机/搅拌机/搅拌器没有残留物可能堆积的“死区”,内部不锈钢表面必须很好地抛光,包括焊缝;可选的端板刮板可用于容易压饼或包装的材料。冲洗式塞排放阀还可以减少槽内的停滞区域,简化清洗。一些公司生产的混合机具有完全和容易拆卸的搅拌器,允许高速产品转换:使用平法兰翻盖式联轴器将允许操作人员将搅拌器从混合机/搅拌器中升起,而无需移动端轴、轴承或密封; this feature adds cost to the machinery purchase, but can save hours between batches, so it is paramount for plants preparing batches with e.g. different allergen profile (4).

混合(或不混合?)不均匀的固体成分

虽然用于流体,但是可以达到完全混合,而是固体的情况并非如此。可以达到的混合度取决于颗粒的尺寸,形状和密度,它们的骨料倾向,含水量,表面和流动特性的不同材料,混合效率等。混合时间长度也是一个重要的参数:非均相材料在一定时间后达到最大混合均匀性,之后延长混合会导致不同组分的偏析。有许多不同的混合器用于干燥固体食物,一些具有固定体(例如耳蜗混合器),其它具有移动体(例如V-混合器)(5)。有些产品含有这样的混合物,试图混合它们不是一种选择:例如,即时汤可能含有片断,面条或其他面食,干肉粉和/或其他粉末汤作为肉汤等的各种干燥蔬菜等。不可能在早期阶段预防这种混合物,并确保所有成分的一致比例均匀在最终包中,由于成分总是根据其密度和几何形状分开。这些产品需要针对每种成分的单独的灌装站,除非两种或三种成分具有非常相似的?(例如,不同的蔬菜片,而是相同的尺寸和形状,干肉粉和其他粉末成分)。还在两个站点地填充了混合固体和液体,例如罐装豆类或蔬菜,用于两个站点:一个用于固体,一个用于将流体部分(6)上面。在没有手动干预的情况下适当称重和准确地输送成分,可能导致许多过程优势,如少于错误,更好的准确性,较低的批量成本,提高产品质量和制造成本的节省(特别是如果在处理益生菌和维生素等珍贵成分)。称量带馈线系统的组合用于在包装线之前将不同部件计入混合物:通过利用高精度进料机构,可以确保成分固定控制和高产品质量的终端用主义者。这些进料器用于散装材料的连续控制重量喂养,它们具有主要称号,提供可选的次级称重栏,可在持续的在线自动皮革,减少维护和校准频率。在大多数混合应用中,成分通过袋,盒子,鼓或叠层送入成分箱;一旦将这些成分转移到产品箱中,打开箱放电的滑动栅极以允许产品流到下面的饲养料斗。每个单独的部件在预定的配方上计量,并排放到水平输送机;然后发送产品。到旋转木马型包装机;原则上,可以启动和停止每个成分线。然后,剩余的带馈线根据编程的操作序列顺序排出其成分,从而产生分层混合物。皮带馈线的数量可以根据混合物中的组分数(7)而变化。

Bibliografia.

1)www.ribbonblenders.com

2) Charles Ross & Son公司关于混合高固体配方的白皮书

3)www.FoodViscosity.comwww.brookfildengineering.comwww.mpequipment.com

4)www.mixers.com

5) Lerici C.R.和Lercker G.《食品技术原理》《CLUEB

6) Soroka W.,包装技术基础。包装专业人员协会,第四版

7)www.ktron.com

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