创新的搅拌和混合技术 - 文章

创新的搅拌和混合技术

newmaker 来源：Ringer

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展厅 10	通用食品机械展厅组合称, 过滤器, 乳化罐, 混料缸, 冷热缸, ...

拥有全面的工艺和产品知识，有助于提高质量和生产量。

对于食品加工者而言，种类繁多可选择搅拌/混合设备，以及它们与无数食品和饮料应用的结合，使选择正确的设备成为一种挑战。然而有了合适的计划，加工者可轻松选择能够实现他们目标的设备。

多数用户知道他们的最终食品应该是什么，但也许不知道在大规模生产时怎样实现想得到的结果。当他们使用类似于小型Hobart试验厨房混合机制作发酵面团时，尤其是这样。在试验混合机上混合面团可能需要8～10分钟，在一个工业混合机中混合过程将需要约2分钟。尽管这对加工者来说是个好消息，但也意味着建立工艺时需要一些咨询。

将实验室混合机或食品加工机照搬到工厂的模式不再行得通，而由于快速扩大规模是在市场竞争中取得成功的关键，所以很多供应商投资于试验厨房、实验室或中试工厂，这些机构中配备了具有行业经验的食品科学家或质量保证人员。这些设施中的先进设备是帮助加工者建立和验证一种工艺的关键。

解决一种混合问题的关键是了解产品——粘度、密度、剪切敏感性，并且了解工艺。比如，食品加工者想使用相同的设备在一个应用中把肉桂混合到花生酱里，而在另一个应用中搅打一种清亮的似水产品。这时，就需要了解想看到最终结果是什么——悬浮固体、混合粉末到液体中或者是一种均质产品。

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在真空下混合馅饼面团，不仅能减少油脂的用量，
同时馅饼也可因为有更低脂肪的外壳而销量大增。

满足应用需要

食品加工者要求能够提供成规模的搅拌和混合解决方案，这种设备应该能适应增加的工作容积，缩短计量配料时间，可经受增加的生产周期，并且提供最大的清洗能力（具有可证实的、带有CIP的设计）。能减少保养时间并提供特别性能，以及在严格项目预算内符合商业要求的坚固设计会受到欢迎。

增加的生产能力是加工者更新混合设备的一种原因。Pro-X Nutraceuticals公司成立于2004年，是维生素、膳食增补剂和草药生产商Roex的一部分。生产经理Kory Seitz认识到，公司唯一的混合机，一台30立方英尺叶片式混和机，其较小的尺寸而使其成为一个发展瓶颈。批次必须分得更小，需要更多的人力负责进料、称量、卸料和清洗。

在考虑了V型混合机和旋转分批式混合机后，该公司安装了一台来自Munson Machinery的700 TS 110型110立方英尺不锈钢旋转分批式混合机。原来的叶片式混和机的能力为1741磅，新的旋转分批式混和机处理能力达到5358磅，增加了三倍。该公司也体会到由此带来的前所未有的好处：减少人力、缩短混合周期、易于清洗和减少浪费。

公司相关负责人Seitz说：“由于现在的混合量是原来的三倍，这不仅减少了混合时间，而且使我们减少了用于在混合前称量、筛分和分级的人力。以前，当遇到大订单时，我们需要分几次来完成任务，现在一次就能完成了。”

混合机内部没有运动部件，能够在不到三分钟内达到100%的均匀，尽管Seitz将混合机运行更长的循环以确保均匀的混合。混合机将5358磅产品排放到约20个塑料衬里圆桶中，每个圆桶接受241～321磅粉末。填满每个圆桶大约需要20秒，在充填过程中浪费的重量可忽略不计。

类似地，Gewuerzmueller公司是一家高档混合草药生产商，想增加其腌泡汁的产量。技术总监Johann Rimboeck设计了这家工厂，该工厂拥有一台FrymaKoruma MaxxD 1300真空加工设备，每天可制备15吨的腌泡汁。在德国Korntal-Munchingen的总部工厂安装了四个罐，每个罐约20英尺高，重5.3吨。

采用PAS 4配方/自动控制系统（MaxxD 1300的一部分），将油与香料混合，然后使用由Gewuerzmueller的技术人员开发的一种特别的乳化工艺使混合物悬浮。每天生产15吨腌泡汁并保持悬浮状态。据Rimboeck说，这种多用途设备将来也将用于生产沙拉调味料。

提高生产量和降低配料成本

生产和保持恒定的产品而采用更低成本的配料可提高生产量和节省成本，但这对混合工艺来说是一种挑战。

制面团过程中的机械搅拌动作（机械水合）可增加面粉颗粒的接触面的表面积，使面粉能够吸收更多水分，提高水合率。由于这种水分被“结合”，可控制粘附，不会缩短保存期。更多的吸收等于使用更少的面粉获得更高的产量和节约配料。

在真空下混合馅饼面团也能减少配料的使用。当使用真空混合方法混合面粉、水和起酥油时，试验发现标准大气压下使用的20%起酥油，在真空高速混合中可用等量的水和面粉替代。这不仅使馅饼生产者节省了油脂的用量，同时馅饼也可因为有更低脂肪的外壳而销量大增。

Ross系统和控制公司总经理Gary Barber说，混合容器可设计用于真空应用，真空可采用真空计、自动阀和泵来控制。Barber说，在真空下混合的一个优点是该工艺保持没有空气的状态，可防止污染。

高和低剪力应用

高剪力混合机可使多块状的浆液更好地流动。例如，一家炸鱼条和鸡块生产商在制备混合面糊中遇到问题，面粉和其它粉末配料结成现有混合设备不能打碎的块。这些块状物质在裹料阶段粘在产品上，造成令人不满的外观，在有些情况下造成无法包装的畸形或过大的产品。混合容器和裹料设备之前安装了一台Silverson在线高剪力混合器，使面糊平滑，解决了裹料问题。

Charles Ross & Son公司技术主管Ken Langhorn说，为低剪力和高剪力应用提供不同的产品通常是合理的。Langhorn建议一种温和但能提供有效和彻底的搅拌的工具，用于混合蔬菜汤，汤里的土豆和胡萝卜不应减小尺寸。如果一个加工者生产一种果汁冰糕，产品需要很大程度上研磨，Langhorn推荐一种完全不同的高剪力工具。

Larson说，对于一种调味料产品，一个加工者接收的是20千克的初级乳清配料冷冻块。在过去，需要大量时间来把这些块状物质弄碎，使其可放入标准食品加工容器。Larson补充说：“为了减少这种预先制备时间，我们展示了一种具有高剪切能力的加工容器。”这种双搅拌设备能直接弄碎和溶解冷冻的商品配料块，节省时间，还减少了出错和额外污染的可能性。原料粉碎后，可将该系统作为标准加工设备来完成产品。从那以后，该系统也被一家糖果厂使用来粉碎类似尺寸的巧克力块和黄油块。

向更绿色的混合发展

像多数加工设备一样，混合技术中的能源使用也被关注。混合机开发的一个关键方面涉及到发现混合过程中浪费的能量。

混合机必须能处理可变的产品粘度，目标是加工中能够提供足够的能量以满足用户的最终产品成分要求。

静态混合机通常能够使用更少的能量，是没有运动部件的在线系统（通常是在管线内）。配料被注入，成分成漩涡状，并在管线内部混合。流动本身是为了给混合提供了原动力。对于一些有限的应用，静态混合机实际上已经取代了分批式混合机，但他提醒加工者，在做出选择之前需彻底地检查应用。

采用气泡技术的混合机本身能节省能量，特别适用于大的液体罐，例如油或葡萄酒发酵系统。据Pulsair System公司总裁Dick Parks说，一个100英尺直径罐的动力要求低于每1000立方英尺0.0060马力，这是机械搅拌机使用的动力的一小部分。他表示，为了降低反式脂肪含量，一家土豆加工者用价值约为50美元的惰性氮气气泡混合两种油，这在非现场混合中节省了5000美元。氮气还被使用在30万加仑葡萄酒罐中，用来混合葡萄酒10-15分钟。Parks 还在装有巧克力的机动轨道车内安装这些气泡装置，为的是在巧克力从车中排出后车体不会倾斜。

气体的另一个用途是在机械地混合后冷却产品。例如在夏天用来自户外筒仓的面粉和糖生产饼干面糊时，面糊会太热而不能送到生产线下游进行成形和焙烤。可在混合机缸中注入二氧化碳或氮来使温度下降到进一步加工需要的12.8℃至15.6℃。

当应用要求在粘度变化时将粉末混合到液体中时，相比气体混合，机械混合更能提供足够马力来完成工作。另外，加热和刮罐的侧面以防止焦化更适用于机械系统。

自动控制使加工更加方便

自动控制的好处包括更易于操作——在触摸屏幕上使用图标使阅读困难的操作者更易于控制，自动控制可保证每次称量和混合的恒定，并保证对计量配料和CIP进行记录，无论操作者是否记得记录读数。

文章内容仅供参考 (投稿) (7/9/2010)


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