El papel de los mezcladores de precisión en la producción de alimentos ricos en aromáticos - amixon® Mixing Technology

Hoy en día, tanto los productos alimenticios modernos como los estimulantes naturales resultan prácticamente inconcebibles sin el uso de aromas. Este término, es decir, «aroma» proviene del griego y significa «especia». Muchos aromas son el producto de compuestos químicos como aromáticos, ésteres, terpenos, aldehídos, cetonas y otras substancias básicas. Las sustancias aromatizantes naturales están presentes en las materias primas de los alimentos o se producen al momento de cocción u horneado. Los aromatizantes similares a los naturales tienen la misma estructura química que sus homólogos naturales, pero a diferencia de estos, son producidos sintéticamente. Por otra parte, los aromatizantes artificiales no existen en la naturaleza y son utilizados frecuentemente para producir atractivas cualidades gustativas que superen, en términos de aceptación, a los sabores naturales. Por su parte, algunos sabores no pueden ser recreados con aromáticos artificiales de manera satisfactoria y tienen que conseguirse en la naturaleza.

¿Qué papel tienen los aromas en nuestra percepción del sabor?

Los órganos sensoriales del ser humano están conformados por el sentido de la vista, el tacto, el oído, el olfato y el gusto. La percepción del sabor es siempre una combinación entre el gusto y el olfato. Esta ocurre cuando se inhala desde la garganta al momento de degustar. Los sabores son calentados en la garganta y llegan así hasta los receptores nasales a través de la cavidad nasofaríngea. La lengua puede reconocer solamente cinco tipos de sabores diferentes: dulce, ácido, salado, amargo y umami.

El sabor “umami” fue descubierto en 1908 por el investigador japones Kikunae Ikeda. Umami puede ser traducido grosso modo como «caldoso» o «carnoso». Por ejemplo, el queso parmesano, la lasaña, la pizza, las sardinas, el verdel y el atún saben umami. Este sabor es producido por el aminoácido ácido glutámico, mismo que se encuentra en abundantes cantidades en los tomates maduros, la carne, la salsa de soya, el queso y la leche materna. Sus sales se conocen por el nombre de glutamatos.

A su vez, los receptores de las membranas mucosas nasales pueden detectar por encima de cuatrocientos olores diferentes. En conjunto con el sentido del olfato y el gustativo, podemos distinguir entre más de diez mil sabores y millones de olores diferentes. Por su parte, el sabor a picante o a pimienta no son percibidos por el gusto, sino, ante todo, por los receptores de dolor.

El uso de aromas dentro de la industria alimentaria

Continuamente se crean nuevos aromas como resultado de los cambios en las preferencias gustativas de los consumidores provenientes de los más diversos círculos culturales y lugares del mundo. Si, por ejemplo, se llegara a tratar de productos instantáneos dulces como bebidas en polvo, malteadas de leche, yogurts bebibles, tés, bebidas energéticas o chicles y caramelos, se utilizarán entonces aromatizantes líquidos e instantáneos en polvo.

Los retos a los que se enfrentan los productores de aromas son, en su mayoría, similares a aquellos enfrentados por los fabricantes de productos alimenticios: el deseo por atender al cliente rápidamente y cumplir con las exigencias de los paladares de la región con la mayor precisión posible. Asimismo, al mismo tiempo que se cumple con los aspectos de buen sabor y sustentabilidad se tiene que tomar en cuenta un estilo de vida totalmente natural y saludable. Es decir, tanto los productos alimenticios como los estimulantes de sabor deberían contener menos sales, azúcares y grasas, y, de ser posible, contribuir a una dieta balanceada y libre de aditivos saborizantes.

En vista del rápido crecimiento poblacional a nivel mundial y la naciente clase media en los países en vías de desarrollo, se podría esperar un amplio auge en el mercado de los alimentos precocinados; esto incluye particularmente a los alimentos instantáneos deshidratados. Como consecuencia, los más diversos productores de alimentos y bebidas instantáneas han adaptado sus características particulares de competitividad conforme a las exigencias en el mercado como la velocidad en la innovación, la presencia, la garantía de la calidad y la flexibilidad.

La importancia de un mezclador industrial ideal en la producción de alimentos

Sin embargo, antes de que esta amplia cadena de producción de alimentos instantáneos termine en la cesta de compras del consumidor, los productos tienen que ser previamente mezclados, empaquetados y enviados.

El proceso de mezclado es un factor fundamental para determinar la calidad de los productos, ya que es este el que influye decisivamente sobre aquellas características de los materiales a granel como la homogeneidad, el aspecto natural, la fluidez, la textura y la ausencia de polvo, así como sobre sus propiedades de solubilidad y densidad al ser disueltas en líquidos.

Alrededor de todo el mundo, diferentes aromas, productos alimenticios y estimulantes de sabor son preparados y procesados con los mezcladores industriales de precisión de amixon^®. Los mismos que gozan sumamente de tener un prestigio de flexibilidad a la hora de satisfacer las necesidades básicas de los clientes.

Ventajas de los mezcladores industriales de amixon^® en la industria alimentaria

1. Efecto de mezcla ideal gracias a un sistema de flujo tridimensional:
El mezclado industrial de substancias en polvo ocurre, en su mayoría, en mezcladores de precisión. En el caso del mezclador amixon^®, que se describe aquí, los materiales son incorporados dentro del tanque de mezclado a través de una corriente de empuje. Dicho tanque tiene una forma cónica en posición vertical y cuenta con un cilindro en la parte superior. En su centro gira una herramienta de mezclado en forma de hélice también conocida como resorte helicoidal; este filamento espiral tiene una inclinación de aproximadamente 20°. A su vez, el ancho del resorte helicoidal está orientado de tal forma que, con tan solo una rotación del dispositivo de mezclase transporte una quinta parte de todo el contenido en la cámara de mezclado.

Este muelle helicoidal capta todos los productos mezclados en la circunferencia del compartimiento de mezclado y los transporta hacia la parte de arriba, una vez que hayan llegado a la parte superior, la mezcla fluye de forma descendente en el centro del contenedor. El efecto de mezclado ocurre esencialmente al margen de ambas macro-corrientes.

En términos simples, el proceso se podría describir de la siguiente forma: El proceso de ensamblaje ascendente de la mezcla ocurre de manera forzosa mediante la herramienta de resorte helicoidal, mientras que el flujo descendente ocurre de manera natural debido al efecto de la gravedad. En el campo extremo ocurre el intercambio de espacios dentro del sistema de partículas.

2. Homogeneización suave y preparación intensa
a. Mezcla distributiva
Las cualidades técnicamente ideales de la mezcla se logran aproximadamente a partir de 70 a 200 rotaciones del mezclador como consecuencia de una corriente sin espacios muertos. El proceso de mezclado que tiene lugar aquí puede describirse como «mezclado distributivo». Este procedimiento de mezcla es particularmente suave y eficiente en cuanto al consumo de energía. La velocidad periférica de la herramienta de mezclado (medida en la parte del cilindro) puede ajustarse entre 0.5 m/s y 2.5 m/s.

Además, el diseño del dispositivo permite obtener características óptimas de la mezcla incluso a partir de un nivel de carga de solo el 5 por ciento ya que el efecto de corriente se produce independientemente del nivel de llenado. amixon GmbH determina el tipo de clasificación de sus mezcladores basándose en la efectividad o el volumen de trabajo. Es así como un mezclador del tipo AM 3000 podría mezclar preparaciones desde 150 hasta 1000 litros llevando a cabo una mezcla distributiva (suave).

b. Mezcla dispersiva
En otras ocasiones, el usuario requiere pasos de preparación adicionales como el vaciado, la dispersión o la acumulación y los efectos de corte y fricción deben efectuarse con mayor aporte de energía. En los mezcladores indsutriales de amixon^® esto se lleva a cabo aumentando la velocidad de rotación del dispositivo de mezcla por una parte y, por otra, mediante el uso de cizallas dispersoras adicionales. De tal forma que, en un mismo mezclador se cuenta con un “homogeneizador” particularmente suave para la mezcla distributiva y con un “dispersor intensivo” para la mezcla dispersiva.

3. Distintos niveles de carga
En el caso de la mezcla dispersiva, el nivel de carga debe incrementarse de manera que la cizalla de dispersión se situé aproximadamente a 30 o 40 cm por debajo del nivel de llenado. Dependiendo del volumen el nivel mínimo de llenado del AM 3000 es por lo tanto de aproximadamente 400 litros y del AM 6000 de 600 litros.

4. Alimentación y descarga:
El mezclador es alimentado de manera sucesiva o simultánea con componentes individuales a través de uno o más inyectores por encima del tanque de mezcla. El mezclador puede permanecer estático, -en caso de que este se encuentre sobre células de carga-, o en rotación, -en caso de que un lote tenga que ser mezclado después de otro sin interrupción-. Una vez finalizado el proceso de mezclado (aprox. 2 a 6 minutos), se abre una válvula libre de espacios muertos en el fondo del tonel y la mezcla fluye hacia abajo a través de una boquilla de descarga del mezclador. Este proceso de descarga es libre de segregación y el caudal del flujo volumétrico es determinado por las dimensiones de la válvula de cierre.

5. El tanque de mezcla es resistente al vacío y a la presión:
La herramienta de mezcla de fabricación extremadamente sólida suele estar sujetada solamente desde la parte superior y su manejo se efectúa solo desde arriba. Asimismo, un sello de eje especialmente higiénico garantiza un funcionamiento a prueba de polvo y contaminación; incluso bajo diferentes grados de presión en el sistema dentro del tanque de mezcla. Así se crea, por ejemplo, un vacío al momento de que la mezcla es aspirada por la red de succión neumática. En casos especiales la cámara de mezcla se libera – previamente a la carga - del oxígeno que se encuentra en el ambiente mediante un vacío de aproximadamente 10 mbar de presión absoluta. De este modo la cámara se llena con gas nitrógeno y es entonces cuando la mezcla puede ser introducida.

Durante la mezcla y la descarga, en el tanque de mezcla se mantiene una suave sobrepresión de nitrógeno de entre 50 a 100 mbar para así impedir el paso del oxígeno del ambiente a la mezcla. En otros casos, la cámara de mezcla es impulsada mediante presión neumática. De tal forma que, incluso durante la fase de sobrepresión, la cabina de mezcla permanece hermética al gas y al polvo. Esto implica, en particular, a elementos estructuralmente complejos como el sello de eje, la válvula de cierre inferior y a la puerta de inspección.

6. Inspección y aseo:
amixon^® garantiza un fácil acceso a la cámara de mezcla, así como buen control de esta a través de sus grandes puertas de inspección. Esto hace posible que la limpieza manual en seco se lleve a cabo de manera rápida y fiable. Esto es gracias a que la puerta de inspección es fabricada mediante el proceso CleverCut^®. En efecto, el aro tórico de cierre colocado en la ranura sella herméticamente al producto frente al gas y al polvo. Este sello en la compuerta es apto incluso para la limpieza automática húmeda, ya que sella prácticamente sin dejar espacios vacíos; ranuras y capilares se evitan en gran medida. Como resultado, el proceso de secado ocurre también de manera rápida y fiable.

7. Higiene, grado de aspereza Ra opcional: desde 2µm hasta 0.2µm:
Todas las piezas que entran en contacto con el producto están soldadas a prueba de espacios muertos y pulidas en caso de ser requerido. Las cualidades del pulido y de la superficie de estas piezas se realizan de acuerdo con las especificaciones indicadas por el cliente. Incluso se podría proporcionar un pulido que asemejara al de un espejo. En algunos casos, las superficies también pueden ser pulidas electrolíticamente. amixon^® demuestra estar en conformidad con la FDA con respecto a todos los materiales poliméricos, asimismo implementa las especificaciones actuales de la EHEDG tanto para el funcionamiento en seco como en húmedo.

8. Evacuación de residuos y limpieza automática en húmedo:
Gracias al diseño cónico del mezclador industrial, los materiales a granel se descargan generalmente en su totalidad y sin segregación con la herramienta de mezcla que gira lentamente. De este modo, el usuario puede llegar a utilizar de forma muy flexible un mezclador industrial universal de precisión. La limpieza en húmedo también puede realizarse de manera automática mediante los motores de lavado giratorio que atomizan todas las partes del producto.

Realice un ensayo de prueba en un mezclador amixon^®

Pruebas y diseño

Como se ha mencionado anteriormente, cada empresa de producción tiene su propia filosofía de trabajo. Por ello, los requisitos de un mezclador para preparaciones industriales se configuran siempre de forma individual. Para llevar a cabo procesos de prueba, amixon^® dispone de más de 30 mezcladores de ensayo en sus siete laboratorios de fábrica localizados en Paderborn, Alemania; Memphis, EUA y Osaka, Japón. Nuestros ingenieros de procesos cuentan con muchos años de experiencia en el mercado a nivel mundial. Como fabricante de equipos especiales, amixon^® satisface al detalle los deseos del cliente, gracias a que en la única planta de producción en Paderborn un equipo de 142 empleados produce a un máximo grado de fabricación interna.