Automatyzacja mieszania

Celem tytułowego procesu jest połączenie wielu składników, idealnie w taki sposób, żeby dowolna próbka zawierała je wszystkie w takich samych proporcjach, jak cała mieszanina. W praktyce dąży się przynajmniej do uzyskania jak najbardziej jednorodnej mieszanki, która będzie się charakteryzować konsystencją (gęstością, lepkością) wymaganą w danym zastosowaniu.

W związku z tym, że mieszanie jest prawdopodobnie najczęstszą z operacji procesowych w branży spożywczej i napojowej, przez lata jej automatyzowania osiągnięto wysoki poziom standaryzacji urządzeń mieszających i opracowano wiele typów automatów, które są dopasowane do różnych potrzeb. Chociaż istnieją różne kryteria ich klasyfikacji, generalnie można je podzielić na trzy kategorie, w zależności od tego, czy mieszają: ciecze (mieszalniki), suche proszki (mieszarki), gęste pasty i ciasta (zagniatarki).

Mieszalniki, mieszarki, zagniatarki

W pierwszym przypadku zwykle najlepiej sprawdzają się automaty z mieszadłami śmigłowymi. W tego typu mieszalnikach ważne jest, by nie dopuszczać do powstawania regularności w przepływie, takich jak ruch okrężny cieczy, negatywnie wpływających na stopień wymieszania składników. W celu ich przełamania w ściany mieszalników wbudowuje się przegrody albo śmigło montuje się asymetrycznie.

W przypadku mieszarek proszków celem jest przemieszczenie sekcji cząstek względem siebie. Tego typu urządzenia wyposaża się na przykład w mieszadła wstęgowe, których przeciwskrętne wstęgi, obracając się na wale, przesuwają warstwy proszków względem siebie w przeciwnych kierunkach. Zagniatarki past i ciast wyróżniają się większą mocą i rozwiązaniami w zakresie odprowadzania ciepła, które w znacznych ilościach wydziela się podczas ugniatania zwykle bardzo gęstych i lepkich wsadów. Mieszadło ma w nich zazwyczaj kształt litery S. Jego zadaniem jest przemieszczanie, dzielenie i zgniatanie wsadu.

Przegląd typów mieszadeł

Opracowano również wiele specjalnych typów mieszadeł. Przykładem jest konstrukcja z pojedynczym wałem i dwoma wstęgami (rys. 3 a). Jest używana do mieszania produktów samopoziomujących się, jak zupy, gulasze, papki, przyprawy. Zwykle najlepsze efekty pod względem jednorodności mieszanki osiąga się, jeżeli pracuje z małą prędkością.

Na rysunku 3 b przedstawiono mieszadło z pojedynczym wałem oraz wewnętrznymi łopatkami o przeciwstawnym skoku względem zewnętrznej wstążki. Zwykle korzysta się z niego, mieszając zupy i sosy, jak również produkty bardziej lepkie i twardsze. Kolejny przykład to pojedynczy wał z podwójnymi łopatkami (rys. 3 c). Konstrukcja ta gwarantuje dużą jednorodność mieszaniny.

Te stanowiące zespół dwóch wałów z pojedynczymi wstążkami (rys. 3 d) z kolei zapewniają delikatne mieszanie produktów, które są bardzo gęste i lepkie, jak sery topione, pasty do smarowania czy wsady owocowe. Mieszadła w postaci zespołu dwóch wałów z wstęgami oraz łopatkami (rys. 3 e) sprawdzają się w mieszaniu składników o różnych gęstościach.

Konstrukcja z dwoma wałami z łopatkami jest natomiast używana w produkcji wędlin, przetworów z mielonego mięsa, wyrobów drobiowych (rys. 3 f), podobnie jak mieszadła z podwójnym wałem z nakładającymi się łopatkami (rys. 3 g).

 

Rys. 3. Różne typy mieszadeł