Het kiezen van de meest efficiënte mengmethode is een van de belangrijkste overwegingen bij het opzetten van commerciële productie, aangezien grondig mengen noodzakelijk is voor vrijwel elk productieproces. Conventionele mengers vertrouwen voornamelijk op de mechanische werking van een roerder om het product door het vat te bewegen. Hoewel dit voor veel toepassingen goed werkt, kunnen dichte producten beweging weerstaan ​​en gebieden vormen waar de circulatie beperkt is.

Door de zwaartekracht ondersteund mengen zorgt voor een extra kracht die kan helpen het product door de mengzone te bewegen. Door de hoek van het mengvat te veranderen, stroomt het product op natuurlijke wijze naar het onderste deel van het vat, terwijl het roerwerk het voortdurend optilt, vouwt en opnieuw verdeelt. Dit kan de circulatie verbeteren zonder dat de mixer de volledige productbeweging mechanisch hoeft te genereren.

Wat is zwaartekrachtondersteund mengen?

Door zwaartekracht ondersteund mengen is een mengmethode waarbij de natuurlijke beweging van het product onder zwaartekracht wordt gecombineerd met mechanisch roeren.

In plaats van het vaartuig volledig verticaal te houden, wordt het werkvaartuig schuin gekanteld. Terwijl het roerwerk draait, beweegt het het product omhoog en door het mengsel, terwijl de zwaartekracht ervoor zorgt dat de productmassa terugkeert naar het onderste deel van het vat.

Hierdoor ontstaat een continue cyclus:

roerwerk tilt het product op en verplaatst het → de zwaartekracht brengt het product terug → roerwerk pakt het weer op

Het resultaat is een meer dynamische beweging van de gehele productmassa. Dit kan vooral gunstig zijn bij het verwerken van producten die te stroperig zijn om gemakkelijk in een conventioneel verticaal vat te circuleren.

Waarom kan kantelen het mengen verbeteren?

Bij een conventionele verticale menger moet het roerwerk een groot deel van de weerstand overwinnen die wordt veroorzaakt door de viscositeit en het gewicht van het product om de circulatie in stand te houden. Afhankelijk van het product en de geometrie van het roerwerk kan een deel van het materiaal relatief stationair blijven, vooral rond de bodem, wanden of hoeken van het vat.

Kantelen verandert de geometrie van de mengomgeving.

Het product beweegt zich op natuurlijke wijze naar het onderste gedeelte van het vat, waar het roerwerk het kan oppakken en opnieuw verdelen. De gecombineerde werking van mechanisch roeren en zwaartekracht kan daarom helpen:

  • de productcirculatie verbeteren;
  • stagnerende of slecht gemengde gebieden terugdringen;
  • breng ingrediënten in de actieve mengzone;
  • de opname van poeders en andere ingrediënten verbeteren;
  • bevorderen een meer uniforme warmteverdeling tijdens verwarmde verwerking.

De exacte efficiëntieverbetering is afhankelijk van het product, de viscositeit, het vulniveau, het roerwerkontwerp, de mengsnelheid en de kantelhoek. Zwaartekracht vervangt het mechanisch mengen niet, maar werkt samen met het roerwerk om de hoeveelheid mechanisch werk die nodig is om het product in beweging te houden te verminderen.

Zwaartekrachtmengen versus conventioneel verticaal mengen

Traditionele verticale mengers zijn over het algemeen ontworpen rond een vast vat en vertrouwen op het roerwerk om de noodzakelijke productcirculatie te creëren.

Dit kan perfect geschikt zijn voor producten met een lage en gemiddelde viscositeit. Naarmate de viscositeit toeneemt, wordt de beweging van het product echter moeilijker en kan de menger een aanzienlijk hogere mechanische weerstand ondervinden.

Een kantelbare mixer introduceert een ander mechanisme voor productbeweging

Conventioneel mengen Mengen met zwaartekracht
Vast verticaal vat Het vat kan tijdens het mengen gekanteld worden
De beweging van het product is voornamelijk afhankelijk van de roerder Roerder en zwaartekracht werken samen
Groter risico op stagnerende gebieden met stroperige producten Kantelen helpt het product terug te voeren naar de actieve mengzone
Roerwerk moet het grootste deel van de circulatie genereren De beweging van het natuurlijke product bevordert de circulatie
Vaste vatgeometrie De menggeometrie kan worden gewijzigd door te kantelen
Afvoer via een klep Het vat kan gekanteld worden voor een snellere productafvoer

Dit betekent niet dat een kantelbare menger automatisch beter is voor elk product, maar de mogelijkheid om de hoek van het vat aan te passen zorgt voor meer flexibiliteit en stelt de operator in staat de positie te selecteren die optimale mengefficiëntie biedt voor het specifieke product en proces. Conventioneel verticaal mengen biedt misschien al voldoende circulatie voor sommige producten met een lage viscositeit, maar de voordelen van kantelen worden vooral belangrijk bij het werken met stroperige, dichte, kleverige of anderszins moeilijk te verplaatsen producten.

De rol van de kantelhoek tijdens het verwerkingsproces

De kantelhoek van de mengkom is een belangrijk onderdeel van het proces, omdat een kleine verandering in de hoek de manier verandert waarop het product zich in de mengkom nestelt en waar het in contact komt met de roerder. Bij een geschikte kantelhoek duwt de zwaartekracht het product continu naar de onderkant van de mengkom, terwijl de roerder het door de mengzone beweegt.

De optimale positie hangt af van het product en het mengsysteem. Daarom is een kantelbare mengkom met meerdere selecteerbare werkposities aanzienlijk veelzijdiger dan een mengkom met slechts één vaste positie.

De kantelmengers en kookketels CookMak Mix van FTP kunnen bijvoorbeeld tijdens het verwerkingsproces gebruikmaken van meerdere werkposities. De mengkom kan vervolgens volledig worden gekanteld voor snel en gemakkelijk lossen via de rand zodra het mengen is voltooid.

Mengprocessen met zwaartekracht tijdens het verwarmen

Dit principe is vooral nuttig wanneer mengen en verwarmen tegelijkertijd plaatsvinden. Producten zoals karamel, crèmes, vullingen, siropen en andere stroperige voedingsmassa's kunnen lastig gelijkmatig te verwarmen zijn. Producten die te lang in contact blijven met een verwarmd oppervlak kunnen plaatselijk oververhit raken, en onvoldoende circulatie kan leiden tot temperatuurverschillen binnen de batch.

Door kantelen, mechanisch roeren en schrapen (met behulp van zelfstellende roestvrijstalen schrapers) te combineren, wordt het product continu over het verwarmde oppervlak bewogen.

In een kantelbare kookketel kan de roerder het product naar het verwarmde gedeelte bewegen, terwijl de zwaartekracht helpt bij de terugkeer. Schrapers kunnen bovendien worden gebruikt om product van de bodem (en eventueel de wanden) van de ketel te verwijderen, waardoor het contact tussen het product en het verwarmde oppervlak verbetert.

Dit creëert een combinatie van:

gecontroleerde verwarming + mechanisch mengen + zwaartekrachtgestuurde circulatie + schrapen

wat met name nuttig is voor de thermische verwerking van viskeuze producten zoals karamel.

Waar is zwaartekrachtgestuurd mengen nuttig?

Zwaartekrachtgestuurd mengen kan nuttig zijn voor de verwerking van een breed scala aan producten, met name producten met een gemiddelde tot hoge viscositeit, waaronder:

  • karamel en banketbakkersdeeg;
  • crèmes en vullingen voor gebak;
  • Jam en fruitbereidingen;
  • stroperige siropen;
  • sauzen;
  • fruitvullingen;
  • producten op basis van honing;
  • dikke deegsoorten en beslagen;
  • gepureerde of halfvaste voedingsproducten.

De zwaartekrachtmengtechnologie kan ook nuttig zijn wanneer ingrediënten moeten worden toegevoegd aan een bestaande stroperige massa. Kantelen helpt de productmassa naar het actieve menggebied te brengen, terwijl de roerder de ingrediënten door de hele batch verdeelt.

Toepassing van zwaartekrachtmengen in onze voedselverwerkingsapparatuur

Bij FoodTechProcess passen we dit principe toe in veel configuraties van onze voedselverwerkingsapparatuur, waaronder onze CookMak Mix kantelbare kookketels en kantelbare mixers.

De kom is gemonteerd op een kantelmechanisme waarmee de gebruiker de beste werkpositie kan kiezen. Tijdens het mengen zorgt de gekantelde kom ervoor dat het product op natuurlijke wijze naar het laagste punt beweegt, waarna de roerder het continu omhoog tilt en herverdeelt.

Bij de kantelbare kookketels van FoodTechProcess biedt hetzelfde kantelmechanisme nog een belangrijk voordeel: de ketel kan na de verwerking tot 110° worden gekanteld voor een snelle en eenvoudige lossing. De FTP-kookketels zijn gemonteerd op zwenkwielen, waardoor de ketel binnen de productiefaciliteit kan worden verplaatst vóór het lossen.

Dit betekent dat dezelfde mechanische functie twee doelen dient:

  • tijdens de verwerking: kantelen bevordert de productcirculatie en het mengen;
  • na de verwerking: kantelen zorgt ervoor dat het product door zwaartekracht uit de ketel stroomt.

Dit is vooral handig voor het lossen van dikke producten die moeilijk uit een conventionele, vaste ketel via een klein ventiel te gieten zijn.

Efficiënter lossen

Losen wordt vaak over het hoofd gezien bij het vergelijken van mengapparatuur, maar het kan een aanzienlijk effect hebben op de algehele productie-efficiëntie.

Bij een vaste kookketel moet de operator een dik product mogelijk via een kleine bodemafvoer verwijderen, de ketel handmatig schrapen of extra apparatuur gebruiken om het product over te pompen, zoals een pomp.

Met een kantelbare ketel kan de gehele werkkom naar de lospositie worden gedraaid. De zwaartekracht helpt vervolgens bij het verwijderen van het product uit het vat.

Afhankelijk van de configuratie van de apparatuur en de eigenschappen van het product, kan dit een zeer hoog productrendement opleveren in vergelijking met stationaire vaten, terwijl het ook de handmatige handelingen vermindert en het reinigen vereenvoudigt. Hetzelfde principe dat het product tijdens het mengen in beweging brengt, helpt dus ook bij het verwijderen ervan na de verwerking.

Mengen met zwaartekracht is meer dan alleen het kantelen van de mengtank

De efficiëntie van mengen met zwaartekracht hangt af van meer dan alleen de kantelhoek. Verschillende factoren kunnen het resultaat beïnvloeden:

  • viscositeit en consistentie van het product;
  • geometrie van de mengtank;
  • vulniveau;
  • vorm en positie van de roerder;
  • mengsnelheid;
  • kantelhoek;
  • producttemperatuur;
  • wrijving tussen het product en de oppervlakken van de mengtank.

Daarom levert het simpelweg kantelen van een conventionele menger niet per se hetzelfde resultaat op als een mengsysteem dat specifiek is ontworpen voor een kantelmechanisme.

De roerder, de geometrie van de mengtank en het kantelmechanisme moeten samenwerken om het product continu terug te voeren naar de actieve mengzone.

Wanneer is mengen met zwaartekracht het meest zinvol?

Mengen met zwaartekracht is met name het overwegen waard wanneer conventioneel mengen inefficiënt wordt doordat het product dik, plakkerig of moeilijk te circuleren is.

Het kan met name voordelig zijn wanneer dezelfde apparatuur meerdere bewerkingen moet uitvoeren, bijvoorbeeld:

mengen → verwarmen → verwerken → kantelen → lossen

In plaats van aparte apparatuur te gebruiken voor mengen en lossen, kan een kantelbare verwerkingstank deze functies combineren in één systeem. Voor voedingsmiddelenproducenten kan dit betekenen minder handmatige handelingen, een eenvoudigere productterugwinning en een compactere verwerkingsopstelling.