W przypadku produktów o dużej lepkości i niejednorodnej konsystencji skuteczność mieszania zależy nie tylko od mocy napędu czy geometrii mieszadła. Przy produkcji sosów, dżemów, kremów, nadzień owocowych i innych gęstych wyrobów kluczowe jest zapewnienie ruchu w całej objętości wsadu, w tym w strefach przy ściankach i przy ogrzewanym dnie.

W elektrycznych kotłach CookMakMix o pojemnościach od 20 do 150 litrów rozwiązaniem tego wyzwania jest połączenie mieszania mechanicznego z kontrolowaną zmianą kąta nachylenia zbiornika. Przechylenie kotła powoduje przemieszczanie się produktu pod wpływem własnego ciężaru, dzięki czemu grawitacja staje się dodatkowym elementem procesu mieszania.

Zasada mieszania wspomaganego grawitacyjnie

W standardowym kotle pionowym ruch produktu jest wymuszany głównie przez mieszadło. Im wyższa lepkość produktu, tym trudniej zapewnić intensywną wymianę masy między różnymi obszarami zbiornika bez zwiększania prędkości obrotowej lub momentu obrotowego.

Kotły CookMakMix oferują 13 stałych pozycji nachylenia. Zmiana kąta nachylenia zbiornika zmienia położenie produktu względem mieszadła i ogrzewanej powierzchni: produkt samoczynnie przesuwa się w stronę niżej położonej części zbiornika, skąd mieszadło mechaniczne ponownie go pobiera i rozprowadza w przestrzeni roboczej.

Powstają w ten sposób dwa jednoczesne mechanizmy ruchu: mieszanie mechaniczne oraz przemieszczanie produktu pod wpływem grawitacji. Zamiast wymuszać cyrkulację wyłącznie poprzez obrót elementu mieszającego, wykorzystuje się ciężar własny produktu. Efekt ten jest szczególnie wyraźny przy przetwarzaniu produktów gęstych i półgęstych.

Minimalizacja martwych stref podczas przetwarzania gęstych produktów

Istotnym wyzwaniem w przypadku kotłów z mieszadłem jest powstawanie obszarów o słabej cyrkulacji. W strefach tych produkt dłużej styka się z ogrzewaną powierzchnią, wolniej wymienia ciepło z resztą wsadu i może osiągać inną temperaturę lokalną.

Regulacja kąta nachylenia kotła CookMakMix zmienia geometrię ruchu produktu względem mieszadła. Produkt ma stałą tendencję do przesuwania się w stronę niższej części nachylonego zbiornika, gdzie ponownie wchodzi w interakcję z elementem mieszającym. Rozwiązanie to pomaga ograniczyć powstawanie uporczywych martwych stref i poprawia cyrkulację podczas produkcji:

  • sosów i ketchupów
  • dżemów i przetworów owocowych
  • nadzień owocowych
  • kremów i mas budyniowych
  • purée
  • syropów oraz innych produktów o wysokiej lepkości

Dla inżyniera procesu oznacza to bardziej równomierne rozmieszczenie składników i rozkład temperatury w całej partii produktu, bez konieczności polegania wyłącznie na zwiększaniu prędkości obrotowej mieszadła.

Mieszadło zgarniające i siła grawitacji jako zintegrowany system

Podczas przetwarzania produktów o dużej lepkości kluczowe znaczenie ma strefa bezpośredniego kontaktu produktu z powierzchnią grzewczą.

Urządzenie Cook Mak Mix może zostać wyposażone w mieszadło zgarniające. Elementy zgarniające stale usuwają warstwę produktu z dna i ścianek, odświeżając masę znajdującą się w strefie wymiany ciepła. Jednocześnie nachylenie zbiornika powoduje przemieszczanie się masy względem tej powierzchni.

Tworzy to ciągły cykl: ogrzewanie powierzchni, usuwanie ogrzanej warstwy przez zgarniacze, ruch produktu wymuszony grawitacją oraz redystrybucja masy przez mieszadło. Takie połączenie usprawnia cyrkulację i ogranicza ryzyko przywierania produktu do rozgrzanych powierzchni.

13 pozycji roboczych zamiast stałego ustawienia zbiornika

Funkcja przechyłu w urządzeniu Cook Mak Mix nie służy jedynie do rozładunku; jest ona wykorzystywana również bezpośrednio w trakcie procesu przetwarzania.

System oferuje 13 pozycji roboczych, co pozwala na dobór kąta nachylenia w zależności od lepkości produktu, objętości wsadu oraz pożądanej dynamiki mieszania.

Stanowi to zasadniczą różnicę w porównaniu ze standardowymi kotłami warzelnymi, w których zbiornik pozostaje w pozycji pionowej przez cały czas trwania procesu, a mechanizm przechyłu uruchamiany jest dopiero po jego zakończeniu. W przypadku Cook Mak Mix pozycja samego zbiornika roboczego staje się dodatkowym, regulowanym parametrem procesu mieszania.

Wielowarstwowe dno typu sandwich i równomierne ogrzewanie

Mieszanie wspomagane grawitacyjnie jest skuteczne tylko wtedy, gdy proces wymiany ciepła przebiega prawidłowo. W urządzeniu Cook Mak Mix elektryczne elementy grzejne zintegrowano z wielowarstwowym dnem typu sandwich. Taka konstrukcja zapewnia równomierny rozkład ciepła na powierzchni roboczej i minimalizuje ryzyko miejscowego przegrzania.

Jednocześnie mieszadło nieustannie przemieszcza produkt przez strefę grzewczą, a zmiana nachylenia zbiornika modyfikuje ścieżki przepływu masy

Dzięki temu systemy grzewczy i mieszający działają w ścisłej współpracy. Celem nie jest jedynie przekazywanie ciepła przez dno, ale także ciągłe odświeżanie warstwy produktu stykającej się z rozgrzaną powierzchnią.

Szybka wymiana mieszadła

Jeden zbiornik procesowy jest często wykorzystywany do wytwarzania wielu produktów o skrajnie różnych właściwościach reologicznych. W takich sytuacjach zastosowanie uniwersalnego mieszadła stanowi nieunikniony kompromis.

W urządzeniu Cook Mak Mix element mieszający łączy się z wałem za pomocą szybkozłącza. Mieszadło można wymienić ręcznie w ciągu kilku sekund, bez użycia narzędzi.

W zależności od rodzaju produktu można stosować różne typy elementów mieszających, w tym mieszadła kotwicowe, łopatkowe czy systemy zgarniające. Umożliwia to dostosowanie jednego urządzenia do odmiennych zadań technologicznych bez konieczności przeprowadzania złożonych modyfikacji mechanicznych.

Przechył do 110° i kontrolowany rozładunek

Mechanizm przechyłu pozwala na osiągnięcie kąta nachylenia wynoszącego nawet 110°. Kąt ten wykracza poza standardowe pozycje robocze i ma na celu przede wszystkim zapewnienie jak najpełniejszego opróżnienia zbiornika. Dzięki grawitacji masa przemieszcza się w stronę strefy rozładunku – jest to kluczowa cecha w przypadku produktów o wysokiej lepkości, które nie wypływają swobodnie ze zbiornika pionowego pod własnym ciężarem.

Konstrukcja umożliwia również przechył w przeciwnym kierunku. Zmienia to kierunek ruchu i sposób gromadzenia się produktu wewnątrz zbiornika, zapewniając operatorowi większą kontrolę podczas mieszania, przygotowania do rozładunku oraz pracy systemu zgarniającego.

W rezultacie ten sam mechanizm realizuje dwie funkcje technologiczne: wspomaga grawitacyjny aspekt mieszania w trakcie procesu oraz zapewnia kontrolowane usuwanie gotowego produktu po jego zakończeniu.

Dlaczego mieszanie wspomagane grawitacyjnie jest skuteczne w przypadku produktów o wysokiej lepkości?

Wraz ze wzrostem lepkości, proste zwiększenie prędkości obrotowej mieszadła rzadko okazuje się optymalnym rozwiązaniem. Choć zwiększa ono obciążenie mechaniczne układu napędowego i samego produktu, nie gwarantuje proporcjonalnej poprawy cyrkulacji całej partii wsadu.

Zastosowanie zbiornika uchylnego zmienia podstawową dynamikę hydromechaniczną procesu. Część pracy związanej z przemieszczaniem masy jest wykonywana przez siłę grawitacji, a nie przez napęd elektryczny.

Dlatego też koncepcję urządzenia Cook Mak Mix trafniej jest postrzegać nie tylko jako kocioł warzelny wyposażony w mieszadło i mechanizm przechyłu, lecz jako system, w którym ogrzewanie, mieszanie mechaniczne, zgarnianie oraz ruch produktu wymuszony grawitacją współdziałają ze sobą. W przypadku produkcji małych i średnich partii (od 20 do 150 litrów) rozwiązanie to sprawdza się szczególnie dobrze przy wytwarzaniu sosów, dżemów, kremów, nadzień i innych produktów wymagających równomiernego podgrzewania, intensywnej cyrkulacji oraz minimalnych strat materiału przy opróżnianiu zbiornika.

Podsumowanie

Kluczowa zaleta konstrukcyjna mieszania wspomaganego grawitacyjnie nie polega na zastąpieniu mieszadła mechanicznego, lecz na wprowadzeniu dodatkowego mechanizmu wymuszającego ruch produktu.

W urządzeniach z serii Cook Mak Mix mieszadło zapewnia wymuszoną cyrkulację, natomiast regulacja nachylenia zbiornika wykorzystuje ciężar własny produktu do zmiany kierunku jego przemieszczania się. Funkcje te tworzą zintegrowany system technologiczny, obejmujący: 13 pozycji roboczych, elementy mieszające ze zgarniaczami, wielowarstwowe dno typu sandwich, szybką wymianę mieszadła bez użycia narzędzi oraz maksymalny kąt nachylenia wynoszący 110°.

W przypadku produktów spożywczych o dużej lepkości taka konfiguracja pozwala ograniczyć powstawanie martwych stref, poprawić wymianę ciepła i cyrkulację masy, a także – po zakończeniu procesu – przyspieszyć proces opróżniania zbiornika i zapewnić nad nim lepszą kontrolę.

Źródło danych technicznych:

Oficjalna strona serii Cook Mak Mix – elektryczny kocioł warzelny uchylny z mieszadłem zgarniającym