A escolha do método de mistura mais eficiente é uma das considerações mais importantes ao configurar a produção comercial, uma vez que a mistura completa é necessária para praticamente todos os processos de produção. Os misturadores convencionais dependem principalmente da ação mecânica de um agitador para mover o produto através do recipiente. Embora isto funcione bem para muitas aplicações, os produtos densos podem resistir ao movimento e formar áreas onde a circulação é limitada.
A mistura assistida por gravidade fornece uma força adicional que pode ajudar a mover o produto através da zona de mistura. Ao alterar o ângulo do recipiente de mistura, o produto flui naturalmente em direção à parte inferior do recipiente enquanto o agitador o levanta, dobra e redistribui continuamente. Isto pode melhorar a circulação sem exigir que o misturador gere mecanicamente todo o movimento do produto.
O que é a mistura assistida por gravidade?
A mistura assistida por gravidade é um método de mistura em que o movimento natural do produto sob a ação da gravidade é combinado com a agitação mecânica.
Em vez de manter a embarcação completamente vertical, a embarcação de trabalho é inclinada num ângulo. À medida que o agitador gira, move o produto para cima e através da mistura, enquanto a gravidade faz com que a massa do produto retorne para a parte inferior do recipiente.
Isto cria um ciclo contínuo:
o agitador levanta e movimenta o produto → a gravidade devolve o produto → o agitador volta a apanhá-lo
O resultado é um movimento mais dinâmico de toda a massa do produto. Isto pode ser particularmente benéfico quando se processam produtos demasiado viscosos para circularem facilmente num recipiente vertical convencional.
Por que razão a inclinação pode melhorar a mistura?
Num misturador vertical convencional, o agitador tem de vencer grande parte da resistência criada pela viscosidade e pelo peso do produto para manter a circulação. Dependendo do produto e da geometria do agitador, algum material pode permanecer relativamente estacionário, particularmente em torno do fundo, das paredes ou dos cantos do recipiente.
A inclinação altera a geometria do ambiente de mistura
O produto move-se naturalmente em direção à parte inferior do recipiente, onde o agitador pode recolhê-lo e redistribuí-lo. A ação combinada da agitação mecânica e da gravidade pode, assim, ajudar:
- melhorar a circulação dos produtos;
- reduzir as áreas estagnadas ou mal misturadas;
- trazer os ingredientes para a zona de mistura ativa;
- melhorar a incorporação de pós e outros ingredientes;
- promova uma distribuição de calor mais uniforme durante o processamento aquecido.
A melhoria exata da eficiência depende do produto, da viscosidade, do nível de enchimento, do design do agitador, da velocidade de mistura e do ângulo de inclinação. A gravidade não substitui a mistura mecânica, mas trabalha em conjunto com o agitador para reduzir a quantidade de trabalho mecânico necessário para manter o produto em movimento.
Mistura por gravidade vs. mistura vertical convencional
Os misturadores verticais tradicionais são geralmente concebidos em torno de um recipiente fixo e contam com o agitador para criar a circulação necessária do produto.
Este pode ser perfeitamente adequado para produtos de baixa e média viscosidade. Contudo, à medida que a viscosidade aumenta, o movimento do produto torna-se mais difícil e o misturador pode encontrar uma resistência mecânica substancialmente maior.
Um misturador inclinável introduz outro mecanismo para a movimentação do produto
| Mistura convencional | Mistura assistida por gravidade |
|---|---|
| Recipiente vertical fixo | O recipiente pode ser inclinado durante a mistura |
| O movimento do produto depende principalmente do agitador | O agitador e a gravidade trabalham em conjunto |
| Maior risco de zonas estagnadas com produtos viscosos | A inclinação ajuda a devolver o produto à zona de mistura ativa |
| O agitador deve gerar a maior parte da circulação | O movimento natural do produto auxilia a circulação |
| Geometria fixa do recipiente | A geometria da mistura pode ser alterada inclinando |
| Descarga através de uma válvula | O recipiente pode ser inclinado para uma descarga mais rápida do produto |
Isto não significa que um misturador inclinável seja automaticamente melhor para cada produto, mas ter a opção de ajustar o ângulo do recipiente proporciona uma maior flexibilidade e permite ao operador selecionar a posição que proporciona uma eficiência de mistura ideal para o produto e processo específico. A mistura vertical convencional já pode proporcionar circulação suficiente para alguns produtos de baixa viscosidade, mas as vantagens da inclinação tornam-se particularmente significativas quando se trabalha com produtos viscosos, densos, pegajosos ou de outra forma difíceis de mover.
O Papel do Ângulo do Recipiente no Processamento
O ângulo do recipiente é uma parte importante do processo, uma vez que uma pequena alteração no ângulo altera a forma como o produto se acomoda dentro do recipiente e onde interage com o agitador. Num ângulo de trabalho adequado, a gravidade impulsiona continuamente o produto para a parte inferior do recipiente, enquanto o agitador o move de volta através da zona de mistura.
A posição ideal depende do produto e do sistema de mistura. É por isso que inclinar o recipiente com várias posições de trabalho selecionáveis é significativamente mais versátil do que um recipiente com apenas uma posição fixa.
Por exemplo, os misturadores e caldeiras de cozedura inclináveis CookMak Mix da FTP podem utilizar várias posições de trabalho durante o processamento. O recipiente pode então ser totalmente inclinado para uma descarga rápida e conveniente pela borda, assim que a mistura estiver completa.
Mistura por Gravidade Durante o Aquecimento
O princípio torna-se especialmente útil quando a mistura e o aquecimento ocorrem simultaneamente. Produtos como caramelo, cremes, recheios, xaropes e outras massas alimentícias viscosas podem ser difíceis de aquecer uniformemente. Os produtos que permanecem em contacto com uma superfície aquecida durante muito tempo podem sofrer sobreaquecimento localizado, e a circulação insuficiente pode levar a diferenças de temperatura dentro do lote.
A combinação de inclinação, agitação mecânica e raspagem (com a utilização de raspadores auto-ajustáveis de aço inoxidável) ajuda a movimentar continuamente o produto sobre a superfície aquecida.
Numa caldeira de cozedura inclinável, o agitador pode mover o produto em direção à área aquecida, enquanto a gravidade auxilia o seu retorno. Os raspadores podem também servir para remover o produto do fundo do recipiente (e, opcionalmente, das paredes), melhorando o contacto entre o produto e a superfície aquecida.
Isto cria uma combinação de:
aquecimento controlado + mistura mecânica + circulação assistida por gravidade + raspagem
que é particularmente útil para o processamento térmico de produtos viscosos como o caramelo.
Onde é que a mistura assistida por gravidade é útil?
A mistura assistida por gravidade pode ser útil para o processamento de uma vasta gama de produtos, especialmente aqueles com viscosidade média a alta, incluindo:
- caramelo e massas de confeitaria;
- cremes e recheios de pastelaria;
- Geleias e preparações de frutas;
- xaropes viscosos;
- molhos;
- recheios de fruta;
- produtos à base de mel;
- massas e misturas espessas;
- alimentos triturados ou semi-sólidos.
A tecnologia de mistura por gravidade também pode ser útil quando os ingredientes precisam de ser incorporados numa massa viscosa existente. A inclinação ajuda a direcionar a massa do produto para a área de mistura ativa, enquanto o agitador distribui os ingredientes por toda a mistura.
Aplicação da Mistura por Gravidade nos Nossos Equipamentos de Processamento de Alimentos
Na FoodTechProcess, aplicamos este princípio em diversas configurações dos nossos equipamentos de processamento de alimentos, incluindo as nossas caldeiras de cozedura basculantes CookMak Mix e misturadores basculantes.
O recipiente está montado num mecanismo de inclinação que permite ao operador selecionar a melhor posição de trabalho. Durante a mistura, o ângulo de inclinação do recipiente incentiva o produto a mover-se naturalmente em direção ao ponto mais baixo, e o agitador levanta-o continuamente e redistribui-o.
Para as caldeiras de cozedura basculantes da FoodTechProcess, o mesmo mecanismo de inclinação oferece outra grande vantagem: o recipiente pode ser inclinado até 110° após o processamento para uma descarga rápida e simples. As caldeiras de cozedura FTP são montadas sobre rodízios, permitindo que o recipiente seja movido dentro da instalação de produção antes da descarga.
Isto significa que o mesmo recurso mecânico serve dois propósitos:
- durante o processamento: a inclinação auxilia a circulação e a mistura do produto;
- após o processamento: a inclinação permite que o produto escorra do recipiente por gravidade.
Isto é especialmente útil para descarregar produtos viscosos que são difíceis de despejar de um recipiente fixo convencional através de uma pequena válvula.
Descarregamento mais eficiente
A descarga é frequentemente negligenciada quando se comparam equipamentos de mistura, mas pode ter um efeito significativo na eficiência global da produção.
Uma caldeira de cozedura fixa pode exigir que o operador remova um produto viscoso através de uma pequena saída inferior, raspe manualmente o recipiente ou utilize equipamento adicional para transferir o produto, como uma bomba.
Com um recipiente basculante, toda a cuba de trabalho pode ser rodada em direção à posição de descarga. A gravidade auxilia na remoção do produto do recipiente.
Dependendo da configuração do equipamento e das propriedades do produto, isto pode proporcionar uma recuperação muito elevada em comparação com os recipientes estacionários, além de reduzir o manuseamento manual e simplificar a limpeza. O mesmo princípio que facilita a movimentação do produto durante a mistura também auxilia a sua remoção após o processamento.
A mistura por gravidade não se resume simplesmente a inclinar o recipiente
A eficiência da mistura assistida por gravidade depende de mais do que apenas o ângulo de inclinação. Diversos fatores podem influenciar o resultado:
- viscosidade e consistência do produto;
- geometria do recipiente;
- nível de enchimento;
- formato e posição do agitador;
- velocidade de mistura;
- ângulo de inclinação;
- temperatura do produto;
- atrito entre o produto e as superfícies do recipiente.
Por esta razão, a simples inclinação de um misturador convencional não produz necessariamente o mesmo resultado que um sistema de mistura concebido especificamente para a inclinação.
O agitador, a geometria do recipiente e o mecanismo de inclinação necessitam de trabalhar em conjunto para que o produto regresse continuamente à zona de mistura ativa.
Quando é que a mistura por gravidade é mais indicada?
A mistura assistida por gravidade torna-se particularmente vantajosa quando a mistura convencional se torna ineficiente devido ao produto ser espesso, pegajoso ou de difícil circulação.
Pode ser especialmente vantajoso quando o mesmo equipamento necessita de executar diversas operações — por exemplo:
mistura → aquecimento → processamento → basculamento → descarga
Em vez de utilizar equipamento separado para mistura e descarga, um recipiente basculante para processamento pode combinar estas funções num único sistema. Para os fabricantes de alimentos, isto pode significar menos passos de manuseamento manual, uma recuperação mais fácil do produto e uma configuração de processamento mais compacta.
