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Jun 17, 2023

Considerazioni sulla miscelazione dei microingredienti

Rene Meira Medina, vicepresidente esecutivo, Gericke USA | 11 ott 2021 Recentemente ho ricevuto una richiesta di preventivo per un mixer da un tecnologo alimentare incaricato di sviluppare una nuova versione di un best-seller

Rene Meira Medina, vicepresidente esecutivo, Gericke USA | 11 ottobre 2021

Recentemente ho ricevuto una richiesta di preventivo per un mixer da un tecnologo alimentare incaricato di sviluppare una nuova versione di un prodotto più venduto, ma con un'etichetta più pulita e ingredienti funzionali completamente naturali. La nuova ricetta richiedeva molti di questi ingredienti in quantità dal 20% fino a quasi o al di sotto dell'1% e il mixer nel loro laboratorio di prova non era in grado di produrre costantemente una miscela omogenea. Quando le quantità degli ingredienti si avvicinano al 20% della miscela, spesso chiamati ingredienti minori, o scendono vicino o al di sotto dell'1%, chiamati microingredienti, è comune che molti tipi di miscelatori abbiano difficoltà con l'uniformità del prodotto finale. Tuttavia, questi microingredienti non solo sono difficili da miscelare in modo uniforme, ma in genere costano di più rispetto agli ingredienti tradizionali e le loro proprietà delicate e sensibili spesso richiedono una considerazione speciale durante la lavorazione. Sfortunatamente, sempre più professionisti dello sviluppo prodotto nei settori alimentare, delle bevande e della nutrizione stanno imparando a conoscere questi problemi attraverso costosi tentativi ed errori.

Mentre la maggior parte delle aziende di trasformazione farmaceutica ha investito molti anni nella miscelazione di quantità molto piccole di ingredienti attivi (API) e aromi con una varietà di volumi molto maggiori di eccipienti, l’impennata della domanda dei consumatori per integratori nutrizionali e cibi e bevande più sani ha spinto le aziende con meno esperienza a lavorazione di microingredienti per sviluppare nuovi prodotti che soddisfino questa domanda. Questi probiotici, erbe, spezie, oligoelementi e/o ingredienti altrimenti più sani che possono conferire benefici medicinali o preventivi per la salute (insieme a benefici di marketing fondamentali) vengono generalmente utilizzati in quantità molto piccole come microingredienti senza compromettere la funzionalità desiderata. Tuttavia, molti di questi ingredienti, come i semi di lino e le proteine ​​di soia, spesso devono essere mascherati dagli ingredienti principali a causa del loro gusto e della loro consistenza. Anche una quantità leggermente superiore nel mix potrebbe influire negativamente sull’accettazione da parte dei consumatori.

Quando una ricetta richiede la miscelazione di uno o più microingredienti, alcuni tipi di mixer sono semplicemente in grado di integrarli insieme in modo uniforme rispetto ad altri in base alla progettazione. I miscelatori che applicano simultaneamente la dispersione radiale tramite rotazione e una combinazione di flusso assiale (movimento parallelo al rotore di miscelazione) e flusso radiale (movimento perpendicolare al rotore di miscelazione) creano la turbolenza necessaria per attirare gli ingredienti dai lati e dall'alto e dal basso la superficie e indirizzarli attraverso la zona di miscelazione senza perdere i preziosi microingredienti lungo i bordi esterni. Questa turbolenza, tuttavia, deve essere attentamente controllata per evitare di applicare un taglio eccessivo, che potrebbe danneggiare i delicati microingredienti.

Un concetto di miscelazione che applica queste forze opposte e riduce al minimo il taglio utilizza rotori di miscelazione orizzontali a doppio albero, controrotanti, per generare un letto fluidizzato. Ciò consente ai flussi di prodotto mescolati di incontrarsi in una sospensione, che espone una grande quantità di area superficiale di ciascuna particella alla miscelazione e produce elevati valori di scambio di particelle. Allo stesso tempo, gli strumenti di miscelazione dirigono costantemente il flusso del materiale attraverso la camera di miscelazione per poi separarsi e ritornare per un'intensa azione di miscelazione. Questo tipo di miscelazione è stata applicata nei sistemi di miscelazione batch e in genere produce una miscela omogenea entro 30 secondi, indipendentemente dal numero di ingredienti in ingresso. Lo stesso concetto che incorpora la combinazione ottimale di dispersione con flusso radiale e assiale viene applicato anche nella miscelazione continua. La rotazione dell'utensile a coclea di miscelazione crea un movimento in avanti che forma una zona fluidizzata tra coclea e botte per un'azione di miscelazione intensa paragonabile al batch.

Al contrario, i miscelatori a nastro applicano sia forze radiali che assiali ma non hanno il movimento in avanti e indietro fornito dalla dispersione radiale necessaria per ottenere la massima omogeneità. I miscelatori planetari spesso eccellono nella miscelazione di materiali spessi che richiedono elevate quantità di taglio e possono resistere alle forze di strappo o dove la dimensione e la forma finali delle particelle non sono critiche.