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Tendencias en equipos de mezcla impulsados por los consumidores

Velocidad, personalización, funciones de ahorro de recursos y versatilidad para manejar una gama más amplia de aditivos son solo algunas de las áreas que hacen avanzar los equipos de mezcla y homogeneización actuales.

Seguridad alimentaria, capacidad multi-fórmula, costos de energía, ahorros laborales son todos factores impulsando la evolución de los equipos de mezcla y homogeneización de hoy.
Seguridad alimentaria, capacidad multi-fórmula, costos de energía, ahorros laborales son todos factores impulsando la evolución de los equipos de mezcla y homogeneización de hoy.
Munson Machinery

Por Jeanne Schweder

Los gustos y estilos de vida de los consumidores siguen cambiando, al igual que sus expectativas sobre las marcas de alimentos. La alimentación ya no se trata sólo de nutrición, y las elecciones son ahora a menudo una expresión de identidad personal o de objetivos medioambientales. A medida que los procesadores corren para mantenerse al día, requieren equipos con las capacidades que les ayuden a afrontar estos nuevos desafíos.

"Estamos viendo un aumento en el desarrollo de nuevos productos centrados en ingredientes saludables, proteínas de origen vegetal y alimentos funcionales", dice Christine Banaszek, directora de ventas de Ross Mixers. “La creciente competencia, el alto costo de las materias primas y las incertidumbres en la cadena de suministro también están obligando a los fabricantes a revisar sus operaciones de mezcla existentes y cambiar a tecnologías más eficientes y rentables. Están buscando formas de optimizar los procesos de producción, reducir el consumo de energía, minimizar los residuos y maximizar el personal”.

Los gustos personales también están cambiando, según Joby Ferary, vicepresidente de ventas de North American Process, la empresa matriz de Infini-Mix. “Los consumidores buscan sabores mejorados, más especias en salsas y productos para untar, y más inclusiones y aderezos en mantequillas de nueces y helados. Esto [requiere] la capacidad para manejar una amplia gama de aditivos con el mismo equipo y la capacidad de cambiar de receta en receta con poco desperdicio y cambios cortos”, añade.

Los consumidores están buscando sabores mejorados, más sazón en salsas y aderezos, y mayores coberturas y mantequillas de nueces y helados, que demandan mezcladores y homogeneizadores para mayor versatilidad.Los consumidores están buscando sabores mejorados, más sazón en salsas y aderezos, y mayores coberturas y mantequillas de nueces y helados, que demandan mezcladores y homogeneizadores para mayor versatilidad.

Luis Roberto Pontes, gerente de cartera, Gestión de Canales de Equipos y Soluciones de Procesamiento y Componentes Clave de Tetra Pak, señala una mayor demanda de los consumidores de productos que prometan anular los impactos ambientales nocivos y el cambio climático. “Algunas personas buscan marcas que les ayuden a tomar decisiones que logren proteger nuestro planeta. Un etiquetado transparente y significativo, como producción y procesamiento de alimentos sin desperdicio o positivo neto en toda la cadena de suministro, puede ayudar a evitar el escepticismo y las acusaciones de greenwashing”, explica.

“Otras personas ven cómo se desarrollan los efectos del cambio climático y eligen adaptar sus dietas y estilos de vida al planeta”, añade Pontes. "Los ingredientes de origen vegetal, naturales, de temporada y sintéticos están en aumento, y algunos están cada vez más interesados en la economía circular, que reutiliza y recicla materiales".

Cómo están respondiendo los fabricantes de equipos de mezcla

¿Cómo están cambiando los fabricantes de equipos de mezcla sus productos para satisfacer estas demandas? “La velocidad se ubica en la cima o cerca de ella para las empresas de todas las industrias”, dice René Medina, vicepresidente ejecutivo de Gericke Group, un proveedor de soluciones de mezcla de polvos. “Para las mezcladoras, esto significa una configuración rápida antes de un lote, tiempos de ciclo rápidos y una limpieza rápida entre lotes sin comprometer la calidad del producto. Para mezclar materiales e ingredientes secos, estamos viendo un cambio hacia la limpieza en seco, lo que está reduciendo el uso de CIP con líquido”.

Lee Holliday, director de procesos de IKA Works, añade: “Los procesadores de alimentos buscan un equilibrio entre tiempo, función, calidad y costo. Eso significa que la solución debe ser fácil de usar para el operador y generar resultados aceptables a la vez que rentable. Es apropiado implementar procesos que cumplan con las cGMP para asegurar un resultado repetible. También se demandan métodos que aseguren una limpieza total con un tiempo de inactividad y mano de obra mínimos”.

Holliday dice que los procesadores también están evaluando tecnologías que minimicen los residuos y se consideren sustentables y respetuosas con el medio ambiente. “Como resultado, parece haber bastante interés en las piezas desechables para mezclar, por lo que no se requiere validación de limpieza. También se prefieren los sistemas cerrados que minimizan el polvo y la contaminación”, afirma.

Según Banaszek, los mezcladores de corte ultra alto, los sistemas de agitadores múltiples, los dispersores planetarios híbridos y las tecnologías de inducción de polvo más conocidas en otras industrias de procesos, como la química, farmacéutica y cosmética, se están adaptando a la fabricación de alimentos.

"Explorar más allá de los equipos tradicionales de procesamiento de alimentos será parte de la evolución", afirma. “Al utilizar los últimos avances en sistemas de control basados en PCL con software de recetas, los mezcladores de nueva generación reducirán los errores del operador y las variaciones entre lotes, al tiempo que maximizarán el rendimiento. Se puede acceder a datos desde múltiples dispositivos, como teléfonos inteligentes o tabletas, para un monitoreo práctico en tiempo real, brindando a los operadores y gerentes visibilidad total del rendimiento y el estado de un mezclador en cualquier lugar de la planta”.

Nuevos métodos de proceso para la mezcla y homogeneización

Según Ferary, los métodos de fabricación también están cambiando para satisfacer las necesidades de los procesadores de velocidades más rápidas y mayor calidad. “El procesamiento continuo y el semicontinuo son las tecnologías del futuro. En un proceso por lotes típico, un operador extrae una muestra de un lote y la lleva a su laboratorio de control de calidad para verificar una amplia gama de especificaciones del producto antes de que el lote pueda enviarse al embalaje”, afirma. “Prácticamente cualquier tipo de prueba que se realizaría en un laboratorio ahora se puede realizar en línea, como viscosidad, conductividad, pH, concentración/brix y densidad. Esto les da a los fabricantes la confianza de que no fabricarán productos fuera de las especificaciones al realizar la conversión a continuo. Además de monitorear la precisión de un proceso continuo, las formas altamente precisas de medición de ingredientes están haciendo que las soluciones de mezcla en línea sean más rentables y accesibles incluso para los pequeños fabricantes”.

Ferary describe cómo un fabricante de macarrones con queso aplicó el procesamiento continuo para mejorar su operación y la calidad del producto. “[Los macarrones con queso] normalmente se preparan en un proceso por lotes. El cliente toma una pasta blanqueada y la añade a una salsa de queso fundido. Una vez mezclado bien se envía al empacado. Sin embargo, si hay algún retraso en el envío del producto terminado al empacado, la salsa de queso caliente seguirá cocinando la pasta y esta se volverá papilla. Se debe vaciar todo el tanque.

“Mediante el uso de un proceso continuo”, continúa, “la pasta y la salsa se mezclan justo en el momento de su uso, cuando entran en el empaque. Esto reduce drásticamente el desperdicio. En este mismo proceso, se utiliza inyección directa de vapor para cocinar la salsa de queso procesado en lugar de una tetera o un intercambiador de calor tubular. Inyectar el vapor en una batidora dinámica y dispersarlo por toda la salsa es el uso más eficiente del vapor. Utiliza el 100 % de las propiedades térmicas del vapor y no se desperdicia nada. Más importante aún, no hay incrustaciones ni acumulaciones en las paredes laterales, por lo que el proceso puede funcionar de forma continua durante muchas horas”. Ferary añade que esto también se puede hacer con una serie de alimentos preparados como sopas, salsas, alimentos para mascotas, almidones e hidrocoloides.

Avances en automatización y su impacto en el mezclado y homogeneización

Medina dice que la automatización es una herramienta en constante evolución para los procesadores de alimentos, por lo que “las últimas tecnologías de mezcladores abordan la automatización como una solución a los problemas laborales”, explica. “Estamos minimizando el potencial de error del operador y optimizando el proceso de producción general tanto con nuestros mezcladores por lotes como con nuestros sistemas de mezclado continuo. Será muy común que las líneas automatizadas funcionen desatendidas durante días con supervisión mediante visualización remota”.

Según Munson Machinery, los principales factores que impulsan las tecnologías y tendencias en equipos de mezcla y CIP son la seguridad alimentaria, la capacidad de fórmulas múltiples y los costos de energía. Los fabricantes están construyendo equipos según estándares sanitarios y ofreciendo opciones para adaptarse a la variedad y diversidad de nuevos productos alimenticios. Las máquinas nuevas también deben limpiarse y desinfectarse rápida y fácilmente entre lotes o tirajes de productos.

Biron Teas utiliza un mini mezclador rotativo de lotes para sus mezclas de té por el suave manejo de los ingredientes y baja huella en planta que provee, de acuerdo con la compañía.Biron Teas utiliza un mini mezclador rotativo de lotes para sus mezclas de té por el suave manejo de los ingredientes y baja huella en planta que provee, de acuerdo con la compañía.

La compañía predice que si bien las acciones básicas de mezclar y homogenizar seguirán siendo las mismas, habrá una mayor automatización y personalización de los procesos para responder a las tendencias futuras. Se espera que la automatización ayude a los fabricantes de alimentos a mejorar el proceso de carga y descarga del mezclador/licuadora, mejorando la seguridad de los productos y de los trabajadores, así como mitigar los efectos de la escasez de mano de obra. Como ejemplo, A&Z Pharmaceutical de Hauppauge, Nueva York, ahora emplea un volcador de tambor automatizado para cargar suplementos nutricionales en un mezclador rotatorio por lotes.

Otro ejemplo es el de un cliente de Tetra Pak que elaboró un producto de origen vegetal con un alto nivel de grasas y proteínas. Algunos ingredientes, como los caseinatos de sodio y calcio, no sólo eran difíciles de disolver e hidratar además eran muy pegajosos y la aglomeración era frecuente. Debido a que había que manipular y alimentar grandes lotes y una gran cantidad de polvos en el mezclador, se necesitaba una alta tasa de ingesta de polvo. El producto resultante es muy espumoso, sensible al oxígeno y utiliza ingredientes costosos, pero la espuma equivale a una pérdida de producto y una menor eficiencia de producción.

La solución requerida por el cliente tendría que dispersar, mezclar, hidratar y emulsionar adecuadamente el producto y, al mismo tiempo, abordar los desafíos con diferentes curvas de solubilidad del polvo. Después de realizar pruebas en el Centro de pruebas de tecnología de mezcla de Tetra-Pak en Dinamarca, se pudieron ajustar y optimizar los parámetros de mezcla utilizando un cabezal de emulsificación multietapa en línea. Los resultados fueron un tiempo de lote más corto y una mayor capacidad, junto con una funcionalidad superior de los ingredientes, principalmente en los caseinatos y las gomas. Las modificaciones al equipo de mezcla ahora se han aplicado en las tres instalaciones del cliente.

Cómo va el crecimiento en mini-mezcladoras

Los consumidores demandan constantemente nuevos productos que se adapten a cada tipo de estilo de vida, por lo que la industria alimentaria frecuentemente se ve presionada para formular nuevos productos, según Medina. “Las preocupaciones sobre hipoalergénicos, veganos, no lácteos, bajos en carbohidratos y otras tendencias dietéticas empujan a los fabricantes de alimentos a crear más formulaciones con mayor frecuencia, y las batidoras y licuadoras mini o de mesa reducen el volumen de ingredientes necesarios para probar nuevas ideas, y también reduce el tiempo y los costos involucrados”.

Los procesadores de alimentos y bebidas artesanales que producen en lotes pequeños a veces utilizan minimezcladoras rotativas por lotes. Biron Teas en Macon, Georgia, consideró usar una licuadora de cono en V, pero el espacio requerido para acomodar la rotación del recipiente era demasiado grande para su espacio.

Finalmente, la empresa eligió una mini mezcladora rotativa por lotes debido a su manejo cuidadoso de los ingredientes y su tamaño reducido. "Los tés artesanales orgánicos, especialmente las mezclas con hierbas, flores silvestres, aceites y bayas, no se pueden triturar ni pulverizar. La mezcladora gira suavemente y convierte una mezcla de té delicada, y a veces pegajosa, en una uniforme sin pulverizarla ni convertirla en polvo. ", afirma un representante de Biron Teas, que no quiso ser identificado en esta historia.

Las versiones mini/de mesa de mezcladoras y licuadoras a menudo vienen con las mismas opciones que los modelos de alta capacidad, pero no se puede confiar en que algunas predigan con precisión el rendimiento de sus contrapartes a gran escala para laboratorios fuera de línea, plantas piloto, pequeñas producciones, o aplicaciones de premezcla.

"Lo ideal es que el trabajo de I+D se realice en mezcladores de laboratorio y homogeneizadores que sean verdaderamente escalables para que los resultados puedan replicarse en volúmenes mayores de manera sencilla", afirma Banaszek. “A pequeña escala, el tamaño de las aspas y la potencia del agitador tienden a ser sobredimensionados en comparación con el volumen del lote, lo que da como resultado tasas de transferencia de calor y ciclos de lote poco realistas. El error común es confiar completamente en mezcladores y licuadoras de cocina residenciales, ya que la mayoría de estos dispositivos no son prácticos a escala y requerirán tiempo y recursos adicionales para la experimentación una vez que el proyecto pase a escala piloto o de producción”.

Los mini mezcladores Gericke y las versiones de mesa aún más pequeñas de equipos de mezcla y homogeneización ayudan a los operadores a ahorrar espacio y recursos al probar nuevas recetas en lotes pequeños.Los mini mezcladores Gericke y las versiones de mesa aún más pequeñas de equipos de mezcla y homogeneización ayudan a los operadores a ahorrar espacio y recursos al probar nuevas recetas en lotes pequeños.Gericke Group

Holliday está de acuerdo en que el crecimiento de mini mezcladores y licuadoras de mesa más sofisticados está relacionado con la necesidad de equipos más pequeños que puedan producir resultados escalables. “El coste de desarrollar lotes más pequeños es mucho más económico. La escalabilidad del equipo de laboratorio garantiza que los resultados serán los mismos a escala de producción. Otros impulsores importantes incluyen las carnes cultivadas y de origen vegetal, y las nuevas fuentes de proteínas. Los procesadores y proveedores suelen ser empresas nuevas y más pequeñas que buscan desarrollar y formular productos en el laboratorio antes de su comercialización”.

La desinfección y el mezclado de ingredientes

Desinfectar las superficies de contacto con los materiales de forma rápida y económica es vital para todos los procesos alimentarios, pero especialmente para aquellos que implican cambios frecuentes donde no se puede tolerar la contaminación cruzada entre lotes. Los sistemas de limpieza in situ (CIP) pueden minimizar el tiempo de inactividad y la probabilidad de errores humanos, lo que da como resultado una mayor calidad del producto y productividad de la planta.

Según Munson Machinery, mientras que la mayoría de los sistemas CIP siguen un proceso húmedo de varios pasos de enjuague, lavado, enjuague nuevamente, desinfección y secado; para algunos procesos que se verían afectados negativamente al usar agua, existen soluciones de limpieza en seco. Estas soluciones secas se basan en aspirar y usar toallitas a base de alcohol aprobadas por agencias gubernamentales para eliminar el exceso de material y desinfectar las superficies.

Los mezcladores de alta velocidad como el de la foto, junto con sistemas multi-agitadores, dispensadores planetarios híbridos, y tecnologías de inducción de polvo están evolucionando para responder a las necesidades actuales del procesamiento de alimentos.Los mezcladores de alta velocidad como el de la foto, junto con sistemas multi-agitadores, dispensadores planetarios híbridos, y tecnologías de inducción de polvo están evolucionando para responder a las necesidades actuales del procesamiento de alimentos.

Munson Machinery dice que los desafíos son que la limpieza en seco puede requerir mucha más mano de obra y tardar más en completarse. Sin embargo, para entornos de procesamiento de alimentos donde se manipulan alimentos secos y el entorno de la planta debe mantenerse seco y con una humedad baja, el uso de limpieza en seco puede ser la única alternativa.

Pontes destaca el lado positivo de estos sistemas. “La limpieza en seco in situ es muy útil para limpiar áreas donde se deben evitar líquidos y humedad, como los sistemas de manipulación de polvo. Estos sistemas deben diseñarse para garantizar la seguridad alimentaria con los más altos estándares de higiene y permitir una limpieza rápida y un tiempo de inactividad reducido”, afirma.

“Es importante mantener separados los elementos secos y húmedos en el área de fabricación, no solo para reducir el riesgo de contaminación y pérdidas de producto, sino para mejorar el rendimiento de los sistemas de manipulación de polvo”, añade Pontes. "La fluidez del polvo cambia según la humedad y afecta las tasas de ingesta de polvo y la capacidad de producción de los sistemas de mezcla y homogeneización".