En el mezclado, la asociación de los diferentes ingredientes que constituyen la mezcla, debe hacerse de tal forma que las partículas se encuentren lo más cerca posible unas de otras.
Debemos tener en cuenta que siendo el proceso de mezcla un proceso de yuxtaposición de partículas, el proceso es reversible; una duración no apropiada de la acción puede originar una desmezcla o segregación. Este fenómeno debe tenerse siempre presente en la preparación o manejo de las mezclas.
Los factores que principalmente influyen en el mezclado son las propiedades físicas de los ingredientes a mezclar:
- Granulometría (tamaño de partículas). Las tres primeras propiedades son las más importantes. Las partículas grandes y pequeñas no se mezclan bien; se puede lograr un mejor mezclado cuando el tamaño de partículas es similar.
- Forma de las partículas. Las partículas con forma de esfera son difíciles de mezclar porque rodarán unas sobre las otras. Si las formas de las partículas son diferentes también tenderán a la segregación.
- Densidad o peso específico. Las partículas de alta densidad, como los minerales, tienden a segregarse en el fondo de la mezcladora.
- Higroscopicidad. La higroscopicidad, que es la tendencia de los ingredientes de atraer agua, también puede causar problemas en el mezclado.
- Carga estática. Otros ingredientes pueden cargarse con electricidad estática durante el mezclado.
- Adhesividad. Esto es causa de segregación debido a que algunos de estos ingredientes pueden quedarse pegados a las paredes de las tolvas o de la mezcladora sin dispersarse en la mezcla.
El mezclado se utiliza frecuentemente para:
- Combinar ingredientes.
- Obtener determinadas propiedades funcionales.
- Conseguir determinadas características organolépticas.
El mezclado de líquidos.
La velocidad del fluido, inducida por las corrientes en movimiento, tiene tres componentes:
- Componente longitudinal que actúa en paralelo al eje de la mezcladora.
- Componente de rotación que actúa tangencialmente al círculo de rotación del eje de la mezcladora.
- Componente radial que actúa en dirección perpendicular al eje de la mezcladora.
Mientras que las componentes longitudinal y radial, generalmente, contribuyen al mezclado, la componente rotatoria no siempre lo hace. Para la adecuada mezcla de líquidos de baja viscosidad, la masa del líquido debe someterse a una turbulencia tal que englobe en la masa del líquido que se mueve a mayor velocidad, porciones del que se mueven a una velocidad más lenta. Debe evitarse la formación de remolinos.
En los líquidos muy viscosos la mezcla se produce por:
- El amasado del producto contra la pared del recipiente.
- El englobamiento del componente no mezclado.
- Estiramiento del material.
Teniendo en cuenta las características de los productos a mezclar, las mezcladoras se clasifican en:
- Mezcladoras para líquidos de viscosidad baja o media. Las mezcladoras utilizadas en el mezclado de líquidos de baja y media viscosidad son:
- Agitadores de impulsión. Consiste en uno o varios impulsores sujetos a un eje rotatorio sumergido en el líquido, de forma tal que al rotar se crean, dentro del líquido, corrientes que se desplazan por todo el recipiente.
- Agitador de paletas. El agitador de paletas consiste en una pala plana sujeta a un eje rotario, situado en el centro del recipiente de mezclado.
- Agitador de turbina. El agitador de turbina tiene cuatro o más palas sujetas al mismo eje y se coloca en el centro del recipiente.
- Atomizadores. Los atomizadores se utilizan para mejorar la dispersión de productos pulverulentos en líquidos. Funcionan mezclando en un chorro de líquido nebulizado un chorro uniforme de polvo.
- Agitadores de impulsión. Consiste en uno o varios impulsores sujetos a un eje rotatorio sumergido en el líquido, de forma tal que al rotar se crean, dentro del líquido, corrientes que se desplazan por todo el recipiente.
- Mezcladoras para líquidos muy viscosos y pastas. Cuando los productos a mezclar son altamente viscosos o pastosos no se pueden crear corrientes que circulen a través de todo el recipiente, por lo que es necesario forzar un contacto directo entre los materiales a mezclar y los elementos mezcladores. Podemos citar estos.
- Impulsores de eje vertical de baja velocidad. En los impulsores de eje vertical de baja velocidad el diseño básico consiste en un recipiente de mezcla estacionario en cuyo interior gira un agitador en forma de ancla y compuerta.
- Mezcladoras continuas de tornillo sinfín. En las mezcladoras continuas de tornillo sinfín, un rotor horizontal recibe los alimentos viscosos y pastosos desde un doble tornillo helicoidal.
- Sistemas de agitador múltiple. Los sistemas de agitador múltiple van equipados con palas que cumplen funciones distintas.
- Mezclado de líquidos y gases. Los gases se pueden mezclar con líquidos utilizando agitadores de impulsión en el interior de depósitos de mezcla. Generalmente se utilizan agitadores de turbina con velocidades altas, dispuestos en depósitos con deflectores para que la formación de vórtices arrastre a los gases hacia el interior del líquido.
- Mezcladoras para productos granulados o pulverizados. Las explicaremos a continuación:
Mezclado de sólidos.
En la mayoría de las operaciones de mezcla que involucran sólidos pulverulentos suele aparecer el fenómeno de la “desmezcla” o “segregación”.
Por ello, en la mezcla de productos sólidos en polvo o partículas no es posible alcanzar una uniformidad completa. El grado de mezclado depende de:
- El tamaño relativo de las partículas y de la forma y densidad de los componentes.
- La eficacia del mezclador para estos componentes.
- La tendencia a la agregación de los productos.
- El contenido en agua, la tensión superficial y la fluidez de cada componente.
En la mezcla de sólidos particulados intervienen dos mecanismos básicos:
- Convección. La “convección”, que implica la transferencia de masa o grupos de partículas de una zona del mezclador a otra.
- Difusión. La “difusión”, que implica la transferencia de partículas individuales que, surgiendo de la masa global de partículas desde una superficie recién formada, se desplazan de una ubicación u otra.
Las máquinas mezcladoras para productos pulverulentos y granulados (cereales, harinas y preparación de mezclas diversas) se clasifican en:
- Mezcladora de tornillo sinfín: Las mezcladoras de tornillo sinfín vertical, son mezcladores muy lentos, en ellos las partículas se elevan y después caen por gravedad mezclándose por entrecruzamiento. Diferenciamos:
- Vertical
- Horizontal
- Mezcladoras de volteo: Constan de una carcasa de forma cilíndrica, un eje rotor acoplado a un motor que lleva incorporada una o dos rocas helicoidales. Este tipo de mezcladora posee una buena homogeneidad en un corto espacio de tiempo.
- Rejas
- Paletas
- Mezcladoras de cinta. Consisten en un contenedor horizontal semicilíndrico, provisto de un eje longitudinal que soporta unas cintas helicoidales que actúan en sentido opuesto. Pueden disponer de varis ejes girando en el mismo sentido o en sentidos contrarios. El tiempo de mezcla es muy variable en función de los ingredientes a mezclar.
Ejemplos de aplicaciones de mezcla en el procesado de alimentos:
- Líquidos poco viscosos. Ejemplos de aplicación de agitadores de impulsión:
- Preparación de salmueras y almíbares.
- Preparación de pulpa de frutas.
- Mezcla de aceites en la elaboración de margarinas.
- Sólidos pulverulentos. Ejemplos de aplicación de mezcladoras de tornillo, cinta y volteo:
- Preparación de mezcla para elaboración de bizcochos.
- Mezclas de granos previas a su molienda.
- Mezclas de harinas e incorporación de aditivos.
- Dispersión de gases en líquidos:
- Carbonatación de bebidas alcohólicas y refrescos.
- Gasificación de mezclas de cremas de helados durante su congelación.
- Alimentación de gas a fermentadores.