MEZCLADO DE ALIMENTOS

M.C. Ma. Luisa Colina Irezabal

Es la operación mediante la cual se obtiene una dis tribución uniforme de dos o más componentes y es lograda

por medios mecánicos

El mezclado es una operación unitaria ampliamente u tilizada en el procesamiento de alimentos

Además de la mezcla de componentes, el mezclado pue de ser empleado con otros fines:

- Realización de trabajo mecánico (amasado de masas de panadería)

- Promoción de la transferencia de calor (congelación de helados)

- Promoción de la transferencia de masa (lixiviación de componentes)

- Promoción de reacciones químicas y biológicas (ferm entación)

Mezclado de Alimentos

El mezclado ejerce un importante efecto sobre las propiedades funcionales y las características

sensoriales de los alimentos

Por ejemplo, en las masas de panadería, durante el mezclado y amasado se facilita la formación de enlac es de hidrógeno y disulfuro responsables de la estructu ra y consistencia del gluten, a la que se debe la caract erística

textura del pan.

El mezclado es sumamente importante cuando se trata de la elaboración de algunos alimentos en los que la concentración de sus

diversos componentes debe cumplir con normas o legislación

Por ejemplo, en mezclas de vegetales; en salchichas, jamones y otros productos cárnicos;

en productos fortificados con vitaminas y/o minerales, etc

Los componentes de una operación de mezclado pueden ser:

El grado de uniformidad obtenido en una mezcla varia de acuerdo a la naturaleza de los componentes

En el caso de líquidos miscibles de baja viscosidad o sólidos altamente solubles en líquidos puede obtenerse un a lto grado de

uniformidad en la mezcla

Un mezclado menos uniforme se obtiene con líquidos v iscosos, pastas y productos secos

Cada ingrediente, posee propiedades físicas que afectan su capacidad para ser mezclado con otros ingredientes

Entre las propiedades que mas importancia tienen du rante el mezclado de alimentos secos se pueden mencionar:

- Tamaño de partícula- Densidad- Forma y características de superficie- Higroscopicidad- Adhesividad - Susceptibilidad a cargas electrostáticas

MEZCLADO DE ALIMENTOS SECOS

El tamaño de partícula es el factor que más influyesobre el mezclado uniforme de los alimentos secos

Teóricamente si todos los ingredientes tuvieran elmismo tamaño de partícula, seria muy fácil mezclarlo s y no ocurriría

segregación.

En diversos estudios se ha demostrado que conforme se incrementa el tamaño de las partículas, se requiere mas tiempo pa ra obtener un

mezclado uniforme (con menos de un 10 % de coeficien te de variación entre muestras); sin embargo, en la practica es nec esario mezclar

partículas con un amplio rango de tamaños.

La homogeneidad en el mezclado es tanto más difícil de conseguir cuanto más diferentes son las cantidades de cada

componente.

El componente que se encuentra en menor proporción, es el más difícil de

homogeneizar .

Por lo general se consiguen mezclas mas uniformes con aquellos productos cuyo

tamaño, forma y densidad son semejantes

Diferencias excesivamente grandes en estas características pueden incluso

impedir su mezcla.

La uniformidad del producto final depende principal mente de:

-Tipo de mezcladora empleada

-Condiciones del mezclado (velocidad, temperatura, t iempo)

-Composición del alimento

Con algunas mezclas, después de que inicialmente se consigue una uniformidad en el mezclado, ésta se ro mpe y

los productos comienzan a separarse (segregación). En estos casos es de suma importancia controlar con

exactitud el tiempo de mezclado

SEGREGACIÓN

SEGREGACIÓN DE LOS INGREDIENTES DE UNA MEZCLA

Las principales causas principales de la segregación son:

- Diferencias en el tamaño de los componentes- Diferencias en la densidad de los componentes- Forma de las partículas- Realizar un Sobre-Mezcaldo

Tendencia a la separación de los componentes de una mezcla

El objetivo de una mezcladora esmover las partículas de los ingredientes

Cuanto mayor sea el movimiento de partículas realizado, mas rápido y eficiente será el mezclado

La selección del tipo y tamaño de mezcladora mas ad ecuado depende de

-Tipo y cantidad de producto a mezclar

-Velocidad de agitación necesaria para efectuar el mezclado

- Consumo energético

1) Aquellas en las que el material se mueve como consecuencia del movimiento de rotación del recipiente que lo contiene

2) Aquellas en las que el material es impulsado por la acción de un transportador helicoidal

- Mezcladoras de Volteo

-Mezcladoras de Cinta

-Mezcladoras Verticales de Tornillo

Existen básicamente 2 modalidades de mezcladoras par a productos secos:

Mezcladoras en las que el material se mueve como co nsecuencia del movimiento de rotación del recipiente que lo co ntiene:

1) Mezcladoras de Volteo

Operan volteado la masa de los sólidos en un tambor giratorio de forma variada.

Algunas formas típicas de estas mezcladoras son:

Las mezcladoras de volteo se llenan sólo hasta la mi tad de su capacidad y giran a velocidades entre 20 y 100 rpm

La velocidad de volteo debe ser siempre inferior a la velocidad crítica (aquella velocidad a la que la fuerza centrífuga sup era a la de la gravedad)

Para mejorar su efectividad se colocan deflectores, paletas contra rotatorias o sistemas giratorios internos.

Mezcladoras de Volteo

Patrón de mezclado en una mezcladora de tambor

Estas mezcladoras poseen en su interior dos o mas cintas metálicas giratorias en forma

helicoidal, con las que además del mezclado el alimento se desplaza a través de la mezcladora

2) Mezcladoras de Cinta

Mezcladoras en las que el material es impulsado por la acción de un transportador helicoidal

Mezcladoras de Cinta

Las mezcladoras de cinta (sencilla o doble) son muy utilizadas para el mezclado de ingredientes secos finamente particulado s, como mezcla de

granos de cereales (antes de la molienda), harinas, mezclas para pasteles, sopas deshidratadas, incorporar aditivos, etc.

3) Mezcladoras Verticales de Tornillo

Están constituidas por un tornillo vertical que gir a sobre su eje, en el interior de un recipiente cónico, que a su vez gira sobre su eje

longitudinal. Mediante este sistema se consigue una intensa acció n de mezclado, por lo que resultan muy eficaces ciando se desea incorpora r una cantidad muy

pequeña de un determinado ingrediente (ej: adición vitaminas a chocolates en polvo, etc)

Una mezcla perfecta de partículas de igual tamaño in dica que independientemente de la región donde tomemos una m uestra,encontraremos la misma proporción de cada tipo de p artículas .

Mezcla Perfecta Mezcla al azar Me zcla segregada

La mezcla perfecta, a menos que se haga manualment e, NO es posible obtenerla en una mezcla real

Lo que se pretende lograr es una mezcla aleatoria o mezcla al azar y evitar tener mezclas segregadas

TIPOS DE MUESTRAS

Mezcla aleatoria es aquella en que la probabilidad de que una partícula de un determinado componente se encuentre en una

muestra es proporcional al número de partículas de ese componente en la mezcla total

En los procesos industriales de mezclado, lo que se espera obtener son

MEZCLAS ALEATORIAS

ya que son, en teoría las mejores mezclas que pue den lograrse en la práctica (no es posible obtener mezclas

perfectas)

Cuando se desea valorar una mezcla, generalmente se utilizan los

INDICES DE MEZCLADO (M)

En ellos se compara la desviación estándar de una m uestra de la mezcla en estudio, con la desviación estándar de tod a la mezcla

tanto al inicio del proceso, como la desviación est ándar esperada al final del mismo (mezcla aleatoria)

Existen muchos índices de Mezclado debido a que lo s sólidos son sistemas complejos, que no pueden ser caracterizados de igual manera

en todas las aplicaciones y circunstancias

σσσσm = desviación estándar de la muestra evaluada

σσσσ0 = desviación estándar de la mezcla inicial

σσσσ∞∞∞∞ = desviación estándar de la mezcla esperada al final d el proceso

INDICES DE MEZCLADO

Tiempo de Mezclado

La homogeneidad no aumenta indefinidamente con el tiempo, sino que existe un tiempo de

mezclado óptimo

Esto se debe a que durante el proceso de mezcla compiten mecanismos de mezclado y

desmezclado o segregación de los componentes .

La homogeneidad de una mezcla depende del tiempo de mezclado

El tiempo de mezclado se relaciona con la desviaci ón estándar de una manera exponencial:

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

Tiempo óptimo de mezcladoMezclado Homogéneo

Si

tiempo (minutos)

METODOLOGÍA PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE MEZC LADO

1) Se toman muestras de la mezcla a diferentes tiemp os durante la operación de mezclado

2) Las muestras se analizan para determinar la concentr ación de los componentes en ellas

3) Se define al concentración media final que se requi ere en la mezcla ( �� ), así como el coeficiente de variación (CV) máximo que puede permitirse en esa mezcla, y con ellos se calcula el valor de σσσσ∞∞∞∞

4) Se calcula el valor de σσσσ0

5) Se obtiene la Desviación Estándar de cada lote d e muestras tomada encada tiempo

6) Se calculan los diferentes Índices de Mezclado de ca da lote de muestras tomada en cada tiempo

7) Se obtienen las gráficas de Índice de Mezclado vs. Ti empo, las cualesindican el funcionamiento de la mezcladora y la efic iencia del mezclado

8) Se calcula el tiempo óptimo de mezclado tm