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Jun 17, 2023

Considerações ao misturar microingredientes

Rene Meira Medina, vice-presidente executivo, Gericke EUA | 11 de outubro de 2021 Recebi recentemente uma solicitação de orçamento para uma batedeira de um tecnólogo de alimentos encarregado de desenvolver uma nova versão de um best-seller

Rene Meira Medina, vice-presidente executivo, Gericke EUA | 11 de outubro de 2021

Recentemente recebi um pedido de orçamento para uma batedeira de um técnico de alimentos encarregado de desenvolver uma nova versão de um produto mais vendido, mas com um rótulo mais limpo e ingredientes totalmente naturais e funcionais. A nova receita exigia vários desses ingredientes em quantidades de 20% a quase ou menos de 1% e o misturador em seu laboratório de testes não conseguiu produzir consistentemente uma mistura homogênea. Quando as quantidades dos ingredientes se aproximam de 20% da mistura - geralmente chamados de ingredientes secundários - ou caem perto ou abaixo de 1% - chamados de microingredientes - é comum que muitos tipos de misturadores tenham dificuldade com a uniformidade do produto final. No entanto, estes microingredientes não são apenas difíceis de misturar uniformemente, mas também normalmente custam mais do que os ingredientes tradicionais, e as suas propriedades delicadas e sensíveis muitas vezes requerem consideração especial no processamento. Infelizmente, cada vez mais profissionais de desenvolvimento de produtos nas indústrias de alimentos, bebidas e nutrição estão aprendendo sobre essas questões por meio de tentativas e erros dispendiosos.

Embora a maioria dos processadores farmacêuticos tenha investido muitos anos na mistura de quantidades muito pequenas de ingredientes ativos (API) e sabores com uma variedade de volumes muito maiores de excipientes, o aumento na demanda do consumidor por suplementos nutricionais e alimentos e bebidas mais saudáveis ​​levou as empresas com menos experiência a processar microingredientes para desenvolver novos produtos que atendam a essa demanda. Esses probióticos, ervas, especiarias, oligoelementos e/ou ingredientes mais saudáveis ​​que podem proporcionar benefícios medicinais ou preventivos à saúde (juntamente com benefícios críticos de marketing) são normalmente usados ​​em quantidades muito pequenas como microingredientes sem comprometer a funcionalidade desejada. No entanto, muitos destes ingredientes, tais como sementes de linhaça e proteína de soja, muitas vezes precisam ser mascarados pelos ingredientes principais devido ao seu sabor e textura. Mesmo uma quantidade ligeiramente superior no mix poderia afetar negativamente a aceitação do consumidor.

Quando uma receita exige a mistura de um ou mais microingredientes, alguns tipos de misturadores são simplesmente mais capazes de integrá-los uniformemente do que outros por design. Misturadores que aplicam simultaneamente dispersão radial por meio de rotação e uma combinação de fluxo axial (movendo-se paralelamente a um rotor de mistura) e fluxo radial (movendo-se perpendicularmente a um rotor de mistura) criam a turbulência necessária para extrair os ingredientes das laterais e de dentro e de baixo a superfície e direcioná-los através da zona de mistura sem perder os preciosos microingredientes nas bordas externas. Esta turbulência, no entanto, precisa ser cuidadosamente controlada para evitar a aplicação de muito cisalhamento, o que pode danificar os delicados microingredientes.

Um conceito de mistura que aplica essas forças opostas e minimiza o cisalhamento usa rotores de mistura horizontais de eixo duplo, contra-rotativos, para gerar um leito fluidizado. Isto permite que as correntes de produtos misturadas se encontrem numa suspensão, o que expõe uma grande quantidade da área superficial de cada partícula para mistura e produz elevados valores de troca de partículas. Ao mesmo tempo, as ferramentas de mistura direcionam constantemente o fluxo de material através da câmara de mistura e depois separam e retornam para uma ação de mistura intensa. Este tipo de mistura tem sido aplicado em sistemas de mistura em lote e normalmente produz uma mistura homogênea em 30 segundos, independentemente do número de ingredientes de entrada. O mesmo conceito que incorpora a combinação ideal de dispersão com fluxo radial e axial também está sendo aplicado na mistura contínua. A rotação da ferramenta da rosca misturadora cria um movimento para frente que forma uma zona fluidizada entre a rosca e o cilindro para uma ação de mistura intensa comparável à batelada.

Por outro lado, os misturadores de fita aplicam forças radiais e axiais, mas não possuem o movimento para frente e para trás fornecido pela dispersão radial necessária para atingir a homogeneidade máxima. Os misturadores planetários geralmente se destacam na mistura de materiais espessos que exigem grandes quantidades de cisalhamento e podem suportar as forças de ruptura ou onde o tamanho e a forma final das partículas não são críticos.