MEZCLADORAS Y PROCESO DE MEZCLADO DE BALANCEADO

Importancia del Mezclado.

El mezclado constituye uno de los procesos más relevantes. Combinar ingredientes con características únicas en una ración formulada que pueda aportar todos los requerimientos nutricionales a un animal, crea un valor agregado que no existe en los ingredientes de manera individual. 

Como punto de partida debemos considerar que el mezclado representa una de las etapas dentro del proceso integral de mezclado y racionamiento, compuesto básicamente de las siguientes fases:

○ Traslado de los ingredientes, ya sea ensacados o a granel, de las instalaciones de almacenamiento a las instalaciones de racionamiento y mezclado.

○ Pesado o racionamiento de los ingredientes.○ Mezclado de los ingredientes.○ Limpieza del producto terminado.○ Transferencia de los ingredientes mezclados a las

tolvas de procesamiento, peletizado, estrudizado, ensacado o descarga a granel.

Métodos de Mezclado.

Los métodos de mezclado son el mezclado por lotes o tandas y el mezclado continuo. Los métodos de mezclado continuo fueron los primeros utilizados y constituyeron el sistema estándar de mezclado durante muchos años. 

En la actualidad, los métodos de mezclado por tandas representan el referente en la industria de los alimentos balanceados, como resultado del incremento en los tipos de ingredientes y micro ingredientes utilizados, así como la mayor variedad de alimentos producidos.

El método continuo de mezclado agrega de manera simultánea todos los ingredientes a la mezcladora de acuerdo a raciones predeterminadas. Por su parte, el método de mezclado por tandas agrega una cantidad específica de cada ingrediente en base a una fórmula y procede a mezclarlos en lotes de determinado tamaño. 

Tipos de mezcladoras.

Una vez obtenida la cantidad adecuada de cada alimento, los elementos deben ser debidamente mezclados, de manera de obtener un alimento homogéneo. Existen diversos tipos de mezcladoras pero las más usadas son la vertical y la horizontal.

Mezcladoras Horizontales

Las mezcladoras horizontales pueden ser de: Listones

Paletas.

Mezcladora horizontal de doble listón La mezcladora horizontal de doble listón es

la mezcladora más utilizada actualmente en la industria de alimentos balanceados y la que ofrece el menor tiempo de mezclado, son especialmente útiles con ingredientes secos y de fácil movilidad. Su funcionamiento se basa en dos espirales de listones internos y dos espirales de listones externos en el lado opuesto de los internos, los cuales permiten transportar los ingredientes de un extremo a otro mientras lo revuelven.

Mezcladoras horizontales de paletas Las mezcladoras horizontales de paletas son

útiles cuando se trata de mezclar ingredientes que requieren añadir una mayor proporción de líquidos o que son más difíciles de revolver. Este tipo de mezcladoras se pueden encontrar con distintas configuraciones, la más común incluye dos juegos de paletas, interno y externo, que mueven los ingredientes en direcciones opuestas realizando el proceso de mezclado. El uso de las mezcladoras de paletas se ha incrementado derivado de las mejoras realizadas a su eficiencia de mezclado.

Mezcladoras Verticales Las mezcladoras verticales son usadas principalmente

en operaciones de plantas de alimentos pequeñas o por integradores con menores necesidades de producción.

Este tipo de mezcladoras incluyen uno o dos tornillos helicoidales elevadores, que pueden ser estacionarios o rotatorios, los cuales mueven hacia arriba los ingredientes realizando el proceso de mezclado. Las principales ventajas de las mezcladoras verticales son su relativamente bajo costo y su menor requerimiento de espacio.

Las desventajas incluyen un mayor tiempo de mezclado, capacidad limitada de inclusión de ingredientes líquidos y mayores requerimientos de limpieza.

Mezcladoras de flujo continuo Mezcladoras de flujo continuo, están diseñadas, como su

nombre lo indica, para mezclar continuamente su contenido, constan de una o dos flechas con paletas integradas que incorporan los ingredientes y los transportan hacia la salida con movimientos rápidos.

La principal ventaja de estas mezcladoras es que aceptan una gran cantidad de líquidos (hasta el 45%) sin embargo no se recomienda adicionar mas del 25% a un alimento, de lo contrario la consistencia del producto final no será adecuada.

La homogeneidad de las mezclas es el objetivo fundamental del proceso. Podemos distinguir dos aspectos importantes:

○ El diseño correcto de la mezcladora, con las hélices ajustadas al fondo del cilindro, para un funcionamiento óptimo.

○ Densidad variable de las materias primas a mezclar, granulometría, humedad, estabilidad, electricidad estática, forma, etc.

Desde el punto de vista práctico, la comprobación de los tiempos de mezcla se realiza mediante la obtención de muestras de la mezcladora a distintos tiempos para su posterior análisis.

Es recomendable tomar en cuenta las siguientes consideraciones con el fin de diseñar un equipo que más se adecua a nuestras necesidades:

Capacidad de producción requeridaDensidad de los ingredientes a mezclarProporción de líquidos y aditivosEspacio físico disponibleCriterios de desempeño buscados

Influencia de los Ingredientes en el Mezclado

La operación de una mezcladora depende tanto del tipo o diseño de la mezcladora como de las propiedades físicas de los ingredientes. Durante el proceso de mezclado las propiedades físicas de los ingredientes que influyen en el funcionamiento de la mezcladora son las siguientes:

Tamaño de la partícula. Forma de la partícula. Peso específico o densidad. Higroscopicidad. Susceptibilidad a la carga electrostática. Adhesividad.

Características Físicas de los Ingredientes

Tamaño de la partícula: Se refiere al diámetro de los ingredientes después de la molienda. Las partículas grandes y pequeñas no se mezclan adecuadamente, por lo que es preferible tener partículas de tamaños intermedios.

Forma de la partícula: Esta estrechamente relacionada al tamaño, se debe procurar obtener partículas lo más homogéneas posibles.

Densidad: La densidad es la relación ente el peso de cierto volumen de un cuerpo y el peso de un volumen correspondiente de agua destilada a 4°C., es decir, el peso específico de los ingredientes, las partículas de alta densidad (como minerales) tienden a separase e irse al fondo, por lo que el mezclado será deficiente, por lo que es importante conocer la densidad de los ingredientes a utilizar para así obtener un buen mezclado.

Higroscopicidad: Es la propiedad de los materiales de absorber la humedad del ambiente o desprender la que contienen según las características prevalecientes en el lugar en el que se encuentren. Un ingrediente altamente higroscópico puede absorber suficiente humedad del ambiente y producir aglutinaciones indeseables. .

Adhesividad y carga estática: Se refiere a la capacidad que tienen ciertos ingredientes de permanecer unidos a otros materiales, tal es el caso de algunos medicamentos que permanecen pegados a las paredes de la mezcladora.

De los puntos anteriores, el tamaño de la partícula, la forma y la densidad son los más relevantes. Si todas las propiedades físicas son relativamente iguales, la mezcla es relativamente simple, pero conforme los parámetros físicos empiezan a variar más ampliamente, los problemas de mezcla y segregación se complican. Cuando se toma en cuenta el amplio espectro de propiedades físicas encontradas en los ingredientes comunes, es evidente la complejidad de la operación de la mezcla.

Prevención de Problemas en el Mezclado En el proceso de mezclado se pueden presentar algunos problemas

que pueden ser prevenidos o atendidos oportunamente, algunas recomendaciones son las siguientes:

Recordar que el orden de la carga en la mezcladora debe ser: 1) ingredientes mayores, 2) ingredientes menores, 3) aditivos, 4) líquidos.

Llenar la mezcladora no menos que a 1/3 parte de su volumen para evitar la disminución de la eficiencia del mezclado.

Evitar sobrellenar la mezcladora, los listones o paletas deben ubicarse ligeramente arriba de la superficie de la mezcla. En el caso de las mezcladoras verticales es particularmente importante cuidar el sobrellenado porque el mezclado ocurre en la parte superior de la mezcladora.

Realizar pruebas rutinarias del desempeño de la mezcladora por lo menos cada tres meses, comprobando la capacidad de mezclado y la uniformidad de la mezcla. 

Factores que pueden afectar la calidad “homogeneidad” de la mezcla Llenado excesivo de la mezcladora. Las paletas, o cintas deben

sobresalir por lo menos 5 cm de la superficie de la mezcla.

Tiempo de mezclado.

La velocidad o rpm que giran las paletas o cinta.

Excesiva adición de líquidos (max. 10%) que causen adherencias de material en la cinta, paletas, y apelotonamiento de material.

Secuencia de adición de los ingredientes.

Desgaste de las paletas o cintas.

Compuertas que no cierran bien permitiendo el escape de los ingredientes.

Mezcladora Vertical de cuatro Toneladas

Control de calidad Para asegurase de la calidad del mezclado, es

importante llevar a cabo periódicamente pruebas para determinar la eficiencia y tiempo óptimo de mezclado.

Una vez que se establezca el tiempo óptimo de mezclado, es importante que realmente se de ese tiempo de mezclado en cada lote de alimento.

Por otra parte el mantenimiento y revisión de la mezcladora son necesarios para asegurar un óptimo mezclado.

Segregación de ingredientes

La segregación del alimento ocurre usualmente en los transportadores, tolvas, camiones, etc. y no en la mezcladora; la segregación puede reducirse considerablemente si las partículas de alimento tienen un tamaño homogéneo.

La adición de líquidos ayuda a reducir la segregación ya que estos ayudan a unir las partículas finas evitando que se desplacen entre las partículas más grandes; el aceite u otros líquidos pueden se útiles para este fin.

Mezclador horizontal

Parámetros para el diseño de la carcasa El diseño de la carcasa parte de varios parámetros que deben

ser considerados son:

El primero de ellos es el tamaño de la carga que debe manejar porque de este dependerán sus dimensiones finales.

Así, un segundo parámetro necesario, es la densidad relativa promedio máxima de la carga que recibirá el mezclador.

Como un tercer parámetro a considerar, está el nivel hasta donde debe ser llenado el mezclador, el cual es un parámetro más o menos fijo. El nivel llega hasta haber completado el semicilindro que forma la parte inferior del mezclador y es un nivel utilizado ordinariamente en este proceso de mezclado.

Determinación del acero a utilizarse.

Diseño del sistema de hélices El diseño del sistema de hélices consistirá en la

determinación de:

La forma geométrica de las hélices. Su cantidad y distribución. La selección del árbol que sostendrá las hélices. La velocidad de rotación. La selección del motor y su respectivo sistema de

transmisión.

Esta es una parte del equipo no estandarizada, por lo tanto su diseño está sujeto a la búsqueda de valores óptimos fruto de la experimentación.

Cantidad y tamaño de las hélices

Los parámetros más importantes para el diseño del sistema de hélices son las dimensiones de la carcasa, es decir, la longitud y el diámetro. A estas dimensiones habrá que restarles la separación necesaria de las paredes de la carcasa.

Generalmente la cantidad ha sido de un par del mayor diámetro posible dadas las dimensiones de la carcasa, sin embargo, se ha observado que esto ocasiona en algunos casos que el producto que está en los alrededores del árbol de hélices quede sin movimiento debido a la lejanía del juego de hélices.

Velocidad de giro de las hélices

La velocidad de giro de las hélices es un valor que dependerá del tiempo que durara cada ciclo de mezclado y de la cantidad mínima de vueltas para obtener un buen mezclado.

Otros parámetros importantes en el diseño de un mezclador son:

Diseño de tolvas Selección de la potencia del motor. Selección de la potencia del motor-

reductor que se va a utilizar.