MEZCLADO DE ALIMENTOS

M.C. Ma. Luisa Colina Irezabal

Es la operacin mediante la cual se obtiene una distribucin uniforme de dos o ms componentes y es lograda

por medios mecnicos

El mezclado es una operacin unitaria ampliamente utilizada en el procesamiento de alimentos

Adems de la mezcla de componentes, el mezclado puede ser empleado con otros fines: - Realizacin de trabajo mecnico (amasado de masas de panadera)- Promocin de la transferencia de calor (congelacin de helados)- Promocin de la transferencia de masa (lixiviacin de componentes)- Promocin de reacciones qumicas y biolgicas (fermentacin)

Mezclado de Alimentos

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

sensoriales de los alimentosPor ejemplo, en las masas de panadera, durante el

mezclado y amasado se facilita la formacin de enlaces de hidrgeno y disulfuro responsables de la estructura y consistencia del gluten, a la que se debe la caracterstica

textura del pan.

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

diversos componentes debe cumplir con normas o legislacin

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

en productos fortificados con vitaminas y/o minerales, etc

Los componentes de una operacin 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 lquidos miscibles de baja viscosidad o slidos altamente solubles en lquidos puede obtenerse un alto grado de

uniformidad en la mezclaUn mezclado menos uniforme se obtiene con lquidos viscosos,

pastas y productos secos

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

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

- Tamao de partcula- Densidad- Forma y caractersticas de superficie- Higroscopicidad- Adhesividad - Susceptibilidad a cargas electrostticas

MEZCLADO DE ALIMENTOS SECOS

El tamao de partcula es el factor que ms influyesobre el mezclado uniforme de los alimentos secos

Tericamente si todos los ingredientes tuvieran elmismo tamao de partcula, seria muy fcil mezclarlos y no ocurrira

segregacin.

En diversos estudios se ha demostrado que conforme se incrementa el tamao de las partculas, se requiere mas tiempo para obtener un

mezclado uniforme (con menos de un 10 % de coeficiente de variacin entre muestras); sin embargo, en la practica es necesario mezclar

partculas con un amplio rango de tamaos.

La homogeneidad en el mezclado es tanto ms difcil de conseguir cuanto ms diferentes son las cantidades de cada

componente.

El componente que se encuentra en menor proporcin, es el ms difcil de

homogeneizar.

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

tamao, forma y densidad son semejantesDiferencias excesivamente grandes en estas caractersticas pueden incluso

impedir su mezcla.

La uniformidad del producto final depende principalmente de:-Tipo de mezcladora empleada-Condiciones del mezclado (velocidad, temperatura, tiempo)-Composicin del alimento

Con algunas mezclas, despus de que inicialmente se consigue una uniformidad en el mezclado, sta se rompe y

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

exactitud el tiempo de mezclado

SEGREGACIN

SEGREGACIN DE LOS INGREDIENTES DE UNA MEZCLA

Las principales causas principales de la segregacin son:

- Diferencias en el tamao de los componentes- Diferencias en la densidad de los componentes- Forma de las partculas- Realizar un Sobre-Mezcaldo

Tendencia a la separacin de los componentes de una mezcla

El objetivo de una mezcladora esmover las partculas de los ingredientes

Cuanto mayor sea el movimiento de partculas realizado, mas rpido y eficiente ser el mezclado

La seleccin del tipo y tamao de mezcladora mas adecuado depende de

-Tipo y cantidad de producto a mezclar-Velocidad de agitacin necesaria para efectuar el mezclado- Consumo energtico

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

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

- Mezcladoras de Volteo

-Mezcladoras de Cinta-Mezcladoras Verticales de Tornillo

Existen bsicamente 2 modalidades de mezcladoras para productos secos:

Mezcladoras en las que el material se mueve como consecuencia del movimiento de rotacin del recipiente que lo contiene:

1) Mezcladoras de VolteoOperan volteado la masa de los slidos en un tambor giratorio de

forma variada.

Algunas formas tpicas de estas mezcladoras son:

Las mezcladoras de volteo se llenan slo hasta la mitad de su capacidad y giran a velocidades entre 20 y 100 rpm

La velocidad de volteo debe ser siempre inferior a la velocidad crtica (aquella velocidad a la que la fuerza centrfuga supera a la de la gravedad)

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

Mezcladoras de Volteo

Patrn de mezclado en una mezcladora de tambor

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

helicoidal, con las que adems del mezclado el alimento se desplaza a travs de la mezcladora

2) Mezcladoras de Cinta

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

Mezcladoras de Cinta

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

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

3) Mezcladoras Verticales de TornilloEstn constituidas por un tornillo vertical que gira sobre su eje, en el

interior de un recipiente cnico, que a su vez gira sobre su eje longitudinal.

Mediante este sistema se consigue una intensa accin de mezclado, por lo que resultan muy eficaces ciando se desea incorporar una cantidad muy

pequea de un determinado ingrediente (ej: adicin vitaminas a chocolates en polvo, etc)

Una mezcla perfecta de partculas de igual tamao indica que independientemente de la regin donde tomemos una muestra,encontraremos la misma proporcin de cada tipo de partculas .

Mezcla Perfecta Mezcla al azar Mezcla segregada

La mezcla perfecta, a menos que se haga manualmente, 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 partcula de un determinado componente se encuentre en una

muestra es proporcional al nmero de partculas 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 teora las mejores mezclas que pueden lograrse en la prctica (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 desviacin estndar de una muestra de la mezcla en estudio, con la desviacin estndar de toda la mezcla

tanto al inicio del proceso, como la desviacin estndar esperada al final del mismo (mezcla aleatoria)

Existen muchos ndices de Mezclado debido a que los slidos son sistemas complejos, que no pueden ser caracterizados de igual manera

en todas las aplicaciones y circunstancias

m = desviacin estndar de la muestra evaluada

0 = desviacin estndar de la mezcla inicial

= desviacin estndar de la mezcla esperada al final del proceso

INDICES DE MEZCLADO

Tiempo de Mezclado

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

mezclado ptimo

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

desmezclado o segregacin de los componentes.

La homogeneidad de una mezcla depende del tiempo de mezclado

El tiempo de mezclado se relaciona con la desviacin estndar 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 ptimo de mezcladoMezclado Homogneo

Si

tiempo (minutos)

METODOLOGA PARA LA RESOLUCIN DE PROBLEMAS DE MEZCLADO

1) Se toman muestras de la mezcla a diferentes tiempos durante la operacin de mezclado

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

3) Se define al concentracin media final que se requiere en la mezcla ( ), as como el coeficiente de variacin (CV) mximo que puede permitirse en esa mezcla, y con ellos se calcula el valor de

4) Se calcula el valor de 05) Se obtiene la Desviacin Estndar de cada lote de muestras tomada en

cada tiempo

6) Se calculan los diferentes ndices de Mezclado de cada lote de muestras tomada en cada tiempo

7) Se obtienen las grficas de ndice de Mezclado vs. Tiempo, las cualesindican el funcionamiento de la mezcladora y la eficiencia del mezclado

8) Se calcula el tiempo ptimo de mezclado tm