混合和攪拌是食品生產(chǎn)中最常見(jiàn)的步驟。無(wú)論什么樣的食物或飲料，在其制作過(guò)程中的某個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上， 都會(huì)涉及到混合或攪拌。如此普遍的應(yīng)用，也存在著很多常見(jiàn)的問(wèn)題。如果向混合和攪拌設(shè)備供應(yīng)商的客戶(hù)詢(xún)問(wèn)需求，那么諸如衛(wèi)生、產(chǎn)量、靈活度、一致性、數(shù)字化能力等一系列常規(guī)事項(xiàng)都會(huì)被提及。

　　高剪切液體混合器 Likwifier 品牌的所有者 EnSight Solutions 公司銷(xiāo)售專(zhuān)家 Gary Seiffer 表示，這些常規(guī)事項(xiàng)存在著普遍性，但它們也在不斷變化。“我們力求做到想客戶(hù)所想。”Seiffer 說(shuō)，“食品生產(chǎn)商希望通過(guò)他們現(xiàn)有的設(shè)備來(lái)提高產(chǎn)能，同時(shí)提高生產(chǎn)質(zhì)量，因此快速排序的均勻混合顯得尤為重要。”

　　Blentech 公司的資深自動(dòng)化銷(xiāo)售工程師 Matthew Hartman 表示，現(xiàn)在的趨勢(shì)是定制化的全方位設(shè)備，更加專(zhuān)業(yè)化也是趨勢(shì)之一。“我們已經(jīng)看到了一些思想上的轉(zhuǎn)變。”Hartman 說(shuō)，“在過(guò)去，客戶(hù)尋求的是全方位設(shè)備。 而現(xiàn)在，越來(lái)越多的客戶(hù)要求為特定系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)高度優(yōu)化的流程，尋求以的花費(fèi)得到的產(chǎn)品質(zhì)量。”

　　從客戶(hù)角度來(lái)說(shuō)，他們的需求之一是高產(chǎn)量，這對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)可能是個(gè)很棘手的問(wèn)題。隨著生產(chǎn)線(xiàn)或工廠(chǎng)的產(chǎn)量增加，混合和攪拌的操作性能必須隨之跟上。但這可能遇到 一些挑戰(zhàn)，原因有兩點(diǎn)：，混合和攪拌必須徹底進(jìn)行， 而這個(gè)過(guò)程對(duì)設(shè)備有一定的要求。第二，混合和攪拌通常是預(yù)先設(shè)定的批處理過(guò)程，原料的使用量必須以精確比例組合在一起。

　　大批量生產(chǎn)

　　提高批量生產(chǎn)量的一種方法是直接增加批量的規(guī)模，這就意味著升級(jí)設(shè)備的容量。Charles Ross ＆ Son 公司的技術(shù)總監(jiān) Ken Langhorn 表示，這可以通過(guò)使用多個(gè)混合容器來(lái)完成，混合容器的排布使得生產(chǎn)線(xiàn)始終處于工作狀態(tài)。

　　“緩沖罐或二次罐能夠提供穩(wěn)定的輸出。”Langhorn 說(shuō)， “使用變罐式混合器時(shí)，可以使用多個(gè)可互換的混合容器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。通常情況下，變罐混合器可以使用三個(gè)容器進(jìn)行操作：一個(gè)混合，一個(gè)卸料，另一個(gè)清洗，為下一批次做準(zhǔn)備。”

　　然而，在有些應(yīng)用中批量混合和攪拌不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 這時(shí)，內(nèi)聯(lián)選項(xiàng)能夠在減少占地面積和節(jié)約鋼材的基礎(chǔ)上提供更大的容量。

　　IKA-Works 公司的區(qū)域銷(xiāo)售經(jīng)理 Lee Holliday 說(shuō)：“通過(guò)內(nèi)聯(lián)選項(xiàng)處理加工要求的優(yōu)勢(shì)在于能夠以流程為導(dǎo)向進(jìn)行生產(chǎn)。”例如，當(dāng)需要通過(guò)大型容器來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需求時(shí)，工廠(chǎng)內(nèi)的空間需求就會(huì)一大挑戰(zhàn)。而通過(guò)添加內(nèi)聯(lián)設(shè)備就能夠在不會(huì)影響生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上顯著減少所需的空間。“此外還有一大好處就是減少對(duì)于填充原料或清潔人員的勞動(dòng)力需求。”他補(bǔ)充道。

　　可靠的方法

　　除了前文提到的一系列優(yōu)勢(shì)，內(nèi)聯(lián)混合在工藝上也有優(yōu)點(diǎn)，特別是當(dāng)固體（通常是粉末）與其不相溶的液體（即粉末不會(huì)溶解在液體中）結(jié)合時(shí)，固體和液體以懸浮液的形式 聚集在一起。類(lèi)似的情況通常出現(xiàn)在粘性產(chǎn)品中，例如蘸醬， 調(diào)味品和調(diào)味汁。

　　比較常見(jiàn)的配置是一個(gè)內(nèi)聯(lián)的高剪切混合器，它使用的是浸入管道的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子中部的液體速度與其處的液體速度的差異產(chǎn)生剪切或流動(dòng)力。這種剪切力可以通過(guò)增加定子來(lái)加強(qiáng)。定子是一個(gè)包圍轉(zhuǎn)子的套筒，當(dāng)液體流出時(shí)，它會(huì)提高液體的流動(dòng)。高剪切力創(chuàng)造了一種環(huán)境，在這種環(huán)境中， 粉末或不混溶的液體可以以效率分散（也可以通過(guò)轉(zhuǎn)子安裝在罐底分批進(jìn)行高剪切混合）。

　　產(chǎn)品一經(jīng)混合，在進(jìn)一步加工或包裝之前要保持這種狀態(tài)的常用方法是使其穿過(guò)高剪切泵。Seiffer 說(shuō)，然而這種做法存在難以清潔的問(wèn)題，會(huì)使產(chǎn)品轉(zhuǎn)換出現(xiàn)更多不確定性， 因此很多加工商在處理原料時(shí)都避免采用。“在高速剪切混合的情況下，越來(lái)越多的客戶(hù)希望在混合后減少或取消剪切泵的使用，而 Likwifier 就是這樣的產(chǎn)品。”他說(shuō)。

　　冷卻和加熱的時(shí)間控制

　　在加工過(guò)程中通過(guò)混合和攪拌設(shè)備加熱或冷卻產(chǎn)品都是很 常見(jiàn)的做法。溫度變化通常通過(guò)“夾套”混合容器實(shí)現(xiàn)，該混 合容器在內(nèi)外壁之間有一層供熱流體通過(guò)的分層。從安全的角度來(lái)看，用這種方式來(lái)加熱和冷卻產(chǎn)品既節(jié)能又可靠，并且可以將其歸為 HACCP 計(jì)劃中的關(guān)鍵控制點(diǎn)。 Seiffer 說(shuō)，通過(guò)溫 和的冷卻也可以使產(chǎn)品成分更穩(wěn)定。“如果以恒溫方式取代加熱， 那么應(yīng)用的范圍就能得到拓展。”他表示，“讓產(chǎn)品始終保持在冷卻的狀態(tài)以避免其發(fā)生分解或分離是非常重要的，在這一點(diǎn)上我們做得非常好。”

　　在混合和攪拌期間冷卻產(chǎn)品的另一種方法是通過(guò)引入二氧化碳或氮?dú)獾壤鋮s劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方式通常在碎肉加工中使用。 該過(guò)程中，碎肉盡可能保持在冷卻狀態(tài)，以便更容易形成餅或塊的形態(tài)。

　　RMF 鋼鐵公司副總裁 Scott Robertson 表示，一些最終用戶(hù)希望冷卻的速度越快越好，以提高產(chǎn)量。問(wèn)題是如果冷卻發(fā) 生得太快，它會(huì)使碎肉或其他產(chǎn)品變得非常硬以至于可能會(huì)損壞混合設(shè)備。他說(shuō)，防止這種情況的方法是監(jiān)控使用設(shè)備的功率。

　　“跟蹤溫度是最終用戶(hù)所做的事情，此外也可以通過(guò)讀取流經(jīng)驅(qū)動(dòng)器的電流來(lái)監(jiān)控。當(dāng)電流過(guò)高時(shí)，可以在發(fā)生損壞之前關(guān)閉混合器。”Robertson 說(shuō)，“使用二氧化碳或氮?dú)鈦?lái)冷卻肉類(lèi)時(shí)，產(chǎn)品會(huì)迅速降溫且難以移動(dòng)。這時(shí)，你不會(huì)想要把它放到混合器內(nèi)，因?yàn)檫@樣的產(chǎn)品可能會(huì)造成設(shè)備損壞。”

　　數(shù)據(jù)的重要性

　　供應(yīng)商表示，對(duì)混合和攪拌設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)變得日趨重要。與其他大多數(shù)類(lèi)型的食品加工設(shè)備一樣，混合和攪拌設(shè)備也通過(guò)生成和接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)配方和其他信息，甚至加入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等方法不斷擴(kuò)大其數(shù)字容量。

　　Langhorn 表示，Charles Ross ＆ Son 公司的混合設(shè)備最重要的改進(jìn)是控制系統(tǒng)。“它們不僅監(jiān)控溫度、壓力、攪拌器速度和電機(jī)負(fù)載等關(guān)鍵參數(shù)，而且還能夠在批次的關(guān)鍵階段通過(guò)操作提醒或自動(dòng)程序添加配料。”

　　Seiffer 認(rèn)為 EnSight 已經(jīng)在自動(dòng)化方面達(dá)到與“客戶(hù)所希望的一樣先進(jìn)”。“我們可以通過(guò)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中不同時(shí)間段的升溫和降溫。例如，在我們的混合器 / 攪拌機(jī)系列中，如果加熱時(shí)間較長(zhǎng)，那么就可以設(shè)定從低溫加工開(kāi)始， 以達(dá)到特定的效果，然后才升高到更高的溫度來(lái)完成產(chǎn)品配置或準(zhǔn)備熱灌裝。”

　　數(shù)據(jù)的重要性不僅僅體現(xiàn)在生產(chǎn)端，Holliday 表示，IKAWorks 公司開(kāi)發(fā)的 magicLAB 可以捕捉并導(dǎo)出關(guān)鍵的趨勢(shì)數(shù)據(jù)， 以便幫助產(chǎn)品更輕松地從實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡到生產(chǎn)階段。“任何開(kāi)發(fā)過(guò)程都可以收集和下載包括速度、溫度、扭矩、時(shí)間等在內(nèi)的信息。”

　　由于攪拌和混合是許多食品配方的基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著相當(dāng)直接的影響，因此經(jīng)常會(huì)從供應(yīng)鏈下游的消費(fèi)者那里得到 直接的反饋。Seiffer 說(shuō)：“有時(shí)，甚至?xí)X(jué)得我們把產(chǎn)品直接賣(mài)給了最終用戶(hù)而不是加工商。”