Wyzwania związane ze stabilnością emulsji i zasada technologii wysokiego ścinania
Majonezy i sosy sałatkowe to typowe systemy emulsji typu olej w wodzie. Majonez może zawierać do 80% oleju, co czyni go emulsją typu olej w wodzie, w której olej stanowi fazę rozproszoną, a woda stanowi fazę ciągłą. W takich układach o dużej zawartości oleju osiągnięcie równomiernej dyspersji fazy olejowej w fazie wodnej i utrzymanie długoterminowej stabilności jest głównym wyzwaniem w procesie produkcyjnym.
Tradycyjne metody mieszania często nie zapewniają wystarczającej siły ścinającej, aby rozbić kropelki oleju do wymaganej drobnej wielkości. Badania wykazały, że przy produkcji majonezu surowce są najpierw wstępnie mieszane w mieszalniku o dużej pojemności przy umiarkowanej prędkości; powstałą emulsję wstępną należy następnie przetworzyć w urządzeniu o wysokim ścinaniu, w którym kropelki oleju są dalej redukowane do końcowego rozkładu wielkości cząstek. Ten ostatni etap ma kluczowe znaczenie dla struktury produktu, długoterminowej stabilności, wrażenia w ustach i koloru.
Zbiorniki mieszające ze stali nierdzewnej o dużej wytrzymałości na ścinanie zostały zaprojektowane dokładnie tak, aby rozwiązać ten problem związany z procesem. Ich zasada działania polega na przekazywaniu intensywnej energii mechanicznej materiałowi poprzez szybkoobrotową głowicę homogenizatora. Materiał przechodzi przez wąską szczelinę pomiędzy stojanem a wirnikiem, gdzie podlega setkom tysięcy działań ścinających na minutę, jednocześnie poddawany działaniu siły odśrodkowej, ściskaniu, uderzeniu i rozdzieraniu. To ścinanie o dużej intensywności szybko i równomiernie rozprasza fazę olejową w fazę ciągłą, tworząc stabilną emulsję typu olej w wodzie lub woda w oleju, ostatecznie dając pozbawiony pęcherzyków, drobnoziarnisty produkt wysokiej jakości.
Nowoczesne mieszalniki o wysokim ścinaniu są często wyposażone w próżniowe systemy emulgujące. Środowisko próżniowe skutecznie zmniejsza napowietrzanie podczas mieszania, zmniejsza ryzyko utleniania i wydłuża okres przydatności produktu do spożycia. Zbiornik wykonany jest ze stali nierdzewnej przeznaczonej do kontaktu z żywnością (304 lub 316L), a powierzchnia wewnętrzna jest polerowana na lustro, aby zapewnić higieniczne warunki produkcji.
Jeśli chodzi o konfigurację sprzętu, typowy system mieszania o wysokim ścinaniu zwykle obejmuje wiele współpracujących mieszadeł. Na przykład 500-litrowy zbiornik mieszający ciśnieniowo-próżniowy może być wyposażony w mieszadło kotwiczne, dolny wirnik śrubowy i wielozębny, wbudowany mieszalnik szybkotnący, a także płaszcze grzewczo-chłodzące, ogniwa obciążnikowe i pompę krzywkową tłoczną. To wielopoziomowe mieszanie zapewnia dokładne przetworzenie materiału w każdym obszarze zbiornika, eliminując martwą strefę
