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Pós processados: açúcar granulado, Rebaudioside M, cacau em pó e outros ingredientes "menores"
Processo de mistura de ingredientes alimentícios
Objetivos: Nosso cliente, localizado na área metropolitana de Atlanta, nos Estados Unidos, é fabricante de bebidas instantâneas, gelatinas, sobremesas veganas, pudins, etc.
O projeto de expansão das instalações decorre da necessidade de adaptação aos novos formatos de entrega dos ingredientes. A nova linha permitirá, portanto, que os ingredientes principais sejam entregues em diferentes recipientes a fim de se adaptar às diversas receitas e permitir a introdução de todos os ingredientes menores no processo. Os novos métodos de entrega exigem a adaptação do sistema atual de sacos grandes para sacos de 25 kg e a introdução manual de sabores em pó pré-envernizados.
Como alguns ingredientes são revestidos, é imperativo levar em conta a prevenção do atrito dessas partículas. Todos os ingredientes devem ser misturados para produzir uma mistura homogênea sem a criação de multas adicionais e depois reembalados em um grande saco para reembalagem e envio. O volume de mistura necessário é o de um grande saco de ingredientes misturados, ou seja, uma capacidade de mistura de uma tonelada.
Solução proposta: A nova instalação incorpora 2 estações de esvaziamento de sacos grandes e combinados Duopal®, 2 alimentadores rosqueados, um misturador de pás (com capacidade de injeção de vapor para ação suave de mistura e revestimento de partículas) e uma estação de enchimento de sacos grandes FlowMatic®02.*
1. Estações de esvaziamento de sacos combinados Big Bag e Duopal®
Os dois principais ingredientes da linha de processo são entregues em big bags. Como a linha tem que produzir mais de 60 receitas diferentes, a instalação de 2 estações de esvaziamento para sacos e sacolas grandes permite a abertura dos 2 tipos de recipientes na mesma estação de trabalho, limitando ao mesmo tempo o espaço de chão necessário. Esta configuração permite aos operadores garantir um fornecimento regular dos principais ingredientes, enquanto se adaptam às diferentes receitas que requerem o desempacotamento de sacos de papel de 25 e 50 quilos.
As big bags são carregadas na estação Duopal® usando um guincho elétrico e uma cruz de manuseio. O operador posiciona facilmente as 4 alças do saco grande sobre a estrutura. Uma vez colocado o saco grande, o operador prende a manga de descarga ao tubo telescópico de concha dupla. O tubo garante uma vedação total ao esvaziar o saco grande. Ela mantém a manga sob tensão para permitir um fluxo de fluido enquanto garante um trabalho ergonômico para o operador. A estação de esvaziamento também está equipada com cilindros de massagem para quebrar quaisquer grumos ou grumos de pó contidos no saco grande. A estrutura da estação Duopal® é feita de aço inoxidável 304 (projeto de grau alimentício).
Logo abaixo da caixa de degelo está a caixa de esvaziamento do saco. O operador abre a porta de acesso articulada e coloca o saco sobre a grade de segurança. O operador pode então usar um cortador dedicado para abrir o saco e despejar o conteúdo no funil. A estação inteira é pesada. O painel de controle informa os operadores sobre o nível de esvaziamento atingido. Também garante a rastreabilidade dos lotes para o registro de entradas de material, quantidades utilizadas, datas, informações sobre receitas, etc.
Em cada grande saco e estação de descarga de sacos existem filtros de pó integrados que contêm e filtram o pó dos diferentes pontos de descarga. Os filtros de pó são equipados com equipamentos que permitem aos operadores recuperar o pó contido nos cartuchos. Um tanque de ar comprimido é conectado a uma série de bicos que enviam jatos de ar através dos cartuchos filtrantes. Desta forma, os filtros permanecem limpos e as multas podem ser devolvidas ao processo.
Como alguns materiais tendem a aglomerar, os trituradores são posicionados sob o funil de descarga das estações Duopal®. Os trituradores destroem aglomerados e tufos. O sistema é completado por uma trava rotativa localizada sob o triturador para permitir o controle do fluxo de material e a dosagem. Dentro da carcaça da válvula rotativa há um rotor dividido em compartimentos que permite que os ingredientes sejam dosados. As válvulas rotativas utilizam um acionamento de freqüência variável para controlar a velocidade em que giram.
Para quantidades de pó que representam uma porcentagem muito pequena da receita total a ser misturada, os operadores têm que pesar previamente e adicionar quantidades muito precisas no misturador a jusante. Portanto, para economizar tempo e melhorar a ergonomia, um pequeno funil dosador é utilizado para este fim para carregar regularmente pequenas quantidades de pó da receita atual.
Um pequeno funil dosador alimenta um dosador de rosca equipado com células de carga. Estas células de carga dizem ao CLP quanto peso é "perdido" do ponto de alimentação (neste caso, o funil dosador). Este é um sistema de "perda de peso". Dada a densidade aparente e as características de fluxo de alguns pós, é possível alcançar uma precisão de dosagem de 5 gramas. O princípio de operação é simples: o material é extraído da câmara de armazenamento principal por meio de um pequeno parafuso que depois o "empurra" para dentro de um tubo horizontal fixado ao corpo principal.
O alimentador também é equipado com um agitador acionado por um motor secundário. Isto supera qualquer problema de fluxo e garante uma alimentação constante. Para os propósitos deste projeto, a rosca alimentadora utilizada é um alimentador D12 que fornece uma vazão teórica de 524 litros por hora.
Como mencionado anteriormente, o cliente quer dimensionar a capacidade do misturador para encher um saco grande por lote de receitas mistas. Levando em conta as diferentes densidades a granel dos diferentes produtos manuseados, a capacidade do misturador foi dimensionada para um volume total de 1500 litros, ou seja, um volume máximo de trabalho de 1100 litros.
A tecnologia escolhida é a de um misturador de palhetas. A batedeira Palamatic Process paddle é ideal para misturar ingredientes de diferentes densidades e tamanhos, já que o projeto da charrua 'joga' os ingredientes para cima a tal velocidade que a mistura ocorre no ar, em uma zona livre de gravidade onde densidade e tamanho são irrelevantes. O misturador de pás padrão consiste de um motor, caixa de engrenagens, acoplamento e eixo com acessórios em forma de pás que atingem os ingredientes causando um movimento multidirecional que mistura rapidamente os grânulos e pós.
Dependendo dos requisitos de produção, o misturador de pás pode ser projetado para processamento em lote ou contínuo. A saída pode ser personalizada com uma flange aparafusada ou um alçapão para permitir o esvaziamento completo e rápido sem resíduos de produto no corpo do misturador.
Um dispositivo de vapor limpo sob medida foi adicionado ao misturador para facilitar os efeitos de aglomeração, bem como o revestimento de partículas de açúcar com a adição de aromatizantes e adoçantes artificiais. O eixo foi projetado com tecnologia "cantilever" para permitir acesso rápido e fácil ao interior do misturador para uma limpeza rápida entre as receitas de lote.
4. Estação de enchimento de sacos grandes FlowMatic®02
Uma estação de enchimento de sacos grandes é instalada diretamente na saída do misturador. O modelo escolhido é o Flowmatic®02. O saco grande é suspenso em garfos arredondados e um cilindro pneumático permite que ele seja levantado e abaixado progressivamente sobre seu palete de manuseio. Um selo inflável prende a calha do saco grande à estrutura de descarga e assegura uma conexão apertada. A largura dos garfos é ajustável manualmente para acomodar big bags de diferentes tamanhos.
Uma manga flexível conecta o misturador à estação de embalagem de sacos grandes. Isto isola o peso do equipamento e evita qualquer interferência com as células de carga instaladas sob a estrutura da estação de abastecimento. No final da linha, o objetivo é alcançado: encher uma grande sacola com ingredientes alimentares misturados a cada 15 minutos.
