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Jun 17, 2023

미세성분 혼합 시 고려사항

Rene Meira Medina, Gericke USA 부사장 | 2021년 10월 11일 저는 최근 베스트셀러의 새 버전을 개발하는 임무를 맡은 식품 기술자로부터 믹서에 대한 견적 요청을 받았습니다.

Rene Meira Medina, Gericke USA 부사장 | 2021년 10월 11일

저는 최근 베스트셀러 제품의 새로운 버전을 개발하는 임무를 맡은 식품 기술자로부터 믹서에 대한 견적 요청을 받았습니다. 하지만 더 깨끗한 라벨과 천연 기능성 성분을 사용했습니다. 새로운 제조법에서는 이러한 성분 중 몇 가지를 20%에서 1%에 가깝거나 미만으로 요구했으며 테스트 실험실의 혼합기는 균일한 혼합물을 일관되게 생산할 수 없었습니다. 성분 양이 혼합물의 20%에 가까워지거나(흔히 부성분이라고 함) 1%에 가깝거나 아래로 떨어지면(미량 성분이라고 함) 많은 유형의 혼합기가 최종 제품 균일성에 어려움을 겪는 것이 일반적입니다. 그러나 이러한 미세 성분은 균일하게 혼합하기 어려울 뿐만 아니라 일반적으로 기존 성분보다 비용이 더 많이 들고, 섬세하고 민감한 특성으로 인해 가공 시 특별한 고려가 필요한 경우가 많습니다. 불행하게도 식품, 음료, 영양 산업의 점점 더 많은 제품 개발 전문가들은 많은 비용이 드는 시행착오를 통해 이러한 문제에 대해 배우고 있습니다.

대부분의 제약 가공업체는 아주 적은 양의 활성 성분(API)과 향료를 훨씬 더 많은 양의 다양한 부형제와 혼합하는 데 수년을 투자해 왔지만, 영양 보충제와 건강한 식품 및 음료에 대한 소비자 수요가 급증하면서 기업의 경험이 부족해졌습니다. 이러한 요구를 충족하는 새로운 제품을 개발하기 위해 미세 성분을 가공합니다. 이러한 프로바이오틱스, 허브, 향신료, 미량원소 및/또는 의학적 또는 예방적 건강상의 이점(중요한 마케팅 이점과 함께)을 부여할 수 있는 기타 건강에 좋은 성분은 일반적으로 원하는 기능을 손상시키지 않으면서 미량 성분으로 매우 적은 양으로 사용됩니다. 그러나 아마씨, 대두 단백질과 같은 이러한 성분 중 상당수는 맛과 질감으로 인해 주요 성분으로 가려져야 하는 경우가 많습니다. 혼합물에 약간 더 많은 양이 있어도 소비자 수용에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

레시피에서 하나 이상의 미세 성분을 혼합해야 하는 경우 일부 유형의 믹서는 설계상 다른 유형보다 이를 더 균일하게 통합할 수 있습니다. 회전을 통해 방사형 분산을 동시에 적용하는 혼합기와 축류(혼합 로터에 평행하게 이동) 및 방사형 흐름(혼합 로터에 수직으로 이동)의 조합은 측면과 측면 및 아래에서 재료를 끌어당기는 데 필요한 난류를 생성합니다. 외부 가장자리를 따라 귀중한 미세 성분을 잃지 않고 표면을 혼합 영역을 통해 전달합니다. 그러나 이러한 난류는 섬세한 미세 성분을 손상시킬 수 있는 너무 많은 전단력을 가하지 않도록 주의 깊게 제어해야 합니다.

이러한 반대 힘을 적용하고 전단을 최소화하는 혼합 개념 중 하나는 이중 샤프트, 역회전, 수평 혼합 로터를 사용하여 유동층을 생성합니다. 이를 통해 혼합되는 생성물 흐름이 현탁액에서 만날 수 있으며, 이는 혼합을 위해 각 입자의 표면적을 대량으로 노출시키고 높은 입자 교환 값을 생성합니다. 동시에, 혼합 도구는 혼합 챔버를 통해 재료 흐름을 지속적으로 지시한 다음 분리되어 강렬한 혼합 작업을 위해 돌아옵니다. 이러한 유형의 혼합은 배치 혼합 시스템에 적용되었으며 일반적으로 입력 성분의 수에 관계없이 30초 이내에 균질한 혼합을 생성합니다. 방사형 및 축류 흐름과 분산의 최적 조합을 통합하는 동일한 개념이 연속 혼합에도 적용됩니다. 믹싱 스크류 도구의 회전은 배치와 유사한 강력한 혼합 작업을 위해 스크류와 배럴 사이에 유동화 영역을 형성하는 전진 동작을 생성합니다.

대조적으로, 리본 블렌더는 반경 방향 힘과 축 방향 힘을 모두 적용하지만 최대 균질성을 달성하는 데 필요한 반경 방향 분산에 의해 제공되는 전진 및 후진 모션이 부족합니다. 유성식 혼합기는 높은 전단력이 필요하고 인열력을 견딜 수 있거나 최종 입자 크기와 모양이 중요하지 않은 두꺼운 재료를 혼합하는 데 탁월한 성능을 발휘하는 경우가 많습니다.