MEZCLADO Y MEZCLADORAS ING. JUAN CARLOS RODRIGUEZ C. GERENTE DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD NUTRIMENTOS CONCENTRA S.A. DE C.V.

Uno de los pasos mas importantes en la elaboración de un alimento es el mezclado. De hecho el objetivo de una planta de alimentos balanceados es el producir una mezcla uniforme de ingredientes que asegure que los animales que consumen este alimento reciban las cantidades correctas de cada nutriente. Un mezclado inadecuado traerá como consecuencia una falta de uniformidad en la distribución de ingredientes importantes, tales como las vitaminas, minerales, aminoácidos, medicamentos, etc. Lo cual afectara negativamente el rendimiento de los animales, en especial en aquellos mas jóvenes que consumen cantidades relativamente pequeñas de alimento. El mezclado del alimento ocurre cuando las partículas de un ingrediente se mueven, permitiendo que las partículas de otro ocupen sus lugares. El objetivo de una mezcladora es mover las partículas de los ingredientes y permitir el proceso anterior; por esta razón las mezcladoras que promueven un máximo movimiento de partículas efectuaran un mezclado mas rápido y eficiente. Cada ingrediente, posee propiedades físicas que afectan su capacidad para ser mezclado con otros ingredientes; entre estas podemos mencionar tamaño de partícula, densidad, forma y características de superficie, higroscopcidad, adhesividad y susceptibilidad a cargas electrostáticas. Sin embargo, el tamaño de partícula es el factor que más influye sobre el mezclado uniforme del alimento. Teóricamente si todos los ingredientes tuvieran el mismo tamaño de partícula, seria muy fácil mezclarlos y no ocurriría segregación. En diversos estudios se ha demostrado que conforme se incrementa el tamaño de las partículas, se requiere mas tiempo para obtener un mezclado uniforme (con menos de un 10 % de coeficiente de variación entre muestras); sin embargo, en la practica es necesario mezclar partículas con un amplio rango de tamaños. Existen tres tipos básicos de mezcladoras: 1.- Verticales 2.- Horizontales (listones o paletas) 3.- De tambor o tómbola

MEZCLADORAS VERTICALES En algunos lugares son muy populares debido, principalmente, a su bajo costo y a la facilidad de poder adaptarse a equipos móviles de alimentación. Una mezcladora vertical en buenas condiciones mecánicas usualmente tarda de 12 a 15 minutos para producir una mezcla uniforme, este tiempo puede reducirse a 8 ó 10 minutos si se utiliza un sistema de doble gusano. En las mezcladoras verticales solo un pequeño porcentaje (10 %) de alimento es movido a un mismo tiempo. La mayoría del mezclado se lleva a cabo mediante la recirculacion de los ingredientes a través de un tubo elevador, y un gusano (Fig. 1) Debido a que el alimento fuera del tubo no es movido activamente, el mezclado requiere mas tiempo.

2.- MEZCLADORA HORIZONTAL Este tipo de equipo usualmente puede producir una mezcla homogénea en 2 a 4 minutos. Este tipo de mezcladoras prácticamente el 100 % de las partículas están en movimiento (fig. 2 y 3 ) La mayoría de las mezcladoras horizontales son estacionarias, pero es posible hacerlas portátiles; por lo general, son mas caras que las mezcladoras verticales debido a que sus componentes deben ser mas resistentes. Tienen la ventaja de que su desgaste es relativamente lento en comparación con las mezcladoras verticales por lo que el costo de producción por año es mas bajo. Las mezcladoras horizontales pueden ser usadas para incorporar niveles de liquido del 8 -10 % como grasas o melaza.

3.- MEZCLADORAS DE TAMBOR En este tipo de mezcladoras, el alimento se mezcla de la misma forma que las revolvedoras de concreto (fig. 4) en teoría, pueden efectuar un buen mezclado cuando se les llena a la capacidad recomendada y se le da un tiempo adecuado de mezclado. Sin embargo, puede haber algunos problemas de atascamiento cuando se adicionan líquidos pegajosos ( aceite o melaza ). Aunque el uso de este tipo de equipos se ha incrementado recientemente, debido a principalmente, a su bajo consumo de energía, actualmente existe poca información disponible respecto a la confiabilidad o capacidad de este tipo de mezcladoras para obtener una mezcla uniforme.

PROBLEMAS COMUNES EN LAS MEZCLADORAS Mezcladoras Horizontales. La falta de llenado de este tipo de mezcladoras dificulta su acción por lo que debe llenarse cuando menos a un tercio de su capacidad para obtener un mezclado adecuado. El sobre llenado es, quizá, más común y también puede afectar el mezclado; cuando se utilizan ingredientes de baja densidad como el salvado, debe reducirse la cantidad mezclada para evitar el sobrellenado. Como regla general los listones o paletas deben estar expuestos ligeramente (5 a 10 cm) sobre la superficie del alimento. Otro factor que debe vigilarse es el numero de revoluciones por minuto. En este tipo de mezcladora se consideran adecuadas de 30 a 40 r.p.m. y un numero menor retardara el proceso de mezclado (Gráfica 1).

El desgaste de los listones o paletas también afecta el mezclado y puede contribuir a los problemas de segregación (Gráfica 2). El espacio entre listones o paletas y la pared de la mezcladora no debe ser mayo de 1/4 de pulgada. Si el espacio es demasiado grande para ser ajustado, los listones o paletas deben ser reconstruidos o reemplazados. El orden para la carga de una mezcladora debe ser el siguiente: 1.- Ingredientes mayores (granos, pastas). 2.- Ingredientes menores (minerales y premezclas). 3.- Aditivos (antibióticos, promotores, etc.) 4.- Líquidos (grasas, Melazas, etc.) Los líquidos no deben adicionarse hasta que se haya permitido una mezcla adecuada de los ingredientes secos; la adición de líquidos retarda el proceso de mezclado.

rpm Vs Tiempo 100

90

80

20 RPM

34 RPM 40 RPM

EFICIENCIA DE MEZCALDO

26 RPM

70

60

50

40

30

20

10

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

MINUTOS DE MEZCLADO

DESGASTE Vs EFICIENCIA

100 90 80

Liston nuevo Liston desgastado

Eficiencia de Mezclado

70 60 50 40 30 20 10 0 1

2

3

4

5

6

Minutos de Mezclado

7

8

9

Mezcladoras Verticales.- Probablemente el problema mas común es el sobrellenado (Gráfica 3) y como regla general la mezcladora nunca debe llenarse por encima del nivel del tubo elevador del alimento; deben de existir cuando menos 20 a 30 cm entre el borde superior del tubo elevador y la superficie del alimento en la cámara de mezclado. El desgaste del gusano elevador reduce la capacidad de mezcla, el espacio normal entre el gusano y la pared del tubo elevador debe de ser de 1/4 a 3/8 de pulgada; si el espacio es mayor de 1/2 pulgada se incrementa el tiempo de mezclado en 5 minutos, y cuando el espacio exceda a 1 pulgada debe reemplazarse el gusano. En cuanto a las revoluciones por minuto, las mezcladoras verticales deben operar entre el rango de 200 a 300 r.p.m. El orden de llenado en las mezcladoras verticales es muy importante y debe asegurarse que los microingredientes y premezclas se agregan a la mitad de la adición de los ingredientes mayores para asegurar que sean completamente llevados a la cámara de mezclado. Los líquidos tienden a interrumpir el mezclado ya que reducen el flujo necesario en la cámara de mezclado. Si se utilizan líquidos, estos solo deben adicionarse en una proporción de 1 a 2 % del alimento final y solo después de que se hayan mezclado en forma adecuada los ingredientes secos.

Mezcladora Vertical de cuatro Toneladas

100

90

80

Sobrecargada (+ 25 %) Carga Normal Semi Cargada (- 25 %)

Eficiencia de Mezcldo

70

60

50

40

30

20

10

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Minutos de Mezclado

13

14

15

16

17

18

19

20

CONTROL DE CALIDAD Para asegurase de la calidad del mezclado, es importante llevar a cabo periódicamente pruebas para determinar la eficiencia y tiempo óptimo de mezclado. Es importante señalar que deberá tenerse como meta el obtener como máximo un coeficiente de variación en el mezclado del 10 % (CV) el cual equivaldría a un 90 % de eficiencia, esto para asegurar una calidad adecuada. Una vez que se establezca el tiempo óptimo de mezclado, es importante que realmente se de ese tiempo de mezclado en cada lote de alimento, por lo que el empleo de mecanismos adecuados para la medición del tiempo es imprescindible en la mezcladora. Por otra parte el mantenimiento y revisión de la mezcladora son necesarios para asegurar un óptimo mezclado. Es importante señalar que deberán efectuarse pruebas de eficiencia de mezclado y tiempo óptimo de mezclado cada vez que se realicen reparaciones mayores a la mezcladora (listones o gusano, cadenas, bandas o engranes). SEGREGACION DE INGREDIENTES Una pregunta común entre los productores es : Si se sobremezcla un alimento, puede causarse un desmezclado ?. La respuesta a esa pregunta es que si la mezcladora esta adecuadamente diseñada, no hay razón para que los ingredientes se desmezclen, una vez que se ha alcanzado la homogeneidad en el alimento. La única forma en que el desmezclado pudiera ocurrir, seria si la mezcladora cambiara las propiedades físicas del alimento, es decir, que la mezcladora pudiera moler algunas partículas haciéndolas mas finas o calentara el alimento con la fricción, lo suficiente para cambiar la forma y la densidad de las partículas, o por la generación de cargas electrostáticas producidas por la fricción del alimento que atrapen partículas susceptibles y eviten su mezclado con el resto del alimento; en ambos casos, un diseño y mantenimiento adecuado y una conexión apropiada de la mezcladora a tierra, son la solución del problema. La segregación del alimento ocurre usualmente en los transportadores tolvas camiones, etc. y no en la mezcladora; la segregación puede reducirse considerablemente si las partículas de alimento tienen un tamaño homogéneo. La adición de líquidos ayuda a reducir la segregación ya que estos ayudan a unir las partículas finas evitando que se desplacen entre las partículas más grandes; el aceite u otros líquidos pueden se útiles para este fin. Actualmente es recomendable realizar la pruebas de mezclado y tiempo óptimo de mezclado en la mezcladora y después volver a verificar el coeficiente de variación a la hora del ensacado, esto particularmente cuando el alimento pasa por algunos de estos sistemas: transportadores, gusanos, tolvas, antes de ser ensacado, ya que esto puede producir como se menciono anteriormente segregación.