消费者口味快速更迭，驱动混合设备持续创新

　　作者：Jeanne Schweder

　　随着消费者口味和生活方式持续变化，他们对食品品牌的期望也随之改变。食品不再仅仅是营养的来源，选择什么样的食品如今已成为个人身份或环保目标的体现。食品加工企业紧随这一趋势，运用具备相应能力的设备来应对这些新挑战。

　　“我们看到，以健康成分、植物基蛋白质和功能性食品为核心的新产品开发呈上升趋势。”Ross Mixers 公司销售总监Christine Banaszek 表示，“激烈的市场竞争、高昂的原料成本和供应链的不确定性，促使制造商重新审视现有混合工艺，并转向更高效、更加经济的技术。制造商正在寻找优化生产流程、减少能源消耗、降低浪费，并最大化人员效率的方法。”

　　Infini-Mix 母公司North American Process 销售副总裁Joby Ferary指出，消费者的口味也在发生变化。“例如，他们如今寻求风味更浓烈、香料更丰富的酱料，含有更多配料和点缀的坚果酱和冰淇淋。这要求制造商能够使用同一设备处理多种添加剂，并在不同配方间实现快速切换，减少浪费并缩短转换时间。”

　　利乐（Tetra Pak）公司加工解决方案与设备渠道管理及关键组件产品组合经理Luis Roberto Pontes 指出，消费者对那些有助于减轻环境危害、减缓气候变化影响的产品需求不断增加。“越来越多的人寄希望于品牌帮助他们做出有益于地球的选择。透明且有意义的标签，例如‘零废弃’或‘净正向’的食品生产和加工方式，有助于消除消费者的质疑。”Pontes 进一步补充道：“有些人亲眼目睹了气候变化的影响，他们正在调整饮食和生活方式以应对这一挑战。植物基、天然、应季和合成成分的使用正在上升，许多人对循环经济理念也愈发感兴趣，这种理念强调材料的再利用和回收。”

　　制造商的应对措施

　　混合搅拌设备制造商该如何改进设备以应对这些需求呢？“在各行各业中，速度始终是企业关注的核心之一。”粉体混合解决方案供应商Gericke 集团执行副总裁ReneMedina 表示，“对于搅拌机而言，这意味着在批次生产前能够快速完成设备调试，缩短生产周期，并在批次之间实现快速清洁，同时不影响产品质量。在干物料和配料的混合过程中，我们看到越来越多企业转向干式清洁，这能有效减少液体原位清洗（CIP）的使用频率。”

　　IKA Works 公司工艺总监Lee Holliday 补充道：“食品加工商正在寻求能在时间、功能、质量和成本之间取得平衡。这意味着解决方案不仅要便于操作、产出合格产品，还要具备成本效益。实施符合现行良好生产规范（cGMP）的生产流程，确保结果的可重复性是非常重要的。同时，市场对能够确保设备彻底清洁、并将停机时间和人工成本降至最低的技术需求强烈。”

　　Holliday 表示，加工企业也在评估能够减少浪费、同时被认为可持续和环境友好的技术。他指出：“因此，一次性混合部件引起了人们广泛兴趣，因为这可以避免清洁验证。此外，能够最大限度减少粉尘和污染的密闭系统也颇受青睐。”

　　Banaszek则提到，超高速剪切混合机、多搅拌器系统、混合行星分散器和粉末引入技术等一些已在化工、制药和化妆品等加工行业广为应用的技术，正逐步应用于食品制造行业。

　　她表示：“探索传统食品加工设备以外的新技术将是行业发展的一个重要方向。利用基于PCL 的最新控制系统和配方软件，新一代混合设备将减少操作失误和批次间的差异，同时最大限度地提高产量。操作员或管理人员可以通过智能手机或平板电脑等设备获取数据并进行实时监控，无论他们身处工厂哪个位置，都能全面了解搅拌设备的运行状态和性能。”

　　全新生产工艺

　　据Ferary 介绍，生产工艺也在不断变化，以满足加工商对更高速度和更好质量的需求。他表示：“连续加工和半连续加工将是未来的发展趋势。在传统批次生产中，操作人员通常需要从一批产品中抽取样品，送往质量控制（QA）实验室进行检测，在确认产品各项指标符合要求后，才能进入包装环节。然而，现在几乎所有原本需要在实验室进行的检测项目，如粘度、电导率、pH 值、浓度/ 白利度和密度等，都可以在线完成。这使得制造商在转向连续生产时更有信心，因为这能确保生产出完全合规的产品。除了能够监控连续生产过程的准确性，精确配料计量技术也使在线混合解决方案变得更加经济高效，甚至对小型制造商来说也更容易实现。”

　　Ferary 还以一家奶酪通心粉制造商为例，描述了如何通过应用连续加工来提高工艺和产品质量。“奶酪通心粉通常采用批次生产方式。客户将焯水后的通心粉加入融化的奶酪酱中，充分混合后进入包装环节。然而，如果在成品送往包装的过程中出现任何延迟，热奶酪酱会继续加热通心粉，导致通心粉变软，整个批次只能被丢弃。”

　　“通过采用连续加工技术，”Ferary 说道，“通心粉和奶酪酱会在即将进入包装的时刻进行混合，这大大减少了浪费。在这一过程中，采用直接蒸汽喷射技术来加热奶酪酱，而不是传统的煮锅或管式热交换器。蒸汽被注入动态混合器，并均匀分布在奶酪酱中，这是蒸汽利用效率最高的方式。这样，蒸汽的热能可得到100% 利用，完全避免浪费。更重要的是，由于设备侧壁没有结垢或堆积物，生产过程可以持续运行数小时。”他补充道，这种方法同样适用于多种预制食品的生产，如汤品、酱料、宠物食品、淀粉以及水胶体等。

　　自动化技术的进步

　　Medina 表示，自动化是食品加工行业一项不断发展的关键技术。他解释说：“最新搅拌机设备将自动化视为解决劳动力问题的有效方案。通过我们的分批搅拌机和连续混合系统，能最大限度降低操作员出错的可能性，并简化整体生产流程。未来，在远程监控的支持下，自动化生产线连续数日无人值守运行将成为普遍现象。”

　　据Munson Machinery 介绍，推动混合、搅拌及原位清洗（CIP）设备技术和趋势的主要因素包括食品安全、多配方生产能力和能源成本。设备制造商们正在按照卫生标准制造设备，并提供多种选择，以满足新型食品产品的多样性和生产需求。同时，新设备还必须在批次或产品生产运行之间实现快速且便捷的清洁和消毒。

　　该公司预测，尽管搅拌和混合的基本操作方式不会改变，但为了顺应未来发展趋势，生产过程中的自动化程度和定制化水平将显著提高。自动化有望帮助食品制造商优化搅拌/ 混合设备的上料和卸料流程，提升产品质量和保障工人安全，同时缓解劳动力短缺带来的影响。例如，位于美国纽约州Hauppauge 的A&Z 制药公司，就采用了一台自动倒桶器，将营养补充剂装载到旋转式批次混合机中。

　　另一个例子是利乐公司的一位客户，他们生产一种高脂肪、高蛋白植物基产品。其中一些成分，如酪蛋白酸钠和酪蛋白酸钙，不仅难以溶解和水合，而且粘性很强，经常发生团聚。由于需要处理大量粉末原料并将其输送至混合机中，因此对粉末进料速度要求很高。此外，最终产品极易起泡、对氧气敏感、且所使用的原料成本高昂，而泡沫的产生不仅会导致产品损失，还会降低生产效率。

　　这位客户所需的解决方案必须具备充分分散、混合、水合和乳化产品的能力，同时还需应对不同粉末溶解度曲线带来的挑战。在利乐公司位于丹麦的混合技术测试中心进行了多次试验后，他们通过使用多级在线乳化头，对混合参数进行了精细调整和优化，最终实现了更短的批次时间和更高产能，并且显著提升了酪蛋白酸盐和胶体等成分的功能特性。目前，这些混合设备的改进方案已应用于该客户的所有三家工厂。

　　小型搅拌机的兴起

　　Medina 指出，消费者不断追求符合各种生活方式的新产品，因此食品行业经常面临研发新产品的巨大压力。“低致敏性、纯素、非乳制品、低碳水化合物等饮食趋势，促使食品制造商更频繁地推出更多新配方。而小型或台式搅拌和混合设备，既能减少尝试新配方所需的原料用量，又能缩短研发时间，并降低成本。”

　　小型旋转式批次搅拌机，有时会被小批量手工食品和饮料生产商所采用。位于美国佐治亚州梅肯市的BironTeas 公司曾考虑使用V 型锥形混合机，但该设备旋转时所需空间对于他们的厂房占地面积来说过于庞大。

　　该公司最终选择了一款旋转式批次小型搅拌机，因为它能温和处理原料，且占地面积小。Biron Teas 公司代表表示：“有机手工茶，尤其是那些混合了草药、野花、精油和浆果的茶，都不能被压碎或研磨成粉末。这款搅拌机通过温和地翻滚和转动，能将那些质地细腻、有时略带粘性的茶叶混合物均匀混合，而不会将其压碎或研磨成粉。”

　　小型或台式搅拌机和混合机，通常具备与大容量机型相同的功能选项。然而，对于离线实验室、中试工厂、小规模生产或预混合等应用场景，其中一些设备无法准确模拟其同类全尺寸设备的性能表现。

　　Banaszek 强调：“理想状况下，研发工作应在真正可扩展的实验室搅拌和混合设备上进行，以确保实验结果能够直接在大规模生产中复制。在小规模实验中，相较于批次处理量，搅拌桨的尺寸和搅拌器功率往往偏大，这导致传热速率和批次循环变得不切实际。一个常见的误区是完全依赖家用厨房搅拌和混合设备，但由于大多数这类设备无法按比例放大，一旦项目进入中试或大规模生产阶段，就需要投入额外时间和资源重新进行实验。”

　　Holliday 也认为，更精密的小型/ 台式搅拌和混合设备的涌现，与市场对小型设备的需求密不可分，这些设备的参数通常能直接复制到大规模生产中。“小批量研发的成本效益更高。实验室设备的可扩展性保证了在生产规模上也能获得一致的结果。此外，植物基食品、人造培养肉以及新型蛋白质来源也都是重要的驱动因素。许多加工商和供应商都是小型初创公司，它们通常会在商业化之前在实验室进行产品开发和配方研制。”

　　干洗技术的拓展应用

　　在所有食品加工过程中，快速且经济高效地对物料接触面进行消毒至关重要，尤其是在需要频繁切换批次，且绝不允许批次间发生交叉污染的环节。原位清洗（CIP）系统能最大限度缩短停机时间，减少人为失误，从而提高产品质量和工厂生产效率。

　　据Munson Machinery 公司介绍，虽然大多数CIP 系统都采用多步骤湿法清洗流程，包括冲洗、洗涤、再次冲洗、消毒和干燥，但对于某些不宜用水清洗的工艺，也存在干式清洗解决方案。这些干式方案主要通过真空吸尘，并使用经政府机构批准的酒精擦拭巾来清除残留物，从而达到清洁表面的效果。

　　Munson Machinery 指出，干式清洁的挑战在于其劳动强度大、耗时更长。然而，在处理干燥食品且必须保持干燥和低湿度的食品加工环境中，干式清洁可能是唯一选择。

　　Pontes 强调了这些系统的积极作用：“干式原位清洗非常适用于需要避免液体和湿气的区域，例如粉末处理系统。这些系统在设计上应确保食品安全，符合最高卫生标准，并能实现快速清洁和最大限度地减少停机时间。”

　　他补充道：“在生产区域保持干湿环境分离至关重要。这不仅能降低污染风险和产品损失，还能提高粉末处理系统的性能。粉末的流动性会随湿度变化，从而影响粉末的进料速度以及搅拌和混合系统的产能。”

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