Study of the efficiency of mixing dry ingredients
Authors: Антипова Т.А. , Симоненко С.В. , Фелик С.В. , Андросова Н.Л. , Кудряшова О.В. 
Published: September 2023

Компоненты, получаемые при переработке молочной сыворотки, имеют широкую сферу применения. К числу наиболее распространенных и востребованных относится сухая деминерализованная сыворотка, выбор которой обусловлен высокими органолептическими характеристиками и гарантированными показателями качества и безопасности данного вида сырья. Являясь основой при производстве различных продуктов, технология отдельных из них предусматривает сухое смешивание порошкообразных ингредиентов, аспекты которого рассмотрены в данной статье. Объектом исследований являлся модельный продукт, представляющий смесь сухой деминерализованной молочной сыворотки, крахмала кукурузного, порошка сока манго, порошка шиповника, сухих кокосовых сливок, сахара-песка в определенном соотношении, согласно рецептуре. В рамках данной работы исследованы физические характеристики применяемых ингредиентов: насыпная плотность, размер частиц, содержание сухих веществ. В условиях экспериментального производства осуществлены опытные выработки для исследования эффективности процесса смешивания порошкообразных ингредиентов сухого напитка. Процесс смешивания осуществляли в гравитационном смесителе, представляющем собой V-образную ёмкость. Смешивание ингредиентов осуществлялось при частоте вращения ёмкости смесителя 3,35 с–1 (32 об/мин). Определены последовательность и параметры загрузки ингредиентов с дальнейшим расчетом коэффициента использования полезного объема. Эффективность смешивания оценивалась по результатам определения содержания витамина С, выбранного в качестве маркера. Отбор проб проводился с интервалом 5 мин от начала смешивания. По результатам исследований установлены отклонения содержания витамина С в пробах по рецептурам. Рассчитаны средние отклонения содержания витамина С от номинального содержания в пробе. Полученные результаты позволяют сделать вывод: время смешивания порошкообразных ингредиентов, обеспечивающее требуемую эффективность смешивания (однородность конечной смеси, равномерность распределения ингредиентов по объему ёмкости смесителя), зависит от насыпной плотности и объемных долей, загруженных в ёмкость смесителя ингредиентов. Полученные численные значения продолжительности смешивания применимы для апробированных условий эксперимента: фиксированной частоты вращения ёмкости смесителя, принятой схемы загрузки ингредиентов, полноты использования полезного объема ёмкости, рецептурной вариации продукта.

The components obtained during the processing of whey have a wide range of applications. Among them, the most common and in demand is dry demineralized whey, the choice of which is due to high organoleptic characteristics and guaranteed indicators of quality and safety of this type of raw material. Being the basis for the production of various products, the technology of some of them provides for dry mixing of powdered ingredients, aspects of which are discussed in this article. The object of research was a model product representing a mixture of dry demineralized whey, corn starch, mango juice powder, rosehip powder, dried coconut cream, granulated sugar, in a certain ratio, according to the recipe. Within the framework of this work, the physical characteristics of the ingredients used were investigated: bulk density, particle size, solids content. Under the conditions of experimental production, experimental developments were carried out to study the effectiveness of the process of mixing powdered ingredients of a dry drink. The mixing process was carried out in a gravity mixer, which is a V-shaped container. Mixing of the ingredients was carried out at a frequency of rotation of the mixer vessel of 3.35 s–1(32 rpm). The sequence and loading parameters of the ingredients were determined with further calculation of the useful volume utilization factor. Mixing efficiency was evaluated by the results of determining the content of vitamin C, selected as a marker. Sampling was carried out with an interval of 5 min. from the start of mixing. Based on the results of the research, deviations in the content of vitamin C in samples according to the recipes were established. The mean deviations of the vitamin C content from the nominal content in the sample were calculated. The results obtained allow us to conclude that the mixing time of powder ingredients, which ensures the required mixing efficiency (uniformity of the final mixture, uniformity of distribution of ingredients over the volume of the mixer tank) depends on the bulk density and volume fractions loaded into the mixer tank ingredients. The obtained numerical values of the mixing duration are applicable for the tested experimental conditions: a fixed frequency of rotation of the mixer vessel; the accepted scheme for loading ingredients; full use of the useful volume of the tank; recipe variation of the product.