Amasadora y Batidora

I. INTRODUCCIÓN El éxito de muchos procesos depende de una eficaz agitación y mezcla de los fluidos que intervienen. Aunque se confunden con frecuencia, los términos agitación y mezcla, éstos no son sinónimos. La agitación se refiere al movimiento inducido de un material en forma determinada, generalmente circulatoria y dentro de algún tipo de recipiente. La mezcla es la operación en la que se combinan dos o más componentes para uniformizar su composición y propiedades (McCabe et al., 1991). La agitación no tiene un efecto conservador sobre los alimentos, se utiliza como ayuda en el proceso de elaboración para modificar la comestibilidad o calidad de los alimentos. Su utilización es muy frecuente en la industria alimentaria para combinado de distintos ingredientes, conseguir determinadas propiedades funcionales o características organolépticas. Así también, esta operación unitaria resulta imprescindible en cualquier proceso en el que tenga lugar transporte de energía y materia, ya que ambos fenómenos están influenciados por esta operación (Rodríguez et al., 2002). En los depósitos de preparación y agitación de la

industria

alimentaria, las propiedades de los productos procesados o creados (densidad, consistencia, propiedades de reflexión y conductividad) pueden cambiar de forma frecuente. Generalmente el equipo de agitación consiste en un recipiente cilíndrico (cerrado o abierto), y un agitador mecánico, montado en un eje y accionado por un motor eléctrico.

Las

proporciones

del

tanque

varían

ampliamente,

dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. El fondo del tanque debe ser redondeado, con el fin de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetrarían las corrientes del fluido. La altura del líquido, es aproximadamente igual al diámetro del tanque. Sobre un eje suspendido desde la parte superior, va montado un agitador. El eje está accionado por un motor, conectado a veces, directamente al mismo, pero con mayor frecuencia, a través de una caja de engranajes reductores. El agitador crea un cierto tipo de flujo

dentro del sistema, dando lugar a que el líquido circule por todo el recipiente y vuelva de vez en cuando al agitador. II. OBJETIVOS  

Describir los equipos observados: bombas y agitadores Conocer acerca del funcionamiento de una bomba centrífuga y



de los agitadores. Familiarizarse con el equipo y reconocer sus partes.

III. REVISIÓN DE LITERATURA La agitación se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente. Los objetivos de la agitación pueden ser:   

Mezcla de dos líquidos miscibles (ej: alcohol y agua) Disolución de sólidos en líquido (ej.: azúcar y agua) Mejorar la transferencia de calor (en calentamiento



enfriamiento) Dispersión de un gas en un líquido (oxígeno en caldo de

 

fermentación) Dispersión de partículas finas en un líquido Dispersión de dos fases no miscibles (grasa en la leche)

3.1

AGITADORES

PARA

TANQUES

CERRADOS

Y

o

TANQUES

ABIERTOS DE MONTAJE FIJO Estos tipos de agitadores son recomendados para su aplicación, y todo depende de los requisitos de su proceso. Los hay de acoplados directo, estos están diseñados para aplicaciones de baja viscosidad, o volúmenes

pequeños,

o

aplicaciones

en

que

se

requiere

trituramientos del producto. Los agitadores de acoplado de engranaje (caja reductora), son eficientemente usados en productos con más alta viscosidad o aplicaciones con un volumen más elevado. Estos agitadores varían desde 1/4 a 5 caballos de fuerza (HP), y son disponibles con siete diferentes velocidades, y con una variedad de

hélices. Estos agitadores son disponibles ya sea con motor eléctrico, o motores de aire, así como también pueden ser equipados con variador de velocidades. También hay los que son fabricados para operación continua. Agitadores de este tipo son equipados con ANSI cobertura, con selladores de empaquetaduras o mecánicos,

para uso con tanques cerrados. También son disponibles con base cuadrada para ser montados en tanques abiertos donde selladores no son necesarios, esta montadura también las hay en ángulo para dar una mayor eficiencia a la aplicación. Además, pueden contar con engranaje helicoidales, con un alto factor de servicio, y lubricación de por vida. 3.2 TIPOS DE AGITADORES: Los agitadores se dividen en dos clases: los que generan corrientes paralelas al eje del agitador y los que dan origen a corrientes en dirección tangencial o radial. Los primeros se llaman agitadores de flujo axial y los segundos agitadores de flujo radial. Los tres tipos principales de agitadores son, de hélice, de paletas, y de turbina. Cada uno de estos tipos comprende muchas variaciones y subtipos que no consideraremos aquí. En algunos casos también son útiles agitadores especiales, pero con los tres tipos antes citados se resuelven, quizás, el 95% de los problemas de agitación de líquidos (Brennan y Butters, 1998). 3.2.1 Agitadores De Hélice Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores de hélice más pequeños, giran a toda la velocidad del motor, unas 1.150 ó 1.750 rpm; los mayores giran de 400 a 800 rpm. Las corrientes de flujo, que parten del agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra en su movimiento

al

líquido

estancado,

generando

un

efecto

considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces

para

tanques

de

gran

tamaño.

Para

tanques

extraordinariamente grandes, del orden de 1500 m3 se han utilizado agitadores múltiples, con entradas laterales al tanque. El diámetro de los agitadores de hélice, raramente es mayor de 45 cm, independientemente del tamaño del tanque. En tanques de gran altura, pueden disponerse dos o más hélices sobre el mismo eje, moviendo el líquido generalmente

en la misma dirección. A veces dos agitadores operan en sentido opuesto creando una zona de elevada turbulencia en el espacio comprendido entre ellos. 3.2.2 Agitadores De Paletas Para problemas sencillos, un agitador eficaz está formado por una paleta plana, que gira sobre un eje vertical. Son corrientes los agitadores formados por dos y 3 paletas. Las paletas giran a velocidades bajas o moderadas en el centro del tanque, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estén inclinadas. Las corrientes de líquido que se originan se dirigen hacia la pared del tanque y después siguen hacia arriba o hacia abajo. Las paletas también pueden adaptarse a la forma del fondo del tanque, de tal manera que en su movimiento rascan la superficie o pasan sobre ella con una holgura muy pequeña. Un agitador de este tipo se conoce como agitador de ancla. Estos agitadores son útiles cuando cuando se desea evitar el depósito de sólidos sobre una superficie de transmisión de calor, como ocurre en un tanque enchaquetado, pero no son buenos mezcladores. Generalmente trabajan conjuntamente con un agitador de paletas de otro tipo, que se mueve con velocidad elevada y que gira normalmente en sentido opuesto. Los agitadores industriales de paletas giran a una velocidad comprendida entre 20 y 150 rpm. La longitud del rodete de un agitador de paletas es del orden de 50 al 80% del diámetro interior del tanque. La anchura de la paleta es de un sexto a un décimo de su longitud. A velocidades muy bajas, un agitador de paletas produce una agitación suave, en un tanque sin placas deflectoras o cortacorrientes, las cuales son necesarias para velocidades elevadas. De lo contrario el líquido se mueve como un remolino que gira alrededor del tanque, con velocidad elevada pero con poco efecto de mezcla. 3.2.3 Agitadores De Turbina

La mayor parte de ellos se asemejan a agitadores de múltiples y cortas paletas, que giran con velocidades elevadas sobre un eje que va montado centralmente dentro del tanque. Las paletas pueden ser rectas o curvas, inclinadas o verticales. El rodete puede ser abierto, semicerrado o cerrado. El diámetro del rodete es menor que en el caso de agitadores de paletas, siendo del orden del 30 al 50% del diámetro del tanque. Los agitadores de turbina son eficaces para un amplio intervalo de

viscosidades; en líquidos poco viscosos, producen corrientes intensas, que se extienden por todo el tanque y destruyen las masas de líquido estancado. En las proximidades del rodete existe una zona de corrientes rápidas, de alta turbulencia e intensos esfuerzos cortantes. Las

corrientes

principales

son

radiales

y

tangenciales.

Las

componentes tangenciales dan lugar a vórtices y torbellinos, que se deben evitar por medio de placas deflectoras o un anillo difusor, con el fin de que el rodete sea más eficaz. El agitador de turbina semiabierto, conocido como agitador de disco con aletas, se emplea para dispersar o disolver un gas en un líquido. El gas entra por la parte inferior del eje del rodete; las aletas lanzan las burbujas grandes y las rompen en muchas pequeñas, con lo cual se aumenta grandemente el área interfacial entre el gas y el líquido.

Figura 1. Tipos de Agitadores (Fuente: Procesosbio) 3.3 BATIDORA PLANETARIA Las batidoras planetarias están destinadas a amasar y mezclar todo tipo de pastas, huevos, crema, galletas, mayonesa, etc., trabajando de una forma suave y fiable. Cuenta con niveles de velocidad y accesorios construidos de acero inoxidable, que van a depender del producto a elaborar para su selección. La humedad de la mezcla será

decisiva a la hora de escoger la velocidad. No debería utilizar nunca la segunda velocidad para mezclar masa consistente con un porcentaje de absorción menor o igual al 50%. El porcentaje de absorción se obtiene dividiendo el peso de agua entre el peso de harina. - Amasador de gancho: recomendado para mezclas consistentes. deberá ser utilizado preferentemente a baja velocidad (figura 2.1) - Paleta mezcladora: aconsejada para masas ligeras, bizcochos, y puré de patatas, incluso para rellenos. utilizarla preferentemente a velocidad media (figura 2.2). - Batidor de alambres: diseñado para montar nata, batir huevos... Utilizarlo preferentemente a velocidad alta (Figura 2.3).

Figura 2. Accesorios usados en la Batidora Planetaria (Fuente: Importaciones BOIA)

3.4 AMASADORA-SOBADORA Una amasadora debe transmitir suficiente energía a la masa para favorecer la constitución y el desarrollo estructural de la red gluténica. Son las fuerzas de estiramiento, compresión y corte puestas en marcha por los diferentes constituyentes de la amasadora, las que generan energía; una parte de esta energía se materializa en la transformación de la masa, la otra, en el aumento de su temperatura. Estas fuerzas dependen de varios parámetros: Formas y dimensión de la artesa; características reológicas de la masa (viscosidad, dependiendo

elasticidad, de

régimen

constituyentes

molecular), básicos

(agua,

estas

mismas

harina,

sal);

comportamiento de la masa con el entorno externo (fricción, adherencia); cantidad relativa de masa en la amasadora. Lo que explica que con la misma cantidad de energía, e ingredientes que además son idénticos, la calidad del amasado no será la misma en todas las amasadoras, y que incluso para una misma amasadora, esta misma cantidad de energía no siempre dará la misma calidad de la masa durante su vida útil, ya que la amasadora sufrirá varios desgastes que modificarán el efecto de las fuerzas mecánicas en la restitución de energía (VMI).

IV. RESULTADOS 4.1. Lugar de ejecución - TAPA: Planta Piloto de Alimentos

El taller se realizó en las instalaciones de la Planta Piloto de Alimentos en la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Figura ##. Ubicación del T.A.P.A.

4.2 Fecha de ejecución. La visita se realizó el día viernes 24 de octubre del 2015. 4.3 Materiales  Mandil  Botas 4.4 Equipo observado En esta experiencia se observaron dos equipos. El primero fue la batidora planetaria y el otro fue la amasadora-sobadora, ambas marca Nova, de la Planta Piloto de Alimentos, más conocido por TAPA (Tecnología de Alimentos y Productos Agropecuarios) En la Figura ## se puede apreciar ambos equipos.

Figura ##. Batidora planetaria (izq.) y amasadora-sobadora (der.) 4.5

Especificaciones técnicas y eléctricas de la máquina 4.5.1. Batidora Planetaria Ideal para la pastelería. De fácil manejo y buen rendimiento en sus batidos. Estructura en acero al carbono. Velocidad variable y continua. Espumante y tazón en acero inoxidable. Sistema de variador de velocidad eficiente y motor eléctrico.          

Modelo: 30 L N° de Serie: 0649022 N° de Motor: GV32461 Potencia: 1.5. Voltaje: 220 V. Ciclos: 60 Hz. Fases: 3 Capacidad: 30 L. Peso: 139 Kg. Estado: operativo.

Figura ##. Características técnicas de la batidora planetaria utilizada en el TAPA. 4.5.2. Amasadora-Sobadora Posee una canastilla de seguridad. Estructura de acero al carbono pintada con Poliuretano. Tazón, cuchilla y agitador en acero inoxidable. Su diseño en espiral y cuchilla sincronizadas con la velocidad, impide el recalentamiento de la masa en poco tiempo. Cuenta con un motor eléctrico.          

Modelo: K25 N° de Serie: 0628043 N° de Motor: BT93673 Potencia: 2.5 / 4 HP. Voltaje: 220 V. Ciclos: 60 Hz. Fases: 3 Capacidad: 40 Kg. Peso: 189 Kg. Estado: operativo.

Figura ##. Características técnicas de la amasadora-sobadora utilizada en el TAPA.

4.6

Esquema de la máquina y partes

Figura ##. Vista frontal

amasadora.

Figura ##. Vista lateral amasadora.

Figura ##. Vista frontal batidora.

Figura ##. Vista

lateral batidora.

4.7 Descripción del mecanismo de funcionamiento de la máquina 4.7.1. Batidora Planetaria   

Se enchufa el equipo a un tomacorriente. Se coloca los alimentos a mezclar en el tazón de batido. Se acomoda el tazón a una distancia adecuada, es decir, se



mueve la palanca para subir o bajar el tazón. Se enciende la maquina (el control de encendido debe estar



en 1). Se va graduando la velocidad con la palanca de cambio de



velocidades, para tener un mejor batido con el agitador. Se puede observar el agitador va girar sobre su propio eje pero a la vez todo el brazo se mueve alrededor de una



órbita (movimiento orbital) Cuando se tiene el batido con la consistencia adecuada se



procede a apagar la maquina (se gira el control a 0). Finalmente se debe realizar la limpieza de los accesorios.

Figura

##. Sistema de poleas de la batidora planetaria

4.7.2. Amasadora-Sobadora 

Como etapa inicial hay que verificar que el equipo esté

   

conectado al tomacorriente, luego Se enchufa el equipo a un tomacorriente. Se adiciona la materia prima. Se prende el equipo. El proceso de amasado se da gracias al movimiento de



poleas, fajas y a un sistema eléctrico. El motor mueve la polea de 12cm de diámetro, la cual mediante la fajas transmite velocidad para que se mueva la polea mayor de 40cm de diámetro (ésta será la que genere el movimiento al agitador tipo gusano o cola de chancho), finalmente otra faja conectada a esta última polea moverá a una polea más pequeña, que hará que gire el tazón amasador.

Figura

##. Sistema de poleas de la amasadora.

4.8 Evaluación de la máquina 4.8.1. Batidora Planetaria En la práctica se observó el uso de la batidora planetaria para hacer mezclas de líquidos con sólidos; y su fácil utilización así como su gran eficiencia, ya que es una máquina que cuenta con varios niveles de potencia y su uso a nivel industrial generalmente aplicable a la pastelería que es de gran ayuda para la preparación de diversos productos alimenticios. El mantenimiento de este equipo es de acuerdo a su uso, en este caso específico es cada 1 año. 4.8.2. Amasadora-Sobadora En la práctica se pudo constatar que la máquina para panificación amasadora- sabedora se encuentra operativa y en buenas condiciones, ya que no se observó partes oxidadas ni en mal estado. Las velocidades obtenidas respecto a la tina, están dentro del rango especificados en la tabla 1, lo cual indica que ésta máquina está trabajando correctamente.

El mantenimiento de este equipo es de acuerdo a su utilización, en este caso es cada 1 año.

V. CONCLUSIONES VI. BIBLIOGRAFÍA 

Brennan, J; Butters, J. 1998. Las operaciones de la Ingeniería de los Alimentos. Tercera Edición. Editorial Acribia. Zaragoza – España.



Importaciones BOIA. Manual de instrucciones B10F Disponible en: http://www.importacionesboia.com/MANUAL%20DE %20INSTRUCCIONES%20B10F.pdf. Consultado el 24 de octubre del 2015.



McCabe, W; Smith, J; Harriot, P. 1991. Operaciones básicas de Ingeniería

Química.

Cuarta

edición.

Editorial

Reverté

S.A.

Barcelona-España. 

Procesosbio.

Disponible

en:

http://procesosbio.wikispaces.com/Agitadores. Consultado el 24 de octubre del 2015. 

Rodríguez, F; Aguada, J; Calles, J; Cañizares, P; López, B; Santos, A; Serrano, D. 2002. Volumen II. Operaciones de procesado de Alimentos. Editorial Síntesis. Madrid-España.



VMI. The Mixing Company. Disponible en: http://www.esp.vmimixer.com/es/pdf/AM_P7.pdf. Consultado el 24 de octubre del 2015.