Tantangan Stabilitas Emulsi dan Prinsip Teknologi Geser Tinggi
Mayones dan saus salad merupakan sistem emulsi minyak dalam air yang khas. Mayones dapat mengandung hingga 80% minyak, sehingga merupakan emulsi minyak dalam air dengan minyak sebagai fase terdispersi dan air sebagai fase kontinu. Dalam sistem dengan kandungan minyak tinggi, mencapai dispersi fase minyak ke dalam fase air yang seragam dan menjaga stabilitas jangka panjang merupakan tantangan utama dalam proses produksi.
Metode pengadukan tradisional sering kali gagal memberikan gaya geser yang cukup untuk memecah tetesan minyak hingga mencapai ukuran halus yang diperlukan. Penelitian telah menunjukkan bahwa dalam produksi mayones, bahan mentah pertama-tama dicampur terlebih dahulu dalam tangki pencampur bervolume besar dengan kecepatan sedang; pra-emulsi yang dihasilkan kemudian perlu diproses melalui perangkat geser tinggi, di mana tetesan minyak selanjutnya direduksi hingga distribusi ukuran partikel akhirnya. Langkah terakhir ini sangat penting untuk struktur produk, stabilitas jangka panjang, rasa di mulut, dan warna.
Tangki pencampur baja tahan karat dengan geser tinggi dirancang secara tepat untuk mengatasi masalah proses ini. Prinsip kerjanya adalah memberikan energi mekanik yang kuat pada material melalui kepala homogeniser yang berputar berkecepatan tinggi. Material melewati celah sempit antara stator dan rotor, di mana material tersebut mengalami ratusan ribu aksi geser per menit, sekaligus mengalami gaya sentrifugal, kompresi, benturan, dan robekan. Pergeseran berintensitas tinggi ini dengan cepat dan seragam menyebarkan fase minyak ke dalam fase kontinu, membentuk emulsi minyak dalam air atau air dalam minyak yang stabil, yang pada akhirnya menghasilkan produk berkualitas tinggi yang bebas gelembung, bertekstur halus.
Tangki pencampur geser tinggi modern sering kali dilengkapi dengan sistem pengemulsi vakum. Lingkungan vakum secara efektif mengurangi masuknya udara selama pencampuran, menurunkan risiko oksidasi, dan memperpanjang umur simpan produk. Sementara itu, tangki terbuat dari baja tahan karat food grade (304 atau 316L), dan permukaan bagian dalamnya dipoles seperti cermin untuk memastikan kondisi produksi yang higienis.
Dalam hal konfigurasi peralatan, sistem pencampuran high-shear biasanya menggabungkan beberapa agitator yang bekerja bersama-sama. Misalnya, tangki pencampur bertekanan/vakum berukuran 500 liter dapat dilengkapi dengan pengaduk jangkar, impeler heliks bawah, dan mixer geser tinggi in-line multi-gigi, serta jaket pemanas/pendingin, sel beban, dan pompa lobus pelepasan. Agitasi multi-level ini memastikan material diproses secara menyeluruh di setiap area tangki, sehingga menghilangkan zona mati
