Niezbędnym wyposażeniem produkcyjnym w wielu sektorach przemysłu są homogenizatory przemysłowe, stanowią one kluczowy element nowoczesnej technologii wytwarzania. Służą do produkcji mieszaniny wysokiej jakości o określonych właściwościach reologicznych i fizykochemicznych.
Co to jest homogenizator?
Homogenizator przemysłowy to urządzenie procesowe, które służy do przeprowadzania homogenizacji w przemyśle. Zadaniem maszyny jest połączenie substancji, które nie mieszają się ze sobą w naturalnych warunkach fizycznych. Efektem działania homogenizatorów jest powstanie mieszaniny o jednorodnej, spójnej konsystencji i określonych właściwościach.
Dzięki homogenizatorom wytwarzane są takie substancje użytkowe jak między innymi emulsje, pasty, kremy. Urządzenia wykorzystywane są w wielu gałęziach przemysłu, np. spożywczym, kosmetycznym, chemicznym i farmaceutycznym.
Rodzaje homogenizatorów
Z uwagi na różnorodność procesów homogenizacji wyróżnia się następujące rodzaje homogenizatorów:
- homogenizatory mechaniczne (rotor-stator) – mieszanina powstaje wskutek rozdrobnienia substratów przy pomocy wirujących z dużą prędkością ostrzy,
- homogenizatory kulkowe (tzw. młyny) – substancje rozdrabniane są poprzez wykorzystanie specjalnych kulek,
- homogenizatory łopatkowe – mieszanina wytwarzana jest poprzez rozcieranie materiału przez ruch łopatek o ścianę urządzenia,
- homogenizatory ciśnieniowe – substancje są przeciskane przez wąskie szczeliny pod zwiększonym ciśnieniem,
- homogenizatory ultradźwiękowe (sonifikatory) – mieszanina powstaje w wyniku działania zjawiska kawitacji, które wywołuje fala ultradźwiękowa.
Homogenizatory można także podzielić ze względu na obszar zastosowania. Wyróżniamy:
- homogenizatory kosmetyczne – wykorzystywane do produkcji kosmetyków o pożądanej lepkości, lepszej wchłanialności i podwyższonej trwałości, np. kremy, szminki, mleczka,
- homogenizatory farmaceutyczne – wykorzystywane są do produkcji maści, kremów i innych emulsji,
- homogenizatory chemiczne – znajdują zastosowanie przy produkcji farb, żywic czy tworzyw sztucznych,
- homogenizatory spożywcze – wykorzystywane są w celu podnoszenia jakości produktów, przedłużania ich terminu przydatności do spożycia czy polepszania koloru, smaku, tekstury i wartości odżywczej.
Jak zbudowany jest homogenizator?
Homogenizatory produkuje się ze stali kwasoodpornej. Możemy je podzielić ze względu na sposób zabudowy, tj. homogenizatory in-line zabudowane bezpośrednio w linii technologicznej, bądź homogenizatory podzbiornikowe. Mieszalniki homogenizujące oprócz zabudowanego homogenizatora w części dolnej zbiornika z reguły wyposażone są w dodatkowe mieszadła, np. ramowe, kotwicowe, czy też skrobakowe. Odpowiadają one za wywoływanie cyrkulacji substancji, prawidłowe rozprowadzenie ich między sobą oraz za efektywną wymianę termiczną. Głównym i najważniejszym komponentem samego homogenizatora jest głowica homogenizująca. Złożona jest z tzw. rotora oraz statora. Ponadto same korpusy homogenizatorów mogą być wyposażone dodatkowo w płaszcz grzewczy lub chłodzący (w zależności od potrzeb produkcyjnych) .
Istotną częścią homogenizatorów jest szafa sterownicza z odpowiednim oprogramowaniem. Zautomatyzowane urządzenie pozwala na zarządzanie pracą systemu mieszającego. Możliwa jest np. regulacja szybkości obrotów, czy sterowanie temperaturą, jeśli homogenizator wyposażony jest w płaszcz grzewczo – chłodzący.
Zasada działania homogenizatorów
Działanie homogenizatora polega na ujednolicaniu substancji w procesie mieszania, dyspergowania i rozdrabniania. Homogenizowane substraty są wypychane od góry przez system mieszający oraz do dołu przez podciśnienie wytwarzane przez obracający się rotor. W efekcie powstają siły ścinające, które są sobie przeciwstawne. Wskutek ich działania substancje niemieszające się rozbijane są na cząstki o niewielkim rozmiarze. W następnym etapie produkcji łączą się one ze sobą, tworząc jednolitą mieszaninę o określonych właściwościach.
Odpowiednio dobrany i zaprojektowany homogenizator zwiększa wydajność i poprawia jakość wytwarzanych produktów przez różne sektory przemysłu.
