Das Homogenisieren ist ein sehr wichtiges Verfahren z.B. in der pharmazeutischen Industrie, denn es stellt sicher, dass in jeder beliebig großen Menge eines Medikamentes derselbe Anteil aller Stoffe, insbesondere der Wirkstoffe, enthalten ist.
Anwendungen
Eine der bekanntesten Anwendungen ist das Homogenisieren von Milch. Die in der Milch vorhandenen Fettkügelchen werden in einem Hochdruckhomogenisator zu gleichmäßiger Größe zerstäubt, so dass sie sich anschließend gleichmäßig in der Milch verteilen. Dieses Verfahren verhindert die Aufrahmung der Milch. Auch in der kosmetischen und chemischen Industrie findet dieses wichtige Verfahren Anwendung, zum Beispiel bei der Herstellung von
Details
Die besondere Herausforderung beim Homogenisieren liegt darin, nicht mischbare Flüssigkeiten ggf zusätzlich mit Feststoffen zu vermischen, ohne dass Klumpen entstehen. Der Homogenisator ist in Abhängigkeit von den zu verarbeitenden Rohstoffen und dem Prozess auszuwählen. Hohe Schergeschwindigkeiten/Scherenergien sind besonders im oberen Leistungsspektrum hilfreich wenn feinste Emulsionströpfchen gewährleistet werden müssen.
Je nach Anforderungen sind besondere Ausstattungen des Homogenisators sinnvoll, wie:
- das Einsaugen verschiedener Phasen direkt in den Verzahnungsbereich
(z.B. Hot-Cold) - die Verdünnung von Ethersulfat im Durchlaufverfahren,
- das Einarbeiten von Pulverstoffen
- die dosierte Zuführung von mehreren Flüssigphasen zur gleichen Zeit
Ziel des Dispergierens/Homogenisierens
- Zum Tröpfchenaufbruch müssen die an einem Tropfen angreifenden Spannungen ein kritisches Maß überschreiten.
- Die Deformierzeit sollte hinreichend groß sein, damit es zum Tropfenaufbruch kommt und die entstandenen Tropfenoberflächen durch Emulgatoren belegt werden können um eine anschließende Koaleszenz zu verhindern.
- Die Art des Energieeintrages in der Dispergierzone bestimmt, welche Kräfte in welcher Höhe auf die Tropfen einwirkt und Ihn zerkleinert.
- Die neu gebildeten Tröpfchen werden durch die Adsorption von Emulgator Molekülen an die neu gebildete Phasengrenzfläche und durch hydrodynamische Effekte stabilisiert.
- Nicht ausreichend stabilisierte Tropfen neigen zur Koaleszenz bei einem Zusammenstoß (z.B. fehlende Emulgatoren).
Beeinflussung der Tröpfchengrößen
- Die Scherenergie (Scherrate dv/ds)
- Der passende Emulgator
- Verweilzeit der Tröpfchen im Verzahnungsbereich
- Geeignete Stabilisatoren (Verdicker, Gelbilder)
Negativeinflüsse für die gleichmäßige Tröpfchenbildung
- Kavitation im Scherbereich (keine definierten Zustände im Scherbereich der Rotor/Stator – Verzahnung
- Zu kurze Verweilzeiten innerhalb der Verzahnung.
Der geforderte Prozess und der gewünschte Automatisierungsgrad bestimmen die Wahl und Ausführung des Homogenisiersystems. Wir legen gerne die optimale Ausführungsvariante für Sie aus und sind natürlich auch die perfekten Ansprechpartner für die technische Auslegung von Lösungsmöglichkeiten, die nicht dem Standard entsprechen.