Ziel des Homogenisierens ist eine möglichst gleichmäßige Struktur der Mischung. Oft meint man damit auch das einheitliche Vermischen von Komponenten, die sich nicht ineinander lösen. In der Pharmazie stellt das Homogenisieren sicher, dass jede beliebige Menge eines Medikaments den gleichen Anteil aller Stoffe enthält, vor allem der Wirkstoffe.
Batch und Inline
Batch-Verfahren
Um Feststoffe wirksam zu homogenisieren, wird meist gleichzeitig gerührt und gemischt. So gelingt ein effektives Fest-Flüssig-Mischen.
Inline-Verfahren
Spezielle Dosierventile führen die Phasen an bestimmten Punkten zusammen und benetzen sie vor dem Homogenisieren vor.
Nicht mischbare Flüssigkeiten lassen sich wegen der Dichteunterschiede schwerer vermischen. Deshalb muss die Homogenisierung die Größe der Flüssigkeitströpfchen verringern.
Anwendungen
Ein bekanntes Beispiel ist die Milch. Ein Hochdruckhomogenisator zerkleinert die Fettkügelchen auf eine gleichmäßige Größe, sodass sie sich gleichmäßig verteilen und die Milch nicht aufrahmt. Auch in der Kosmetik und Chemie ist das Verfahren wichtig, zum Beispiel bei:
Wie Tröpfchen beim Homogenisieren aufbrechen
Damit ein Tropfen aufbricht, müssen die angreifenden Spannungen ein kritisches Maß überschreiten. Außerdem muss die Verformungszeit lang genug sein. Danach belegen Emulgatoren die neuen Tropfenoberflächen und verhindern so die Koaleszenz. Die Art des Energieeintrags in der Dispergierzone bestimmt, welche Kräfte wie stark auf die Tropfen wirken. Schlecht stabilisierte Tropfen fließen beim Zusammenstoß wieder zusammen, etwa wenn Emulgatoren fehlen.
Das beeinflusst die Tröpfchengröße
- Die Scherenergie (Scherrate dv/ds)
- Der passende Emulgator
- Die Verweilzeit im Verzahnungsbereich
- Geeignete Stabilisatoren wie Verdicker oder Gelbildner
Das stört die Tröpfchenbildung
- Kavitation im Scherbereich, also keine definierten Zustände in der Rotor-Stator-Verzahnung
- Zu kurze Verweilzeiten in der Verzahnung
Erfinder-Know-how in der Homogenisiertechnik
Homogenisieren ist bei uns Familiensache: Erwin Seefried, der Vater unseres Gründers, ist seit 1978 als Erfinder in Patenten zu Homogenisatoren genannt – von der Rotor-Stator-Verzahnung über Abstreifsysteme bis zum Dispergierrotor mit Labyrinth-Verzahnung. Dieses Wissen fließt in jede Auslegung und Prozessoptimierung ein. Mehr zu unserer Geschichte →
Den passenden Homogenisator wählen
Die besondere Herausforderung liegt darin, nicht mischbare Flüssigkeiten, eventuell zusammen mit Feststoffen, klumpenfrei zu vermischen. Hohe Scherenergien helfen vor allem dann, wenn feinste Emulsionströpfchen gefragt sind. Je nach Anforderung sind diese Ausstattungen sinnvoll:
- Einsaugen verschiedener Phasen direkt in den Verzahnungsbereich, zum Beispiel im Hot-Cold-Verfahren
- Verdünnen von Ethersulfat im Durchlaufverfahren
- Einarbeiten von Pulvern
- Dosierte Zufuhr mehrerer Flüssigphasen gleichzeitig
Prozess und gewünschter Automatisierungsgrad bestimmen Wahl und Ausführung des Homogenisiersystems. Wir legen die optimale Variante für Sie aus, auch für Lösungen abseits des Standards. Außerdem beraten wir Sie zu gebrauchten Homogenisiermischern.
Beim Verwiegen und Dosieren flüssiger Rohstoffe spart unsere innovative Dosierstation viel Aufwand.
Weitere Verfahren
Häufige Fragen zum Homogenisieren
Was ist das Ziel des Homogenisierens?
Einer Mischung eine möglichst gleichmäßige Struktur zu verleihen – auch bei Komponenten, die nicht ineinander löslich sind. In der Pharmazie stellt es sicher, dass jede Teilmenge eines Medikaments denselben Wirkstoffanteil enthält.
Wodurch wird die Tröpfchengröße beeinflusst?
Durch die Scherenergie bzw. Scherrate, den passenden Emulgator, die Verweilzeit der Tröpfchen im Verzahnungsbereich und geeignete Stabilisatoren wie Verdicker und Gelbildner.
Was stört eine gleichmäßige Tröpfchenbildung?
Vor allem Kavitation im Scherbereich der Rotor/Stator-Verzahnung und zu kurze Verweilzeiten in der Verzahnung. Unzureichend stabilisierte Tropfen neigen zudem zur Koaleszenz.
Welche Sonderausstattungen sind beim Homogenisator sinnvoll?
Je nach Anforderung z. B. das Einsaugen verschiedener Phasen direkt in den Verzahnungsbereich (Hot-Cold), das Verdünnen von Ethersulfat im Durchlauf, das Einarbeiten von Pulvern oder die gleichzeitige dosierte Zuführung mehrerer Flüssigphasen.