هموژنایزر (همگن‌ساز) (Homogenizer)
برای معرفی انواع هموژنایزر ابتدا تعریفی از هموژنایزر را ارائه می‌کنیم. هموژنایزر (همگن‌ساز) یک نوع مخلوط کن (میکسر) است که برای ایجاد یک مخلوط یکنواخت با اعمال فشار به مواد در یک فضای باریک و محدود استفاده می‌شود. هموژنایزرها معمولا دارای پمپ جابجایی مثبت و مجموعه دریچه های همگن‌ساز هستند. سیالاتی که وارد هموژنایزر می‌شوند با فشار بالا از یک شکاف کوچک عبور می‌کنند. این امر باعث افزایش سریع سرعت و کاهش فشار می‌شود که به نوبه خود ایجاد تلاطم و اختلاف فشار را سبب می‌شود و این امر باعث اختلاط و پراکندگی ذرات در مخلوط مورد نظر را به‌دنبال دارد. صنایع متعددی برای تولید محصولات همگن به هموژنایزرها متکی هستند. جدا از مخلوط کردن، هموژنایزرها برای امولسیون کردن، خرد کردن، پخش کردن و حل کردن استفاده می‌شوند. به‌طورخلاصه می‌توان گفت فرایند همگن‌سازی یک فرایند فیزیکی است که مایعات غیر قابل اختلاط را به یک امولسیون تبدیل می‌کند.
همچنین می توان هموژنایزرها را برای ایجاد مخلوط های با کیفیت‌تر به میکسرهای برشی دور بالا (high shear mixers)، میکسرهای پیمانه‌ای (batch mixers) و یا میکسرهای پارویی (paddle mixers) متصل می‌کرد. البته برخی از هموژنایزرها به دلیل خطر مصرف انرژی بالا، کاهش سرعت جریان و تولید گرما نمی‌توانند محصولاتی با اجزای بسیار درشت را همگن کنند، که میکسرها این مواد را با پیش اختلاط در میکسر آماده می‌کنند سپس مواد وارد هموژنایزر می‌شوند.
چرا از هموژنایزر استفاده کنیم؟
هموژنایزرها به‌طور گسترده در صنایع لبنی، غذا و نوشیدنی، مراقبت‌های بهداشتی و آرایشی، صنایع شیمیایی، بیوتکنولوژی و صنایع دارویی استفاده می‌شوند و به نحو قابل توجهی می‌‌توانند باعث افزایش کیفیت محصول نهایی شوند.
انواع هموژنایزر (همگن‌ساز) کدام است؟
در ادامه به بررسی چند مدل از انواع هموژنایزر می‌پردازیم. سه نوع رایج هموژنایزر عبارتند از:
- مدل روتور استاتور (Rotor-Stator Homogenizers)
- مدل تیغه‌ای (Blade Type Homogenizers)
- مدل التراسونیک (Ultrasonic Homogenizers)
هموژنایزر روتور استاتور
هموژنایزرهای روتور استاتور رایج ترین نوع هموژنایزر هستند. هموژنایزرهای روتور استاتور شامل یک روتور داخلی با چرخش سریع با یک غلاف خارجی ثابت، استاتور، برای همگن‌سازی نمونه‌ها از طریق گسست مکانیکی، نیروهای برشی سیال و یا کاویتاسیون (تشکیل سریع و فروپاشی حباب‌ها) است. این مدل به طور گسترده قادر به همگن سازی طیف گسترده‌ای از مواد هستند، اگرچه مواد با بافت بسیار سخت می‌تواند مشکل ساز باشد.
برای دریافت اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.
هموژنایزر تیغه ای (Batch Homogenizer)
این هموژنایزرها از تیغه (Blade) به عنوان روتور استفاده می‌کنند به هموژنایزر های Batch نیز معروف هستند. برخلاف هموژنایزرهای روتوراستاتور، نیروی برشی اعمال شده تنها با چرخش پر سرعت تیغه ایجاد می‌شود که می‌توان گفت ساختار و عملکرد آنها بسیار شبیه مخلوطکن است. هموژنایزرهای تیغه ای کارایی کمتری نسبت به انواع روتور استاتور دارند اما توانایی آنها برای ایجاد یک مخلوط امولسیون و همگن کافی است.
هموژنایزر التراسونیک
هموژنایزرهای اولتراسونیک که به عنوان سونیکاتور یا مختل کننده صوتی نیز شناخته می شوند، از یک اصل فیزیکی به نام کاویتاسیون اولتراسونیک بهره می برند. فرکانس های اولتراسونیک امواج صوتی هستند با فرکانس 20 کیلوهرتز یا بالاتر. کاویتاسیون با ایجاد دوره‌های فشرده و غیر فشرده متناوب در فرکانس های اولتراسونیک ایجاد می‌شود.
دوره غیرفشرده باعث ایجاد حفره بخار می‌شود، در حالی که دوره فشرده باعث انفجار آن می‌شود. این انفجار یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌کند که اندازه ذرات را کاهش می‌دهد. این دوره‌ها در یک سیکل موج اولتراسونیک اتفاق می‌افتد. حفره‌های ایجاد شده در مقیاس میکروسکوپی هستند و در حین کار قابل مشاهده نیستند، اما این حفره ها بسیار پرانرژی هستند که باعث افزایش به دما و فشار محیط اطراف خود می‌شوند.
مطالب بیشتر درباره هموژنایزر را اینجا بخوانید.