التجانس في هندسة العمليات

الهدف من التجانس هو الحصول على بنية للخليط متجانسة قدر الإمكان. وكثيراً ما يُقصد به أيضاً الخلط المتجانس لمكونات لا يذوب بعضها في بعض. وفي الصناعات الدوائية يضمن التجانس أن تحتوي أي كمية من الدواء على النسبة نفسها من جميع المواد، ولا سيما المواد الفعالة.

دفعات ومستمر (Inline)

يصعب خلط السوائل غير القابلة للامتزاج بسبب اختلاف كثافاتها. لذلك يجب أن يقلل التجانس حجم قطيرات السائل.

التطبيقات

ومن الأمثلة المعروفة الحليب، إذ يقوم جهاز التجانس عالي الضغط بتفتيت كريات الدهون إلى حجم متساوٍ، بحيث تتوزع بانتظام ولا تتكون طبقة قشدة على سطح الحليب. وهذه العملية مهمة أيضاً في مستحضرات التجميل والصناعات الكيميائية، على سبيل المثال في:

كيف تتفتت القطيرات أثناء التجانس

لكي تتفتت القطرة، يجب أن تتجاوز الإجهادات المؤثرة فيها حداً حرجاً. كما يجب أن يكون زمن التشوه طويلاً بما يكفي. بعد ذلك تغطي عوامل الاستحلاب الأسطح الجديدة للقطرات، فتمنع بذلك الالتحام (Coalescence). ويحدد نوع الطاقة المُدخلة في منطقة التشتيت القوى المؤثرة في القطرات وشدتها. أما القطرات ضعيفة الاستقرار فتندمج مجدداً عند تصادمها، كما يحدث مثلاً عند غياب عوامل الاستحلاب.

خبرة المخترعين في تقنية التجانس

التجانس لدينا شأن عائلي: فمنذ عام 1978 يرد اسم Erwin Seefried، والد مؤسسنا، بصفته مخترعاً في براءات اختراع تتعلق بأجهزة التجانس – من تسنين نظام دوّار-ثابت، مروراً بأنظمة الكاشطات، وصولاً إلى دوّار التشتيت ذي التسنين المتاهي. وتنعكس هذه المعرفة في كل تصميم وكل تحسين للعمليات. المزيد عن تاريخنا ←

اختيار جهاز التجانس المناسب

يكمن التحدي الخاص في خلط السوائل غير القابلة للامتزاج، وربما مع مواد صلبة، دون تكوّن تكتلات. وتفيد طاقات القص العالية خصوصاً عندما تكون المطلوبة قطيرات مستحلب دقيقة للغاية. وحسب المتطلبات، تكون التجهيزات التالية مفيدة:

• شفط أطوار مختلفة مباشرة إلى منطقة التسنين، على سبيل المثال بطريقة Hot-Cold
• تخفيف كبريتات الإيثر بطريقة التدفق المستمر
• إدماج المساحيق
• التغذية المجرَّعة لعدة أطوار سائلة في وقت واحد

تحدد العملية ودرجة الأتمتة المطلوبة اختيار نظام التجانس وتصميمه. ونصمم لكم الخيار الأمثل، حتى للحلول غير القياسية. كما نقدم لكم المشورة بشأن الخلاطات المجانسة المستعملة.

عند وزن المواد الخام السائلة وتجريعها، توفر عليكم محطة الجرعات المبتكرة لدينا الكثير من الجهد.

عمليات أخرى

الأسئلة الشائعة حول التجانس

ما الهدف من التجانس؟

إكساب الخليط بنية متجانسة قدر الإمكان – حتى مع مكونات لا يذوب بعضها في بعض. وفي الصناعات الدوائية يضمن أن يحتوي كل جزء من الدواء على النسبة نفسها من المادة الفعالة.

ما الذي يؤثر في حجم القطيرات؟

طاقة القص أو معدل القص، وعامل الاستحلاب المناسب، وزمن بقاء القطيرات في منطقة التسنين، والمثبتات المناسبة مثل المكثفات وعوامل التهلم.

ما الذي يعيق تكوّن القطيرات بشكل متجانس؟

بالدرجة الأولى التكهف في منطقة القص لتسنين نظام دوّار-ثابت، وأزمنة البقاء القصيرة جداً في منطقة التسنين. كما تميل القطرات غير المستقرة بشكل كافٍ إلى الالتحام.

ما التجهيزات الخاصة المفيدة لجهاز التجانس؟

حسب المتطلبات، مثلاً شفط أطوار مختلفة مباشرة إلى منطقة التسنين (Hot-Cold)، أو تخفيف كبريتات الإيثر بالتدفق المستمر، أو إدماج المساحيق، أو التغذية المجرَّعة المتزامنة لعدة أطوار سائلة.