Στόχος της ομογενοποίησης είναι μια όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη δομή του μείγματος. Συχνά ο όρος αφορά και την ομοιόμορφη ανάμιξη συστατικών που δεν διαλύονται το ένα στο άλλο. Στη φαρμακευτική, η ομογενοποίηση διασφαλίζει ότι οποιαδήποτε ποσότητα ενός φαρμάκου περιέχει την ίδια αναλογία όλων των ουσιών, κυρίως των δραστικών ουσιών.
Batch και inline
Διεργασία batch
Για την αποτελεσματική ομογενοποίηση στερεών, συνήθως πραγματοποιούνται ταυτόχρονα ανάδευση και ανάμιξη. Έτσι επιτυγχάνεται αποτελεσματική ανάμιξη στερεού-υγρού.
Διεργασία inline
Ειδικές βαλβίδες δοσομέτρησης ενώνουν τις φάσεις σε καθορισμένα σημεία και τις προδιαβρέχουν πριν από την ομογενοποίηση.
Τα μη αναμίξιμα υγρά αναμιγνύονται δυσκολότερα λόγω των διαφορών πυκνότητας. Γι' αυτό η ομογενοποίηση πρέπει να μειώσει το μέγεθος των σταγονιδίων του υγρού.
Εφαρμογές
Γνωστό παράδειγμα είναι το γάλα. Ένας ομογενοποιητής υψηλής πίεσης διασπά τα σφαιρίδια λίπους σε ομοιόμορφο μέγεθος, ώστε να κατανέμονται ομοιόμορφα και να μην αποχωρίζεται η κρέμα στο γάλα. Η διεργασία είναι σημαντική και στα καλλυντικά και στη χημική βιομηχανία, για παράδειγμα σε:
Πώς σπάνε τα σταγονίδια κατά την ομογενοποίηση
Για να σπάσει μια σταγόνα, οι τάσεις που ασκούνται σε αυτήν πρέπει να υπερβούν μια κρίσιμη τιμή. Επιπλέον, ο χρόνος παραμόρφωσης πρέπει να είναι αρκετά μεγάλος. Στη συνέχεια οι γαλακτωματοποιητές καλύπτουν τις νέες επιφάνειες των σταγόνων και αποτρέπουν έτσι τη συνένωση. Ο τρόπος εισαγωγής ενέργειας στη ζώνη διασποράς καθορίζει ποιες δυνάμεις ασκούνται στις σταγόνες και με ποια ένταση. Οι ανεπαρκώς σταθεροποιημένες σταγόνες συνενώνονται ξανά όταν συγκρούονται, για παράδειγμα όταν λείπουν γαλακτωματοποιητές.
Τι επηρεάζει το μέγεθος των σταγονιδίων
- Η ενέργεια διάτμησης (ρυθμός διάτμησης dv/ds)
- Ο κατάλληλος γαλακτωματοποιητής
- Ο χρόνος παραμονής στη ζώνη οδόντωσης
- Κατάλληλοι σταθεροποιητές, όπως πυκνωτικά ή πηκτωματογόνοι παράγοντες
Τι διαταράσσει τον σχηματισμό σταγονιδίων
- Σπηλαίωση στη ζώνη διάτμησης, δηλαδή μη καθορισμένες συνθήκες στην οδόντωση ρότορα-στάτορα
- Πολύ σύντομοι χρόνοι παραμονής στην οδόντωση
Τεχνογνωσία εφευρετών στην τεχνολογία ομογενοποίησης
Για εμάς η ομογενοποίηση είναι οικογενειακή υπόθεση: από το 1978 ο Erwin Seefried, πατέρας του ιδρυτή μας, αναφέρεται ως εφευρέτης σε διπλώματα ευρεσιτεχνίας για ομογενοποιητές – από την οδόντωση ρότορα-στάτορα και τα συστήματα ξεστρών έως τον ρότορα διασποράς με οδόντωση λαβυρίνθου. Αυτή η γνώση αξιοποιείται σε κάθε σχεδιασμό και βελτιστοποίηση διεργασιών. Περισσότερα για την ιστορία μας →
Επιλογή του κατάλληλου ομογενοποιητή
Η ιδιαίτερη πρόκληση έγκειται στην ανάμιξη μη αναμίξιμων υγρών, ενδεχομένως μαζί με στερεά, χωρίς σβόλους. Οι υψηλές ενέργειες διάτμησης βοηθούν ιδιαίτερα όταν απαιτούνται εξαιρετικά λεπτά σταγονίδια γαλακτώματος. Ανάλογα με τις απαιτήσεις, είναι χρήσιμος ο εξής εξοπλισμός:
- Αναρρόφηση διαφορετικών φάσεων απευθείας στη ζώνη οδόντωσης, για παράδειγμα στη διεργασία hot-cold
- Αραίωση αιθεροθειικών αλάτων σε συνεχή ροή
- Ενσωμάτωση σκονών
- Ταυτόχρονη δοσομετρημένη τροφοδοσία πολλών υγρών φάσεων
Η διεργασία και ο επιθυμητός βαθμός αυτοματοποίησης καθορίζουν την επιλογή και τη διαμόρφωση του συστήματος ομογενοποίησης. Σχεδιάζουμε για εσάς τη βέλτιστη παραλλαγή, ακόμη και για μη τυποποιημένες λύσεις. Επιπλέον σας συμβουλεύουμε σχετικά με μεταχειρισμένους αναμικτήρες-ομογενοποιητές.
Κατά τη ζύγιση και τη δοσομέτρηση υγρών πρώτων υλών, ο καινοτόμος μας σταθμός δοσομέτρησης σας εξοικονομεί πολύ κόπο.
Άλλες διεργασίες
Συχνές ερωτήσεις για την ομογενοποίηση
Ποιος είναι ο στόχος της ομογενοποίησης;
Να προσδώσει σε ένα μείγμα όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη δομή – ακόμη και όταν τα συστατικά δεν διαλύονται το ένα στο άλλο. Στη φαρμακευτική διασφαλίζει ότι κάθε επιμέρους ποσότητα ενός φαρμάκου περιέχει την ίδια αναλογία δραστικής ουσίας.
Από τι επηρεάζεται το μέγεθος των σταγονιδίων;
Από την ενέργεια διάτμησης ή τον ρυθμό διάτμησης, τον κατάλληλο γαλακτωματοποιητή, τον χρόνο παραμονής των σταγονιδίων στη ζώνη οδόντωσης και κατάλληλους σταθεροποιητές, όπως πυκνωτικά και πηκτωματογόνους παράγοντες.
Τι διαταράσσει τον ομοιόμορφο σχηματισμό σταγονιδίων;
Κυρίως η σπηλαίωση στη ζώνη διάτμησης της οδόντωσης ρότορα-στάτορα και οι πολύ σύντομοι χρόνοι παραμονής στην οδόντωση. Επιπλέον, οι ανεπαρκώς σταθεροποιημένες σταγόνες τείνουν να συνενώνονται.
Ποιος ειδικός εξοπλισμός είναι χρήσιμος για τον ομογενοποιητή;
Ανάλογα με τις απαιτήσεις, π.χ. η αναρρόφηση διαφορετικών φάσεων απευθείας στη ζώνη οδόντωσης (hot-cold), η αραίωση αιθεροθειικών αλάτων σε συνεχή ροή, η ενσωμάτωση σκονών ή η ταυτόχρονη δοσομετρημένη τροφοδοσία πολλών υγρών φάσεων.