균질화의 목적은 혼합물의 구조를 최대한 균일하게 만드는 것입니다. 서로 녹지 않는 성분을 균일하게 섞는 것을 뜻하는 경우도 많습니다. 제약 분야에서 균질화는 의약품을 어떤 양으로 나누더라도 모든 성분이 동일한 비율로 함유되도록 보장합니다. 특히 중요한 것은 다음 성분입니다: 유효 성분.
배치식 및 인라인
배치 공정
고형분을 효과적으로 균질화하기 위해 일반적으로 교반과 혼합을 동시에 수행합니다. 이를 통해 다음 공정을 효과적으로 수행할 수 있습니다: 고체-액체 혼합.
인라인 공정
특수 도징 밸브가 정해진 지점에서 각 상을 합류시키고, 균질화 전에 미리 습윤시킵니다.
서로 섞이지 않는 액체는 밀도 차이 때문에 혼합하기가 더 어렵습니다. 따라서 균질화를 통해 액적의 크기를 줄여야 합니다.
적용 분야
잘 알려진 예가 우유입니다. 우유를 처리하는 고압 호모게나이저 장치는 지방구를 균일한 크기로 미세화하여 고르게 분산시키므로 우유에 크림층이 생기지 않습니다. 이 공정은 화장품 및 화학 분야에서도 중요하며, 예를 들어 다음과 같은 제품에 사용됩니다:
균질화 과정에서 액적이 분열되는 원리
액적이 분열되려면 작용하는 응력이 임계값을 넘어야 합니다. 또한 변형 시간이 충분히 길어야 합니다. 분열 후에는 유화제가 새로 생긴 액적 표면을 덮어 다음 현상을 방지합니다: 합일(coalescence). 분산 구역에서의 에너지 투입 방식에 따라 어떤 힘이 얼마나 강하게 액적에 작용하는지가 결정됩니다. 안정화가 불충분한 액적은, 예를 들어 유화제가 부족한 경우 충돌 시 다시 합쳐집니다.
액적 크기에 영향을 주는 요인
- 전단 에너지(전단 속도 dv/ds)
- 적합한 유화제
- 치형부에서의 체류 시간
- 증점제나 겔화제 같은 적합한 안정제
액적 형성을 방해하는 요인
- 전단 영역의 캐비테이션, 즉 로터-스테이터 치형부에서 조건이 일정하지 않은 상태
- 치형부에서의 지나치게 짧은 체류 시간
균질화 기술에 담긴 발명가의 노하우
균질화는 당사의 가업입니다. 창업자의 부친인 Erwin Seefried는 1978년부터 호모게나이저 관련 특허에 발명자로 이름을 올리고 있으며, 그 범위는 로터-스테이터 치형부와 스크레이퍼 시스템부터 래버린스 치형 분산 로터에 이르기까지 다양합니다. 이러한 지식은 모든 설계와 공정 최적화에 반영됩니다. 회사 연혁 자세히 보기 →
적합한 호모게나이저 선택
특히 어려운 과제는 서로 섞이지 않는 액체를, 경우에 따라 고형분과 함께 뭉침 없이 혼합하는 것입니다. 매우 미세한 에멀션 액적이 요구될 때는 특히 높은 전단 에너지가 효과적입니다. 요구 사항에 따라 다음과 같은 사양이 유용합니다:
- 여러 상을 치형부로 직접 흡입(예: 핫-콜드 공정)
- 연속 공정에서의 에테르 설페이트 희석
- 분말 혼입
- 여러 액상의 동시 정량 공급
공정과 원하는 자동화 수준에 따라 균질화 시스템의 선정과 사양이 결정됩니다. 당사는 표준에서 벗어난 솔루션까지 포함하여 귀사에 최적화된 방식을 설계합니다. 또한 다음 주제에 관해서도 상담해 드립니다: 중고 호모게나이저 믹서.
액체 원료의 계량 및 도징 작업에서는 당사의 혁신적인 도징 스테이션 도입으로 작업 부담을 크게 줄일 수 있습니다.
기타 공정
균질화에 관한 자주 묻는 질문
균질화의 목적은 무엇입니까?
서로 용해되지 않는 성분이라도 혼합물의 구조를 최대한 균일하게 만드는 것입니다. 제약 분야에서는 의약품의 어느 부분에도 동일한 비율의 유효 성분이 함유되도록 보장합니다.
액적 크기는 무엇의 영향을 받습니까?
전단 에너지 또는 전단 속도, 적합한 유화제, 치형부에서 액적의 체류 시간, 그리고 증점제나 겔화제 같은 적합한 안정제의 영향을 받습니다.
균일한 액적 형성을 방해하는 것은 무엇입니까?
주로 로터/스테이터 치형부 전단 영역의 캐비테이션과 치형부에서의 지나치게 짧은 체류 시간입니다. 또한 충분히 안정화되지 않은 액적은 합일되는 경향이 있습니다.
호모게나이저에는 어떤 특수 사양이 유용합니까?
요구 사항에 따라 예를 들어 여러 상을 치형부로 직접 흡입하는 기능(핫-콜드), 연속 공정에서의 에테르 설페이트 희석, 분말 혼입, 여러 액상의 동시 정량 공급 등이 유용합니다.