Prosessteknisk rådgivning

Homogeniseringsteknikk og rotor-stator-systemer

En vanlig form for homogeniseringsteknikk er rotor-stator-systemet etter professor P. Willems. Ulike typer rotorer og statorer bestemmer – avhengig av turtallet – dispergeringsresultatet. Rotor-stator-systemet er hjertet i ethvert blande- og homogeniseringsanlegg for emulsjoner og suspensjoner.

Slik fungerer et rotor-stator-system

  1. 1InnsugingProduktet suges inn sentralt i rotor-stator-systemet.
  2. 2AkselerasjonDen hurtigroterende rotoren akselererer det sentrifugalt utover.
  3. 3SkjæringVed tannkransene akselereres det kraftig og bremses ned til nesten 0 i skjærspalten.
  4. 4FinfordelingDe høyfrekvente skjærkreftene sørger for en optimal dispergerings- og emulgeringseffekt.

En stabil emulsjon krever en størst mulig samlet dråpeoverflate – det oppnås bare med svært små dråper og en egnet emulgator, f.eks. ved olje-i-vann- eller vann-i-olje-emulsjoner.

Bruksområder for homogeniseringsteknikk

Emulgering

Blanding av to væsker som ikke er stabilt blandbare: En hydrofob fase (f.eks. olje) og en hydrofil fase (f.eks. vann) blandes varig med hverandre.

Uten emulgatorer har emulsjoner tendens til faseseparasjon – deres viktigste egenskap er stabiliteten.

Suspendering

Fordeling av et uløselig fast stoff i en væske – ofte med høy turbulens og spesielle rotorgeometrier, f.eks. for virkestoffer eller fargepartikler.

I legemiddelområdet blandes suspensjoner på denne måten jevnt inn i geler og fettsalver for å unngå sedimentering.

Oppløsning

Når stoffer løses opp i en væske, kreves det som regel høy turbulens for å oppnå effektive produksjonstider.

Deagglomerering

Innarbeiding og finfordeling av tørre partikler (f.eks. pulver) i væsker. Tørre pulvere har tendens til å klumpe seg.

Ved dispergeringen slås agglomeratene mekanisk i stykker – for størst mulig overflate ved fuktingen.

Avgjørende for finheten: geometri, skjærspalte og periferihastighet

Enten det gjelder emulsjon, suspensjon, løsning eller deagglomerering – tre faktorer bestemmer hvor fint resultatet blir med en homogenisator:

Riktig geometriAvhengig av produktets viskositet og følsomhet. Viktig er innsugingsegenskapene, antall tenner og tannrekker samt størrelsen på tannmellomrommene.
SkjærspaltenAvstanden mellom rotor og stator bestemmer hvor kraftig produktet utsettes for skjæring.
PeriferihastighetenJo høyere periferihastighet (m/s), desto større dispergeringseffekt – i samspill med geometri og skjærspalte.

Utformingen av rotor-stator-systemet er avgjørende for en optimal dispergeringseffekt. Med mange års erfaring dimensjonerer SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH riktig dispergeringssystem for deres oppgave.

Oppfinnerkompetanse innen rotor-stator-teknikk

Vår kunnskap om rotor-stator-systemer har familiehistorie: Erwin Seefried, faren til vår grunnlegger André Seefried, har siden 1978 vært oppført som oppfinner i patenter på homogenisatorer – blant annet på rotor-stator-fortanninger, en dispergeringsrotor med labyrintfortanning, en beskyttelsesanordning på rotoren og tilførsel direkte inn i rotorøyet. Denne erfaringen bruker vi i dag ved dimensjonering, optimalisering og istandsetting av homogenisatorer. Til patentoversikten →

Vanlige spørsmål om homogeniseringsteknikk

Hvordan fungerer en rotor-stator-homogenisator?

Rotoren roterer med høy hastighet forbi den fortannede statoren. Produktet suges inn sentralt, akselereres utover og bremses kraftig ned i skjærspalten mellom fortanningene. Skjærkreftene som oppstår, finfordeler dråper og partikler og sørger for en optimal dispergerings- og emulgeringseffekt.

Hva bestemmer finheten i en emulsjon eller suspensjon?

Avgjørende er geometrien til rotor-stator-systemet (antall tenner og tannrekker, størrelsen på tannmellomrommene), skjærspaltens størrelse og periferihastigheten – alltid tilpasset produktets viskositet og følsomhet.

Hva er forskjellen mellom emulgering og suspendering?

Ved emulgering blandes to væsker som ikke er stabilt blandbare, f.eks. olje og vann, varig med hverandre – som regel ved hjelp av en emulgator. Ved suspendering fordeles et uløselig fast stoff jevnt i en væske.

Hjelper dere med å velge riktig homogenisator?

Ja. På grunnlag av vår mangeårige erfaring dimensjonerer vi det egnede rotor-stator-systemet for deres produkt og deres prosesskrav.

Vil dere planlegge eller optimalisere en homogeniseringsprosess?

Vi hjelper dere med dimensjonering og valg av riktig rotor-stator-system – på telefon +49 4203 789492 eller per e-post til info@s-vt.net.