Celem homogenizacji jest uzyskanie możliwie jednorodnej struktury mieszaniny. Często określa się tak również równomierne łączenie składników, które nie rozpuszczają się w sobie nawzajem. W farmacji homogenizacja zapewnia, że każda dowolna ilość leku zawiera taki sam udział wszystkich substancji, zwłaszcza takich jak substancje czynne.
Wsadowo i inline
Proces wsadowy (batch)
Aby skutecznie homogenizować ciała stałe, zwykle prowadzi się jednocześnie agitację i mieszanie. W ten sposób możliwe jest skuteczne mieszanie ciał stałych z cieczami.
Proces inline (w linii)
Specjalne zawory dozujące łączą fazy w określonych punktach i wstępnie je zwilżają przed homogenizacją.
Niemieszające się ciecze trudniej połączyć ze względu na różnice gęstości. Dlatego homogenizacja musi zmniejszyć wielkość kropelek cieczy.
Zastosowania
Znanym przykładem jest mleko. W jego przypadku homogenizator wysokociśnieniowy rozdrabnia kuleczki tłuszczu do jednakowej wielkości, dzięki czemu rozkładają się one równomiernie, a na mleku nie tworzy się śmietanka. Proces ten jest ważny również w kosmetyce i chemii, np. w przypadku następujących produktów:
Jak rozpadają się kropelki podczas homogenizacji
Aby kropla uległa rozpadowi, działające na nią naprężenia muszą przekroczyć wartość krytyczną. Ponadto czas odkształcenia musi być wystarczająco długi. Następnie emulgatory pokrywają nowe powierzchnie kropel, zapobiegając w ten sposób koalescencji. Rodzaj wprowadzania energii w strefie dyspergowania decyduje o tym, jakie siły i z jaką intensywnością działają na krople. Słabo ustabilizowane krople ponownie łączą się przy zderzeniu, np. gdy brakuje emulgatorów.
Co wpływa na wielkość kropelek
- Energia ścinania (szybkość ścinania dv/ds)
- Odpowiedni emulgator
- Czas przebywania w strefie uzębienia
- Odpowiednie stabilizatory, takie jak zagęstniki lub substancje żelujące
Co zakłóca tworzenie się kropelek
- Kawitacja w strefie ścinania, czyli brak zdefiniowanych warunków w uzębieniu rotor-stator
- Zbyt krótkie czasy przebywania w uzębieniu
Know-how wynalazców w technice homogenizacji
Homogenizacja to u nas sprawa rodzinna: Erwin Seefried, ojciec naszego założyciela, od 1978 roku figuruje jako wynalazca w patentach dotyczących homogenizatorów – od uzębienia rotor-stator, przez systemy zgarniaczy, aż po rotor dyspergujący z uzębieniem labiryntowym. Ta wiedza trafia do każdego projektu i każdej optymalizacji procesu. Więcej o naszej historii →
Dobór odpowiedniego homogenizatora
Szczególnym wyzwaniem jest wymieszanie bez grudek niemieszających się cieczy, ewentualnie razem z ciałami stałymi. Wysokie energie ścinania pomagają przede wszystkim wtedy, gdy wymagane są najdrobniejsze kropelki emulsji. W zależności od wymagań przydatne jest następujące wyposażenie:
- Zasysanie różnych faz bezpośrednio do strefy uzębienia, np. w procesie hot-cold
- Rozcieńczanie eterosiarczanu w procesie przepływowym
- Wprowadzanie proszków
- Jednoczesne dozowane podawanie kilku faz ciekłych
Proces i pożądany stopień automatyzacji decydują o wyborze i wykonaniu systemu homogenizacji. Projektujemy dla Państwa optymalny wariant, również w przypadku rozwiązań niestandardowych. Oferujemy także doradztwo w zakresie: używane mieszalniki homogenizujące.
Przy ważeniu i dozowaniu płynnych surowców nasza innowacyjna stacja dozowania oszczędza Państwu wiele pracy.
Inne procesy
Najczęstsze pytania dotyczące homogenizacji
Jaki jest cel homogenizacji?
Nadanie mieszaninie możliwie jednorodnej struktury – również w przypadku składników, które nie rozpuszczają się w sobie nawzajem. W farmacji homogenizacja zapewnia, że każda porcja leku zawiera taki sam udział substancji czynnej.
Co wpływa na wielkość kropelek?
Energia ścinania lub szybkość ścinania, odpowiedni emulgator, czas przebywania kropelek w strefie uzębienia oraz odpowiednie stabilizatory, takie jak zagęstniki i substancje żelujące.
Co zakłóca równomierne tworzenie się kropelek?
Przede wszystkim kawitacja w strefie ścinania uzębienia rotor-stator oraz zbyt krótkie czasy przebywania w uzębieniu. Niedostatecznie ustabilizowane krople mają ponadto skłonność do koalescencji.
Jakie wyposażenie specjalne homogenizatora jest przydatne?
W zależności od wymagań np. zasysanie różnych faz bezpośrednio do strefy uzębienia (hot-cold), rozcieńczanie eterosiarczanu w przepływie, wprowadzanie proszków lub jednoczesne dozowane podawanie kilku faz ciekłych.