Processos

A homogeneização na engenharia de processos

O objetivo da homogeneização é obter uma estrutura da mistura tão uniforme quanto possível. Muitas vezes, o termo designa também a mistura uniforme de componentes que não se dissolvem uns nos outros. Na indústria farmacêutica, a homogeneização garante que qualquer quantidade de um medicamento contém a mesma proporção de todas as substâncias, sobretudo dos princípios ativos.

Gotículas finíssimasElevada energia de cisalhamento para emulsões estáveis.
Sem grumosMistura segura, mesmo com sólidos.
Equipamento adequadoHomogeneizador escolhido em função da matéria-prima e do processo.

Batch e inline

Processo batch

Para homogeneizar sólidos de forma eficaz, normalmente agita-se e mistura-se em simultâneo. Obtém-se assim uma mistura sólido-líquido eficaz.

Processo inline

Válvulas de dosagem especiais reúnem as fases em pontos determinados e molham-nas previamente, antes da homogeneização.

Os líquidos não miscíveis são mais difíceis de misturar devido às diferenças de densidade. Por isso, a homogeneização tem de reduzir o tamanho das gotículas de líquido.

Aplicações

Um exemplo conhecido é o leite. Um homogeneizador de alta pressão reduz os glóbulos de gordura a um tamanho uniforme, de modo que se distribuem uniformemente e a gordura não sobe à superfície do leite. O processo é igualmente importante na cosmética e na química, por exemplo em:

Como as gotículas se rompem durante a homogeneização

Para que uma gota se rompa, as tensões que atuam sobre ela têm de ultrapassar um valor crítico. Além disso, o tempo de deformação tem de ser suficientemente longo. Em seguida, os emulsionantes revestem as novas superfícies das gotas, impedindo assim a coalescência. O tipo de aporte de energia na zona de dispersão determina que forças atuam sobre as gotas e com que intensidade. As gotas mal estabilizadas voltam a fundir-se quando colidem, por exemplo quando faltam emulsionantes.

Fatores que influenciam o tamanho das gotículas

  • A energia de cisalhamento (taxa de cisalhamento dv/ds)
  • O emulsionante adequado
  • O tempo de permanência na zona do dentado
  • Estabilizantes adequados, como espessantes ou gelificantes

Fatores que perturbam a formação das gotículas

  • Cavitação na zona de cisalhamento, ou seja, condições não definidas no dentado rotor-estator
  • Tempos de permanência demasiado curtos no dentado

Know-how de inventor na tecnologia de homogeneização

Na SEEFRIED, a homogeneização é uma questão de família: desde 1978, Erwin Seefried, pai do nosso fundador, figura como inventor em patentes relativas a homogeneizadores – do dentado rotor-estator e dos sistemas de raspadores ao rotor de dispersão com dentado em labirinto. Este conhecimento está presente em cada dimensionamento e otimização de processos. Mais sobre a nossa história →

Escolher o homogeneizador adequado

O desafio particular consiste em misturar sem grumos líquidos não miscíveis, eventualmente juntamente com sólidos. Energias de cisalhamento elevadas ajudam sobretudo quando se pretendem gotículas de emulsão finíssimas. Conforme os requisitos, são úteis os seguintes equipamentos:

  • Aspiração de diferentes fases diretamente para a zona do dentado, por exemplo no processo hot-cold
  • Diluição de éter-sulfato em processo contínuo
  • Incorporação de pós
  • Dosagem simultânea de várias fases líquidas

O processo e o grau de automação pretendido determinam a escolha e a execução do sistema de homogeneização. Dimensionamos a variante ótima para cada aplicação, também para soluções fora do padrão. Prestamos ainda aconselhamento sobre misturadores homogeneizadores usados.

Na pesagem e dosagem de matérias-primas líquidas, a nossa inovadora estação de dosagem reduz consideravelmente o esforço.

Outros processos

Procura o sistema de homogeneização adequado? Teremos todo o prazer em prestar aconselhamento, do dimensionamento à instalação concluída.

Perguntas frequentes sobre a homogeneização

Qual é o objetivo da homogeneização?

Conferir a uma mistura uma estrutura tão uniforme quanto possível – também com componentes que não são solúveis uns nos outros. Na indústria farmacêutica, garante que cada porção de um medicamento contém a mesma proporção de princípio ativo.

O que influencia o tamanho das gotículas?

A energia ou taxa de cisalhamento, o emulsionante adequado, o tempo de permanência das gotículas na zona do dentado e estabilizantes adequados, como espessantes e gelificantes.

O que perturba uma formação uniforme das gotículas?

Sobretudo a cavitação na zona de cisalhamento do dentado rotor-estator e tempos de permanência demasiado curtos no dentado. Além disso, as gotas insuficientemente estabilizadas tendem à coalescência.

Que equipamentos especiais são úteis no homogeneizador?

Conforme os requisitos, por ex. a aspiração de diferentes fases diretamente para a zona do dentado (hot-cold), a diluição de éter-sulfato em contínuo, a incorporação de pós ou a dosagem simultânea de várias fases líquidas.