هموژنایزر چیست؟

هموژنایزر نوعی همزن مکانیکی است که از آن برای مخلوط کردن و یکسان سازی محلول‌ها استفاده میشود. عملکرد هموژنایزر بر پایه‌ی خرد کردن ذرات مواد تا حد بسیار کوچک است تا به صورت یکپارچه با هم مخلوط شوند؛ از این دستگاه زمانی استفاده میشود که دو ماده‌ای که میخواهیم با هم مخلوطشان کنیم در دو فاز متفاوت هستند و یا به علت تفاوت اندازه‌ی ذرات‌ غیر قابل مخلوط شدن هستند.

این نوع خاص از همزن‌ها کاربردهای یک همزن معمولی مانند امولسیون، آسیاب کردن، سوسپانسیون و حل کردن را نیز میتوانند انجام دهند.

کاربردهای هموژنایزر:

هموژنایزرها در صنایع مختلف مانند تولید مواد غذایی، تولید دارو، فرآورده‌ های شیمیایی، تولید محصولات کشاورزی به صورت گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. به طور معمول از هموژنایزرها برای اختلاط بهتر در کنار میکسرها استفاده میشود، به این صورت که چون بعضی از هموژنایزرها توانایی پذیرش مواد با ذرات درشت را ندارند ابتدا با میکسر به سیال شکل اولیه میدهند و سپس با استفاده هموژنایزر به سیال شکل یکنواخت میدهند.

تاریخچه‌ای کوتاه از هموژنایزرها:

تاریخ هموژنایزرها با تولید یک وسیله که برای همگن‌ سازی شیر بود و توسط آگوست گاولین در سال 1990 طراحی شده بود شروع شد. این دستگاه از یک پمپ جابجایی مثبت سه پیستونی با لوله های مویین نصب شده در تخلیه، تشکیل شده بود. لوله های مویرگی به عنوان یک دستگاه دریچه گاز عمل می کردند که فشار سیال را، به سرعت تبدیل می کرد. پایین دست لوله های مویرگی، یک دریچه مقعر بود که جت قطرات شیر به آن برخورد می کرد.

بعدها با توسعه دستگاه آقای گاولین لوله‌های مویرگی از این دستگاه حذف شدند و با پیشرفت‌ های بعدی دستگاه کم کم به شکل امروزی در آمد.

نحوه کار و اجزای داخلی دستگاه‌های هموژنایزر :

همانطور که پیشتر گفتیم دستگاه‌ های هموژنایزر برای یک دست کردن امولسیون‌ها و سوسپانسیون‌ها به کار میروند. امولسیون به مخلوط‌های مایع در مایعی گفته میشود که به دلایل مختلفی نظیر تفاوت ویسکوزیته، کشش سطحی، چگالی و ….. توانایی تشکیل محلول را ندارند که با استفاده از دستگاه هموژنایزر میتوان این جدا بودن را از بین برد و پس از هموژنیزه شدن این مخلوط از امولسیون تبدیل به کلوئید تبدیل میشود.

سوسپانسیون‌ها آن دسته از مخلوط‌هایی هستند که ذرات یک ماده جامد داخل یک حلال مایع به صورت معلق میمانند و توانایی انحلال در آن را ندارند که با استفاده از هموژنایزر میتوان این ذرات را تا هزاران برابر کوچکتر کرد.

حال که ما انواع مخلوط‌ های ناهمگن پردازش‌ شده توسط هموژنایزر را میشناسیم، نحوه عملکرد این دستگاه‌ ها آشکار می‌شود. یک هموژنایزر با شکستن یا تقسیم اجزای پراکنده به ذرات کوچکتر و سپس توزیع یکنواخت آنها در سراسر مخلوط کار می کند. هموژنایزر به دلیل ته نشین شدن و اختلاط ناپذیری اجازه تشکیل دوباره‌ی ذرات بزرگ را نمیدهد.

بخش اصلی فرآیند همگن سازی توسط دستگاه در قسمت والو انجام میشود؛ همانطور که در بخش قبل اشاره کردیم والوهای قدیمی از لوله‌های مویرگی و یک دریچه‌ی مقعر تشکیل شده بود که لوله مویرگی فشار سیال را کاهش میداد و آن را به انرژی جنبشی تبدیل کرد سپس دریچه مقعر به عنوان سطح ضربه ای برای سیال که سرعت زیادی داشت عمل می کرد.

اما با پیشرفت علم در طراحی این دستگاه‌ ها تحولات مهمی ایجاد شد و لوله‌ های مویرگی کاملا از این طراحی حذف شدند و آن‌ ها را با یک سیت (seat) جایگزین کردند. سیت‌ ها در فاصله‌ی کمی از دریچه قرار میگیرند و با ایجاد یک فاصله‌ی کوچک جریان خروجی سیال را کنترل میکنند؛ دز این دریچه شرایط برای هموژنیزه شدن سیال مهیاست. هموژنایزرها انواع مختلفی دارند که ما در این مقاله قصد داریم فقط به نوع روتور-استاتور آن‌ ها بپردازیم.

(طرح کلی ساختار داخلی هموژنایزر)

هموژنایزر روتور استاتور:

یک از انواع مختلف هموژنایزرها، نوع روتور-استاتور است که به آنها میکسرهای با برش بالا یا آسیاب های کلوئیدی نیز گفته می شود و جهت میکس و همگن کردن مواد طراحی شده است. این دستگاه با پراکندن ذرات جامد در مایع، امولسیون، سوسپانسیون و یا محلول کامل ایجاد می نماید. به همین علت دارای طیف وسیع کاربرد در صنایع داروسازی، غذایی، بهداشتی، شیمیایی و نساجی جهت ساخت محلول ها، روکش های مواد، ساخت رنگ و فراورده های خوراکی می باشد. دستگاه همگن ساز مکانیکی از یک مجموعه روتور استاتور و پره تشکیل شده که حرکت چنگک ها با سرعت زیاد باعث له کردن و فشردن و شکستن ذرات درهم میشود که این امر قابلیت همگن کردن مواد غلیظ و سوپر ویسکوز تا 50000cps را در مدت زمان بسیار کم فراهم می نماید. هموژنایزر SR30 محصول شرکت MTOPS نیز از همین نوع است.

هموژنایزر مدل SR30 تولید شرکت MTOPS

تفاوت هموژنایزر و همزن مکانیکی :

در حالت کلی زمانی از همزن‌های مکانیکی استفاده میشود که بخواهیم شاهد انجام یک برهم کنش شیمیایی و به دست آوردن فرآورده‌ای جدید باشیم اما زمانی ما از هموژنایزر استفاده میکنیم که فقط بخواهیم مخلوط را یکدست کنیم و دنبال هیچ برهم کنشی نباشیم.

نگهداری از هموژنایزر

• برای تمیز کردن دستگاه باید از پارچه نرم استفاده کرد و نباید اجازه داد آب داخل دستگاه برود
• بعد از انجام کار دستگاه باید تمیز شود
• باید به صورت دوره‌ای اجزای مصرفی داخل موتور را تعویض کرد تا طول عمر دستگاه بیشتر باشد
• تجهیزات داخلی موتور باید به صورت دوره‌ای روغن کاری شوند تا از فرسودگی احتمالی جلوگیری شود

نکات ایمنی هنگام استفاده از هموژنایزرهای فشار بالا

• فقط باید از تجهیزات همراه با دستگاه استفاده شود زیرا استفاده از لوازم جانبی متفرقه میتواند خطرآفرین باشد.
• از دست زدن به بخش متحرک دستگاه در هنگام آزمایش به شدت خودداری منید.
• بدون دیدن آموزش‌های لازم از هموژنایزر استفاده نکنید.
• نکات ایمنی کلی برای دستگاه‌های برقی برای هموژنایزرها نیز باید رعایت شود.