Ультразвуковой гомогенизатор для чего применяется

Ультразвуковые гомогенизаторы

Применение у.з. гомогенизаторов

ВЧ-генератор преобразует сетевое напряжение частотой 50 или 60 Гц в напряжение высокой частоты 20 кГц. Переменное напряжение настраивается и сглаживается. Напряжение постоянного тока затем преобразуется в высокочастотное напряжение, следствием чего является постоянно высокая частота и, следовательно, также ультразвуковая мощность «прямой звук». Ультразвуковой преобразователь, оснащенный высокоэффективной ультразвуковой осциллирующей системой с пьезоэлектрическим измерительным преобразователем, преобразует электрическую энергию, вырабатываемую генератором, в механические колебания той же частоты (20 кГц).

Генерируемая амплитуда, таким образом, остается постоянной, используемая амплитуда пропорциональна частоте в системе AMPLICHRON независимо от загрузки. Стандартные и бустерные рога с зондами устанавливаются в ультразвуковой гомогенизатор. За счет этого увеличивается ультразвуковая амплитуда.

Схема ультразвукового гомогенизатора BANDELIN

ВЧ-генератор:

Генератор преобразовывает напряжение сети в высокую частоту 20 кГц.

Ультразвуковой преобразователь:

Трансформирует электрическую энергию в механические колебания 20 кГц.

Стандартные и бустерные рога:

Рога ультразвукового гомогенизатора увеличивают амплитуду благодаря специально разработанной форме. Внешняя резьба выполнена для герметичного подсоединения сосудов.

Зонды:

Зонды передают ультразвуковую энергию непосредственно в образец. Для ультразвуковых гомогенизаторов доступны микрозонды, конусообразные и плоские зонды, диметром 2, 3, 6, 13, 19 и 25 мм, для использования в образцах различных объемов.

Области применения ультразвуковых гомогенизаторов BANDELIN

Для того чтобы купить гомогенизатор для этих целей, следует учесть требуемую производительность оборудования, и комплектацию. Цена гомогенизатора зависит от мощности аппарата, а также от выбранного оснащения. Ультразвуковые гомогенизаторы комплектуются зондами различной формы и размеров, сосудами для у.з. гомогенизации, боксами, штативами и т.д

Информируем о наличии лабораторного оборудования и расходных материалов на нашем складе по специальным ценам!

Специальное предложение с низкими ценами на буферы и пипетки Пастера.

Источник

Гомогенизация

Система ультразвуковой гомогенизации с 7 х UIP1000hd (7 х 1 кВт) Ультразвуковая гомогенизация – это механический процесс, предназначенный для уменьшения мелких частиц, присутствующих в жидкости таким образом, чтобы они стали одинакового маленького размера и распределялись равномерно. Компания Hielscher предлагает ультразвуковые гомогенизаторы для применения в лабораторных и промышленных масштабах.

Влияние гомогенизации

Когда ультразвуковые процессоры используются в качестве гомогенизаторов, ставится цель уменьшить мелкие частицы, присутствующие в жидкости, чтобы улучшить их однородность и устойчивость. Эти частицы (дисперсная фаза) могут быть либо твёрдыми, либо жидкими. Уменьшение среднего диаметра частиц увеличивает количество отдельных частиц. Это приводит к уменьшению среднего расстояния между частицами и увеличивает их площадь поверхности.

При наличии разницы между удельным весом частиц и жидкости однородность смеси может повлиять на стабильность диспергирования. Если большинство частиц имеет схожий удельный вес, то тенденция к скапливанию во время осаждения или подъёма снижается, поскольку одинаковые частицы имеют одинаковую скорость подъёма или осаждения.

Гомогенизатор высокого давления

Самым распространённым методом гомогенизации является гомогенизация высокого давления, согласно которой жидкость находится под высоким давлением (около 2000 бар), подаваемым гомогенизирующим клапаном. Продвигаясь через клапан, жидкость проходит короткий (примерно 50 микросекунд) цикл воздействия высокого/низкого давления. В то время, как данный метод хорошо подходит для мелких мягких частиц, например, для мелких гранул в молоке, он имеет определённые пределы, когда применяется для диспергирования твёрдых и абразивных материалов, например, пигментов, полирующих веществ или окислов металлов, либо волокнистых и вязких материалов, таких как повидло, водоросли или тина. Это связано с высокими скоростями жидкостей (до 120 м/сек) и с небольшими отверстиями в используемых клапанах. Когда абразивный материал проходит через насосы и отверстие клапана, он вызывает их износ, снижая, тем самым, эффективность и срок службы насоса и клапана.

Преимущества ультразвуковой гомогенизации

Ультразвуковая гомогенизация – это очень эффективный процесс для уменьшения мягких и твёрдых частиц. В основе гомогенизации лежит кавитация. Когда жидкости подвергаются интенсивной обработке ультразвуком, через них распространяются звуковые волны, попеременно вызывая цикл высокого и цикл низкого давления (примерно 20000 циклов в секунду). Во время цикла действия низкого давления в жидкости создаются высокоинтенсивные мелкие пузырьки вакуума, поскольку достигается истинное давление паров жидкости. Когда пузырьки достигают некоего размера, они с силой сталкиваются друг с другом во время цикла воздействия высокого давления. В ходе этого внутреннего взрыва в определённых местах образуются струи жидкости, имеющие очень высокое давление и очень высокие скорости. Образовавшиеся потоки и турбулентности разрушают скопления частиц и приводят к сильным столкновениям между отдельными частицами.

Одним из главных преимуществ ультразвуковых гомогенизаторов является небольшое число деталей проточной части и движущихся частей. Это снижает функциональный износ и время чистки. Имеются только две детали проточной части: волновод и проточная кювета. Обе эти части имеют простую геометрическую форму без каких-либо маленьких или скрытых отверстий.

Другое преимущество заключается в чётком контроле над рабочими параметрами, влияющими на кавитацию. Ультразвуковые процессоры фирмы Hielscher могут быть использованы при амплитудах колебаний примерно от 1 до 200 микрон. Давление жидкости может лежать в диапазоне от 0 примерно до 500пси. Поскольку амплитуда и давление являются параметрами, оказывающими наибольшее влияние, широкий рабочий диапазон каждого параметра вводит поправку как на очень щадящий, так и на очень деструктивный режим обработки.

Ультразвуковые устройства Hielscher контролируются по амплитуде, т.е. настроенная амплитуда будет сохраняться при всех рабочих условиях. Это делает обработку ультразвуком контролируемой и воспроизводимой. Обработка ультразвуком при одинаковых рабочих параметрах будет выдавать согласующиеся и воспроизводимые результаты. Это важно для качества получаемого материала и для масштабирования результатов процесса, как на лабораторном, так и на производственном уровне.

Гомогенизация в любом масштабе

Компания Hielscher выпускает ультразвуковые устройства для гомогенизации любых объёмов проб при порционной или поточной обработке. Лабораторные ультразвуковые устройства могут использоваться для объёмов от 1.5 мл до 2 л приблизительно. Промышленные ультразвуковые устройства используются для технологических разработок и производства порций от 0.5 до 2000 л или для величины расхода от 0.1 л до 20 м³ в час.

В таблице ниже приводятся общие рекомендации по прибору в зависимости от объёма порции или расхода пробы подлежащей обработке. Кликнуть на тип устройства, чтобы получить больше информации по каждому из них.

Источник

Выбор ультразвукового гомогенизатора, области применения

Места на лабораторном столе всегда недостаточно и оно очень ценно! Поэтому отличительной чертой ультразвуковых гомогенизаторов Hielscher является компактный дизайн: электропитание, генератор, контроллер и преобразователь расположены в одном эстетичном корпусе. Никаких лишних проводов!
Ультразвуковые гомогенизаторы серии UPхххH очень просты в управлении. Амплитуда и мощность могут регулироваться в диапазоне 20-100%. Время разрушения ультразвуком в течение секунды регулируется от 0,2с до 1с, данная возможность позволяет избежать нагревание и вспенивание. Автоматическое определение идеальной частоты избавляет от необходимости точной ручной настройки. Независимо от установленного сонорода заданная амплитуда остаётся постоянной, обеспечивая воспроизводимые условия и высокую надёжность.

Недорогие стандартные приборы могут быть дополнены и модифицированы с помощью линейки аксессуаров в любое время: различные сонороды, проточные ячейки, защитные звуковые боксы и таймер. Посредством управления ПК различные параметры (мощность, подводимая энергия, а так же температура) могут быть показаны на мониторе и сохранены в память. Выбор УЗ процессора и сонорода главным образом зависит от объёма обрабатываемого образца. Предлагаемый диапазон мощности для лаборатории включает приборы на 50, 100, 200, 400 Вт и могут использоваться как для маленьких капель так и для нескольких литров обрабатываемого образца. Для больших объёмов предлагается индустриальная линейка приборов с диапазоном мощности до 16 кВт.

Преимущества ультразвуковой гомогенизации.
Ультразвуковая гомогенизация очень эффективна для размельчения мягких и твердых частиц. Гомогенизация основана на кавитации. Когда жидкости подвергаются интенсивному воздействию звуковых волн происходит возникновение чередующихся циклов высокого и низкого давления (приблизительно 20000 циклов /сек). Во время действия низкого давления образуются маленькие вакуумные пузырьки. Когда пузырьки достигают определённого размера, они стремительно разрушаются во время действия высокого давления. Во время внутреннего взрыва локально генерируются очень высокое давление и высокая скорость струи жидкости. Полученные потоки и турбулентность разрывают агломераты частиц и приводят к сильным столкновениям между индивидуальными частицами.

Гомогенизация любых объёмов.
Hielscher предлагает УЗ гомогенизаторы как для лаборатории, так и для производства. Линейка лабораторных приборов позволяет обрабатывать пробы объёмом от 1.5 мл до 2л. Линейка индустриальных приборов позволяет обрабатывать пробы объёмом от 0.5 до 2000л или потоки от 0.1л до 20 м³ в час.

Источник

Гомогенизатор: устройство аппарата и сферы его применения

Гомогенизатор — прибор для получения однородной смеси. Он перемешивает продукты в промышленных масштабах максимально тщательно, в результате чего они образуют единую гомогенную массу.

Гомогенизатор — аппарат для образования однородной (дисперсной) физически стабильной смеси. В основном он применяется для работы с жидкостями (реже — с газообразными и твердыми веществами), когда нужно смешать два и более компонента либо измельчить частицы, содержащиеся в продукте, до нужного уровня.

Разные жидкости отличаются плотностью, их скорость расслаивания обусловлена размером частиц эмульсии. Поэтому гомогенизатор не просто перемешивает продукт, как обычный миксер, а делает это так тщательно, что компоненты превращаются в единую однородную массу.

Гомогенизация сегодня является стандартным процессом производства. В частности, она необходима как средство, препятствующее разделению жировой эмульсии.

Как работает промышленный гомогенизатор, можно увидеть в этом:

Сферы применения

Основная функция гомогенизатора — образование однородных смесей (эмульсий и суспензий) для промышленных предприятий. Поэтому эти аппараты широко используются в самых разных сферах.

1. В пищевой промышленности. Здесь, в свою очередь, можно выделить несколько направлений производства: молочная продукция, масложировая (майонез, маргарин и пр.), кондитерские изделия (кремы, глазурь, шоколадные пасты, сиропы), плодоовощная продукция (пюре, повидло, джемы, томатная паста, кетчупы, соусы), мясная продукция (паштеты, эмульсии для колбас, сосисок и пр.), производство соков, пива.

2. В парфюмерно-косметической отрасли для создания духов, туалетной воды, кремов, шампуней, бальзамов, гелей, лосьонов, зубных паст и пр.

3. В фармацевтической промышленности для производства мазей, лекарственных сиропов, растворов, фитоэкстрактов и пр.

4. В производстве продукции бытовой химии (средств для мытья посуды, клея и пр.).

5. В производстве лакокрасочных материалов.

Преимущества использования гомогенизатора

Гомогенизация, т. е. обеспечение однородности смеси различных веществ, дает массу преимуществ. Например, в пищевой промышленности она позволяет повысить вкусовые качества продуктов, увеличивает срок их хранения. При этом сокращаются расходы на химические добавки в виде эмульгаторов и стабилизаторов (например, в гомогенизированные детские пюре они вообще не включаются).

При гомогенизации молока аппарат дробит жировые шарики. Скорость их всплывания на поверхность зависит от их размера. В результате после их дробления на поверхности молока, сливок, сгущенки, кефира, сметаны не формируется жировая пробка, вкус продуктов становится более насыщенным, отсутствует водянистый привкус.

Типы гомогенизаторов: принцип работы и особенности

В промышленности используются разные типы гомогенизаторов. По принципу работы они подразделяются на механические, ультразвуковые и приборы высокого давления.

1. Механические гомогенизаторы перемешивают смесь за счет режущих ножей, которые очень быстро вращаются (со скоростью несколько десятков тысяч оборотов в минуту). Простейшим примером такого прибора является обычная электроприводная мясорубка либо кофемолка. В зависимости от типа и консистенции исходных веществ ножи выполняются из разных по прочности материалов. По механизму работы такие приборы являются погружными, оснащены подъемным устройством.

2. Ультразвуковые аппараты перемешивают продукт за счет создания кавитационного эффекта. Высокочастотный излучатель порождает высокочастотную звуковую волну с постоянной амплитудой. Зонды, по которым она поступает к веществу, вызывают внутри смеси волновые движения. В жидкости возникают воздушные пузырьки, которые всплывают и лопаются. Ультразвуковые гомогенизаторы могут перемешивать также твердые вещества (например, их применяют на зерновых токах, чтобы уменьшить внутреннюю влажность зерна).

3. Приборы высокого давления. Принцип их действия — продавливание веществ под давлением через регулируемый зазор. Это установка имеет вид поршневого (плунжерного) насоса. Продукт подается небольшими порциями, за счет чего и достигается высокое давление. Именно так, в частности, работает молочный гомогенизатор, разбивающий шарики жира.

Фото: плунжерный гомогенизатор для приготовления мороженого

Кроме того, гомогенизаторы подразделяются по типу головки — бывают одно- и двухступенчатыми. В первом варианте весь перепад давления проходит в единственной ступени. Это подходит для гомогенизации продуктов низкой жирности, требующей на выходе определенной степени вязкости. Во многоступенчатом же варианте давление суммируется, причем оно должно быть в нужном соотношении.

Источник

Устройство, принцип действия и назначение гомогенизаторов

Гомогенизатор это устройство для получения гомогенных (однородных) дисперсных систем. Системы могут быть одно- или многофазными, т.е. в дисперсной среде, которой обычно является жидкость, находятся частицы (обычно – нерастворимые) одного или нескольких твердых либо жидких веществ, которые называются дисперсными фазами. Термин «гомогенный» значит, что фазы распределены равномерно, с одинаковой концентрацией в любом произвольно взятом единичном объеме среды. Полученная система должна быть относительно устойчивой. Для этого при гомогенизации, в подавляющем большинстве случаев, проводят диспергирование, то есть, измельчение частиц фазы.

Применение гомогенизаторов в молочной промышленности

Гомогенизатор для молока дробит жировые шарики. Скорость, с которой они всплывают на поверхность, зависит от квадрата их радиуса. Таким образом, после уменьшения в 10 раз, скорость падает в 100 раз. Благодаря этому, продукт не отстаивается, не разделяется на сливки и обрат. Срок его хранения значительно возрастает.

Гомогенизатор плунжерный ГМ-1,0/20 НД

Гомогенизатор плунжерный ГМ-0,5/20 НД

Гомогенизатор плунжерный ГМ-1,25/20 НД

Насос-гомогенизатор НГД-4,0

Насос-гомогенизатор НГД-2,2

Насос-гомогенизатор РПГ-2,2

Насос-гомогенизатор РПГ-3,0

Насос-гомогенизатор НГД-3,0

Кроме того, после гомогенизации:

Физические методы процесса и основные типы гомогенизаторов

Плунжерный гомогенизатор

Устройство

Устройство гомогенизатора показано на рис. 1. Плунжерный цилиндр 1 соединяется с входным патрубком через всасывающий клапан 3, а с камерой высокого давления – через нагнетательный клапан 4. От камеры идет канал к гомогенизирующей головке 5, которая имеет седло 6, клапан 7, пружину 8 и регулировочный винт 11. Для контроля давления, к камере подключен манометр 10. Канал имеет ответвление на предохранительный клапан 9. Плунжер приводится в движение насосом 2.

В укрупненном виде гомогенизирующая головка показана на рис.2. В ней имеется калиброванное отверстие (канал) 1 в седле 5, пружина 2, клапан 4 со стержнем 3 и регулировочный винт 6. Седло и клапан притерты друг к другу.

Клапан имеет плоскую, конусную с небольшим углом или тарельчатую форму рабочей поверхности. В первом случае, на ней могут быть рифли (проточки). Если они есть, то на седле делаются такие же. Это повышает степень дробления фазы.

Встречаются модели, в которых клапан и седло расположены в подшипниках, установленных в неподвижном корпусе. В этом случае они, под напором струи продукта, вращаются в разные стороны.

Поскольку проходящая с большой скоростью жидкость достаточно сильно действует на клапан и седло, то они быстро изнашиваются. Поэтому указанные элементы делают из особо прочных сталей. Кроме того, их форма симметричная. При заметном износе, достаточно перевернуть их на другую сторону, тем самым увеличив срок службы в два раза.

Насос применяется не обязательно плунжерный, можно выбрать винтовой или роторный. Главное, чтобы он создавал высокое давление. Поскольку плунжерный механизм не обеспечивает равномерную подачу, то в гомогенизаторы ставят их по несколько штук, с разнесением начала циклов по времени. Самыми популярными являются трехплунжерные агрегаты. В них на валу колена повернуты на 120 град, чтобы цилиндры работали поочередно. В этом случае коэффициент неравномерности подачи, то есть, отношение ее максимального значения к среднему, равен 1,047.

Близкий к единице показатель значит, что поток, идущий через гомогенизирующую головку, с небольшой погрешностью может считаться стабильным. Таким образом, в процессе гомогенизации клапан находится все время во взвешенном (открытом) положении. Между ним и седлом имеется щель для прохода жидкости. Размер ее тоже можно принимать постоянным, не учитывая незначительного отклонения от среднего уровня. У многих современных аппаратов поток с каждого плунжера идет на «свою» головку. После дробления фазы они соединяются в выходном коллекторе.

Манометр оборудован дросселирующим устройством. Это уменьшает колебания стрелки прибора.

Принцип действия

Принцип работы гомогенизатора следующий. Когда плунжер работает на всасывание (на рисунке – движется влево), молоко поступает в цилиндр 1 через клапан 3. Затем плунжер работает на нагнетание (перемещается вправо) и проталкивает продукт в камеру через клапан 4. После этого жидкость по каналу попадает из камеры в гомогенизирующую головку 5.

Когда клапан находится в нерабочем положении, пружина 8 плотно прижимает его к седлу. Поступающее под давлением молоко приподнимает клапан так, что между ним и седлом образуется небольшая щель. Проходя через нее, жировые шарики измельчаются, продукт гомогенизируется, после чего уходит в выпускной патрубок.

Давление, создаваемое плунжерным насосом, очень большое. Поэтому засорение канала в седле может привести к разрушению деталей. Чтобы избежать поломки, ставится предохранительный клапан 9.

Регулируют агрегат винтом 11. Одной из основных характеристик гомогенизации является давление. При затягивании винта, пружина сильнее прижимает клапан к седлу. Из-за этого уменьшается размер щели, так как возрастает гидравлическое сопротивление. Настройку аппарата проводят по показаниям манометра 10.

Согласно инструкции к гомогенизатору, температура молока должна быть в пределах от 50 до 65 град С. Если она окажется ниже этого диапазона, ускорится процесс отстаивания жировых комочков. Если выше – начнут осаждаться сывороточные белки.

Повышение кислотности продукта отрицательно влияет на эффективность процесса, так как в этом случае стабильность белков снижается. Образуются агломераты, дробление жировых комочков затрудняется.

В момент прохождения жидкости через клапанную щель, из-за резкого сужения поперечного сечения канала, наблюдается эффект дросселирования. Скорость потока многократно увеличивается, а давление падает из-за того, что потенциальная энергия преобразуется в кинетическую.

Двухступенчатая гомогенизация

После прохождения молока через головку, какая-то часть раздробленных частиц опять слипается в более крупные конгломераты. Эффективность процесса падает. Для борьбы с этим явлением, используют двухступенчатую гомогенизацию. Устройство показано на рис. 3. Принципиальное отличие от одноступенчатой заключается в наличии двух пар рабочих органов, первой ступени 4 и второй – 12. У каждой есть своя прижимная пружина с регулирующим вентилем 6.

Вторая ступень, вспомогательная, еще более повышает степень дробления фазы. Она предназначена для создания управляемого и постоянного противодавления в головке первой ступени, которая является основной. Это оптимизирует условия процесса. А также для разрушения относительно неустойчивых образований. Давление в ней устанавливается меньшее, чем в первой.

Одноступенчатая гомогенизация предназначена для продуктов с низкой жирностью или высокой вязкостью. Двухступенчатая – при высоком содержании жира либо сухих веществ и малой вязкости. А также в тех случаях, когда надо обеспечить максимально возможное дробление фазы.

Раздельная технология

В молочной промышленности гомогенизация может быть полной или раздельной. В первом случае все имеющееся сырье пропускают через агрегат. Во втором, его сначала сепарируют. Полученные сливки 16-20% жирности гомогенизируют, после чего смешивают с обратом. И отправляют на следующий этап переработки. Этот способ дает значительную экономию энергии.

Механизм процесса диспергирования фазы в аппарате клапанного типа

По Н. В. Барановскому, на основании изучения гидравлических факторов, влияющих на дробление жировых комочков при гомогенизации молока на аппарате клапанного типа, предложена следующая схема процесса (рис. 4).

В точке перехода потока из канала седла в щель, между седлом и клапаном резко снижается площадь сечения потока. А значит, согласно одному из основных законов гидравлики, также быстро возрастает скорость его движения U. Если более конкретно, то U0 на подходе составляет несколько метров в секунду. А U1 на входе в щель – на 2 порядка выше, несколько сотен м/с.

Жировая капля не переходит из зоны малых в зону больших скоростей одномоментно «вся сразу». В поток, двигающийся в щели с огромной скоростью, входит сначала передняя часть шарика. Под действием быстро текущей жидкости, она вытягивается (задняя часть – все еще движется медленно) и отрывается. Оставшийся комок продолжает неторопливо (разумеется, понятие «неторопливо» в данном случае относительное, так как весь цикл прохождения капли сквозь щель занимает 50 микросекунд) продвигаться к границе раздела скоростей, и часть, теперь оказавшаяся передней, вытягивается так же, как и предыдущая, и тоже отрывается. Таким образом, вся жировая капля постепенно разрывается на кусочки, проходя через пограничное сечение. Это происходит при достаточно большой разности скоростей U0 и U1.

Если указанная разность окажется меньше определенного порога, то, перед отрывом частиц, имеет место промежуточный этап – капля сначала растягивается в шнур. Если разность будет еще меньше, то жировой комочек пройдет через границу раздела скоростей без разрушения. Но воздействие большой скорости потока все равно приведет его в неустойчивое состояние, вследствие образования внутренних деформаций. Поэтому, из-за сил поверхностного натяжения и механических ударов струй потока, шарик все равно распадется на более мелкие фракции.

Гомогенизатор для масла

Для получения однородной консистенции сливочного масла или плавленых сыров, используют гомогенизатор пластификатор. В процессе обработки, водная фаза диспергируется и равномерно распределяется по всему объему. В итоге, продукт дольше хранится, его вкусовые качества улучшаются. Кроме того, сокращаются затраты времени на размораживание, при упаковке снижаются потери воды.

Устройство аппарата можно рассмотреть на примере одной из наиболее популярных моделей М6-ОГА (рис. 5). Он состоит из корпуса и станины (рис. 6), приемного бункера, под которым расположены подающие шнеки, и ротора с 12-ю, 16-ю или 24-мя лопастями. В качестве привода используется электродвигатель. Частота вращения шнеков регулируется вариатором. Угловая скорость ротора – постоянна.

Работа гомогенизатора выглядит следующим образом. Сливочное масло большими кусками кладется в бункер. Шнеки вращаются в разных направлениях, если смотреть сверху – один навстречу другому. С их помощью масло продавливается через ротор, после чего, через насадку прямоугольного сечения, выходит в приемный бункер (на рисунке не показан). Чтобы масло не налипало на рабочие органы, их смазывают горячим раствором.Роторно-пульсационный аппарат

Молоко подается через осевой патрубок на крышке и попадает на крыльчатку. Эта деталь производит первичное дробление фазы и придает рабочей смеси ускорение. Последняя затем проходит сквозь перфорацию подвижного цилиндра, снова частично диспергируется, под действием срезающих и истирающих нагрузок, и оказывается в гомогенизирующей полости между ротором и статором. Здесь, кроме ударных, на жировые шарики действуют еще и другие силы.

В турбулентном потоке, движущемся с большой скоростью (именно такой наблюдается в рабочей зоне РПА), возникают микровихревые течения. Если небольшой сферический водоворот сталкивается с каплей жира, он ее разрушает. Также имеет место гидроакустическое воздействие. Интенсивная кавитация, приводящая к схлопыванию пузырьков воздуха, порождает ударные волны, против которых комочки фазы тоже не могут устоять.

Максимальное воздействие аппарата на частицы достигается в тот момент, когда между ротором и статором возникают резонансные колебания. Чтобы обеспечить данный эффект, надо рассчитать диаметр подвижного цилиндра, скорость его вращения, а также зазор между ним и статором.

После рабочей зоны молоко проходит сквозь отверстия статора и, уже гомогенизированное, выводится через тангенциальный выпускной патрубок, направленный обычно вверх, чтобы проще было подключать трубопроводы для повторной загрузки бункера в рециркуляционной системе.

РПА бывают одно- или трехфазные. Все детали, вступающие в контакт с продуктами питания, сделаны из пищевой нержавеющей стали AISI 304, AISI 316 или их отечественных аналогов. Поскольку диспергированная жидкость выходит из аппарата под давлением, то гомогенизатор РПА одновременно работает как центробежный насос.

Ультразвуковые гомогенизаторы

Устройство (на примере BANDELIN). УЗ гомогенизатор состоит из (на рис. 15 – сверху вниз) ВЧ-генератора, УЗ-преобразователя, «рогов» и зондов (волноводов). ВЧ-генератор включают в бытовую сеть с током частотой 50 или 60 Гц. Он усиливает этот параметр до 20 кГц. УЗ-преобразователь, оборудованный осциллирующей схемой с измерительным пьезоэлектрическим элементом, трансформирует вырабатываемую генератором энергию тока в колебания УЗ волн той же частоты. Генерируемая амплитуда остается постоянной. Ультразвуковая – увеличивается, за счет использования «рогов» специальной формы. В них вставляются зонды, передающие колебания в сосуд с жидкостью. В зависимости от объема рабочей среды, они могут быть плоскими, в виде конусов или «микро», диаметром от 2 до 25 мм.

Отечественная промышленность также выпускает УЗ гомогенизаторы. Из последних моделей можно отметить разработку 2015 года И100-6/840 (рис. 16). Аппарат имеет цифровое управление, импульсный режим, контроль амплитуды и набор зондов.

Принцип действия. Когда УЗ волны проходят через жидкость, они попеременно, 20 000 раз в секунду, создают в ней, то высокое, то низкое давление. Последнее практически равно внутреннему давлению паров жидкости, в результате чего в ней появляются пузырьки, наполненные паром, жидкость закипает. Когда пустоты схлопываются, возникает перепад давлений, образовываются быстротекущие турбулентные микропотоки, разрушающие жировые капли.

Некоторые специалисты считают, что, при УЗ воздействии, комочки диспергируют не от кавитации, а из-за того, что волна, проходя через жировую каплю в разных точках, вызывает различные по величине и направлению ускорения. В результате возникают разнонаправленные силы, старающиеся разорвать шарик.

Гомогенизация – важный этап процесса переработки молока и других продуктов. С ее помощью улучшается структура и увеличивается срок хранения, а вкусовые качества становятся более насыщенными.

Источник