מכונת גזירה גבוהה להומוגגת ואקום
Oct 19, 2022
1. היצירה של הומוגניזציה ואמולסיפיקציה
במקום העבודה, תהליך תחליב שמן-מים מסתיים בדרך כלל בשימוש בחומר מתחלב כדי לייצר את הפיזור וההומוגניות הרצויים כאשר קיימים שני נוזלים בלתי ניתנים לערבב או תכלילים מוצקים-נוזליים. לא ייתכן שהמים בשמן או נפט במים של המדיום הדו-פאזי שמן-מים יתקיימו ביציבות. כדי להגביר את מתח הפנים של המערכת, נדרשים המתחלבים המתאימים. כדי לפרק את המדיום לחלקיקים זעירים בו זמנית, נדרש פיזור חיתוך רב עוצמה. לאחר מכן, נוצרת מערכת פיזור יציבה ואחידה כדי לייצר אפקט אמולסיפיקציה טוב.
השימוש במכונות מתחלבות הוא כיום לא רק לתחליב. למכונת האמולסיה יש אפקט גזירה עוצמתי שיכול לשבור חלקיקי אבקה בפגיעה, לעדן לגודל חלקיקים זעיר, ולאחר מכן לערבב במלואו את החלקיקים המוצקים לתוך הנוזל כדי ליצור תרחיף קבוע יחסית. המערכת יכולה להיחשב כהומוגנית כאשר עדינות החומר מתקרבת לרמת המיקרון או אפילו הננומטריה.
הומוגניזציה בלחץ גבוה יכולה לצמצם חומרים לחלקיקים קטנים במיוחד ולהתחיל ולהומוג בו-זמנית ליצירת אמולסיות יציבות. לכן ניתן להתייחס למתחלב גם כאל מתחלב הומוגניות.
2. עיקרון ההומגניזר
כוח גזירה ולחץ הם הכוחות המניעים העיקריים של ההומוגנית. אפקט הזרימה הלמינרית נוצר במהלך תהליך ההומוגניזציה, אשר גורם לחלקיקי הפאזה או הטיפות המפוזרות להיגזם, למתוח ולנפוץ; בהשפעת אפקט המערבולת, חלקיקים או טיפות יתעוותו באופן אקראי בתגובה לשינויי לחץ; בהשפעת אפקט הקוויטציה, בועות זעירות יתפוצצו במהירות בנוכחות לחץ גבוה, ישחררו אנרגיה וכתוצאה מכך הלם הידראולי ורטט מקומיים. החומרים מתפזרים באופן שווה כתוצאה מפעולות משולבות אלו.
3. עקרון מתחלב גזירה גבוהה
הרוטור והסטטור מרכיבים את ראש הגזירה. יחד, הרוטור והסטטור משתלבים. ישנן שכבות מרובות של טבעות הילוכים בכל שלב של הסטטור והרוטור. אזור לחץ שלילי חזק נוצר כאשר הרוטור מסתובב במהירות כדי לספק כוח צנטריפוגלי חזק. במרווח הסטטור והרוטור, החומר נמשך לתוך תא העבודה שם הוא נתון למגוון כוחות לרבות גזירה, שחול צנטריפוגלי, קריעת פגיעה, מערבולות וכו', מה שמביא למתח של טיפות מתפצלות. הלחץ עולה פעם נוספת לאחר שהנוזל יוצא מחור הסטטור, מה שיוצר את אפקט הקוויטציה. סיבוב מהיר של ראש ההומוגנית מזמר, מפזר ומשפיע על החומרים.
כאשר מעבדים חומרים גרגירים עם יותר סיבים או חומרים קשים, מכונת אמולסיפיקציה גבוהה מתאימה יותר. ניתן לבצע הומוגניות, עיקור וערבוב בו-זמנית. בעזרת טכנולוגיית תחליב גזירה גבוהה, שפותחה על ידי ליו ג'ונמיי ואחרים, חלבון סויה הצטמצם משמעותית בגודל חלקיקי החלבון ונחשף לקבוצות הידרופוביות, מה שעודד יצירת רשתות ג'ל ושיפר את יכולתו של ג'ל הבידוד של חלבון סויה להחזיק מים . על ידי יישום טכנולוגיית תחליב גזירה במהירות גבוהה על אבקת גלוטן תירס, Guo Weijing et al. שינה את התכונות הפיזיקליות של אבקת חלבון. תהליך זה יכול להפחית באופן משמעותי את גודל החלקיקים, לשפר את הראוולוגיה והמסיסות, לשפר את קצב פירוק העמילן ואת מידת ההידרוליזה של חלבון, ולעכב בהצלחה את הריבוד של מיץ פירות וירקות.מכונת אמולסיציה גבוהה בגזירה נמצאת בשימוש נרחב במוצרים בעלי צמיגות גבוהה ודרישות אמולסיציה גבוהות, כגון ריבה, תה פירות וכו'.
