¿Cuál es el papel del homogeneizador en la elaboración de ingredientes para helado suave?
BuB Figura 1: Los materiales se transportan a la entrada de la válvula de trabajo (aún no pasan a través de la válvula de trabajo) Figura 2: Los materiales pasan continuamente a través de la válvula de homogeneización de primera etapa y la válvula de emulsificación de segunda etapa .
Como se muestra en la Figura 1, cuando el material no pasa a través de la válvula de trabajo, el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula de homogeneización de primer nivel y la válvula de emulsificación de segundo nivel están estrechamente unidos debajo de la acción de las fuerzas F1 y F2. Cuando el material pasa a través de la válvula de trabajo (como se muestra en la Figura 2), el material presiona el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula para abrirlos y se generan las presiones P1 y P2 respectivamente para equilibrar las fuerzas F1 y F2. Cuando el material pasa a través de la válvula homogeneizadora de primera etapa (números 1, 2, 3), la presión cae repentinamente de P1 a P2 con la liberación repentina de esta energía de presión, en el área estrecha compuesta por el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula. y anillo de impacto Se produce en el interior un fuerte efecto de cavitación similar a un efecto de explosión, acompañado por el efecto de cizallamiento producido por el material que pasa a través del espacio entre el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula y el efecto de impacto de alta velocidad producido por el anillo de impacto. que es tan fuerte. En términos generales, la presión de P2 (es decir, la presión de emulsificación) se ajusta muy baja y la función principal de la válvula de emulsificación secundaria es hacer que la distribución de las partículas refinadas sea más uniforme. Según datos de la American Gaulin Company, en la mayoría de los casos, el efecto ideal se puede obtener utilizando únicamente la válvula de homogeneización de primera etapa.
Principales ventajas y desventajas:
En comparación con los equipos centrífugos de dispersión y emulsificación (como molinos coloidales, emulsionantes mezcladores de alto cizallamiento, etc.), las características del homogeneizador de alta presión son 1 ), el efecto de refinamiento es más fuerte. Esto se debe a que el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula de trabajo están en estrecho contacto entre sí en la posición inicial, pero el líquido deja un espacio durante el funcionamiento para cumplir con los requisitos de rotación de alta velocidad; sin generar demasiado calor, equipo de emulsificación centrífuga Debe haber un espacio mayor entre el rotor y el estator (en relación con la válvula de homogeneización, al mismo tiempo, ya que el mecanismo de transmisión del homogeneizador es una bomba alternativa de desplazamiento positivo, en teoría, la La presión de homogeneización se puede aumentar infinitamente, cuanto mayor sea la presión, mejor será el efecto de homogeneización. 2) La función de refinación del homogeneizador utiliza principalmente la interacción entre materiales, por lo que el poder calorífico del material es pequeño, por lo que las propiedades del material se pueden mantener básicamente sin cambios. 3) El homogeneizador puede entregar materiales cuantitativamente porque depende de una bomba alternativa para alimentar los materiales. 4) El homogeneizador consume mucha energía; 5) El homogeneizador es frágil y requiere mucho mantenimiento, especialmente bajo alta presión; 6) El homogeneizador no es adecuado para EuE de alta viscosidad;
Clasificación y selección de productos
Clasificación de homogeneizadores de alta presión:
Según el tipo de estructura, se divide en homogeneizador integral vertical y homogeneizador combinado horizontal. máquina. El primero es generalmente adecuado para equipos pequeños y medianos (potencia inferior a 45 kw); el segundo es adecuado para equipos grandes (potencia superior a 45 kw). Actualmente, la mayoría de los fabricantes nacionales producen homogeneizadores integrales verticales. Este modelo tiene una estructura compacta, una apariencia hermosa y un espacio reducido. Pero para los dispositivos grandes, la estabilidad se convierte en un problema importante. El llamado homogeneizador combinado horizontal significa que el motor, reductor, cárter, estación de lubricación, etc. son relativamente independientes, distribuidos en el mismo plano horizontal y conectados en un todo a través de correas (ruedas), acoplamientos, tuberías de aceite, etc. Toda la máquina tiene un centro de gravedad bajo, operación estable y fácil mantenimiento. En mayo de 1995, con el fin de proporcionar homogeneizadores de gran tonelaje y alta calidad a BASF, una de las empresas químicas más famosas del mundo, desarrollamos el primer homogeneizador horizontal a gran escala en China. Sobre esta base, a lo largo de varios años de práctica, el producto ha formado una serie de más de una docena de especificaciones, con una potencia máxima de 150kw (correspondiente a un caudal de 20t/h y una presión de 22Mpa). Se ha demostrado que la búsqueda informática en línea de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai es la primera de su tipo en China y su nivel técnico se acerca al nivel avanzado internacional.
Según el número de movimientos alternativos del émbolo por minuto, se puede dividir en homogeneizadores ordinarios y homogeneizadores de baja velocidad. Gaulin Company de los Estados Unidos clasifica el émbolo como del tipo de baja velocidad cuando el número de movimientos alternativos por minuto es inferior a 150, y como del tipo normal cuando el número de movimientos alternativos por minuto es superior a 150. La velocidad de rotación del cigüeñal del homogeneizador (es decir, la frecuencia de movimiento alternativo del émbolo se determina año tras año) es uno de los factores más críticos que determina el rendimiento de toda la máquina.
Cuando los materiales, la precisión del procesamiento y la estructura son los mismos, cuanto menor sea la velocidad de rotación dentro de un cierto rango, mayor será el grado de desgaste de cada par de fricción (como el eje y el casquillo, el émbolo y el sello, etc.). ) y el grado de daño a varias piezas que soportan fuerza (como el núcleo de la válvula, el asiento de la válvula, etc.). ) El tiempo de residencia en el cuerpo de la bomba se reducirá considerablemente y también se mejorará considerablemente la estabilidad del funcionamiento del equipo. Por lo tanto, esta serie es especialmente adecuada para un uso prolongado. La serie LS de homogeneizadores de baja y alta velocidad desarrollados por primera vez por nuestra fábrica en 1995 se popularizó rápidamente en China debido a su excelente rendimiento. A finales de 1999, habían sido seleccionados por más de 400 usuarios en el país y en el extranjero.
Según el método de control, se puede dividir en control manual, control hidráulico manual y control automático. Actualmente el mercado está dominado por el control manual. Si toda la línea de producción se controla automáticamente, puede elegir un homogeneizador completamente automático. Para un control completamente automático del homogeneizador, consulte "Tecnología de control automático del homogeneizador y la bomba de pulverización".
Según su finalidad, se puede dividir en homogeneizador de producción y homogeneizador experimental. En comparación con los productos de otros fabricantes, el homogeneizador experimental de la serie JHG producido por nuestra fábrica tiene las siguientes características: 1) El émbolo se mueve horizontalmente, en comparación con la máquina experimental donde el émbolo se mueve verticalmente (arriba y abajo), se puede rociar agua de refrigeración. el émbolo. 2) El material no entrará en el tanque de combustible después de la fuga; 3) La forma general es cúbica, lo cual es hermoso y fácil de operar. Se pueden agregar ruedas para un transporte conveniente.
Según la posición del homogeneizador en la línea de producción, se puede dividir en homogeneizador ascendente y homogeneizador descendente. Generalmente, el homogeneizador utilizado antes de la esterilización se denomina homogeneizador ascendente y el homogeneizador utilizado después de la esterilización se denomina homogeneizador descendente. Por lo general, se puede utilizar un homogeneizador general para el primero y se debe utilizar un homogeneizador estéril para el segundo. El llamado homogeneizador estéril utiliza vapor (o agua sobrecalentada) para aislar el punto de fuga del sello dinámico en el émbolo del homogeneizador y el punto de fuga del sello estático en la entrada y salida de la atmósfera. Este homogeneizador se puede utilizar como equipo estéril después de la esterilización. Si existe tal necesidad, estaremos encantados de proporcionarle dicho equipo.
Selección de homogeneizador de alta presión
(1) ¿Elegir velocidad normal o baja? Para el mismo caudal y presión, el precio unitario de un homogeneizador ordinario es menor que el de un homogeneizador de baja velocidad. Por lo tanto, considerando de manera integral los factores de precio y rendimiento, recomendamos que si el tiempo de operación diaria del equipo es menor a 10 horas, se puede considerar el tipo ordinario (serie HOMG si el tiempo de operación diaria del equipo es mayor a 18 horas); y menos de 18 horas, se recomienda elegir el tipo de baja velocidad (serie LS) si la condición de trabajo es de uso continuo, es decir, uso continuo durante varios días o decenas de días, se debe considerar por separado como especial); condiciones de trabajo.
(2) Acerca del flujo: durante el uso, los usuarios encontrarán que, en muchos casos, el flujo real es menor que el flujo del equipo calibrado en los parámetros de rendimiento proporcionados por el fabricante. Esto se debe principalmente a las siguientes razones: a) Viscosidad: los materiales que manipulan los usuarios cambian constantemente y la viscosidad varía mucho. En términos generales, cuanto mayor es la viscosidad del material, menor es su eficiencia de capacidad (es decir, mayor es la pérdida de flujo), como se muestra en la siguiente tabla:
Viscosidad (CST) 100 1000 2000 6000 10000
La eficiencia volumétrica es 92 91 90,5 80 59.
La relación entre viscosidad y eficiencia volumétrica (solo como referencia)
b) Presión: la presión tiene un gran impacto en la eficiencia de la capacidad, especialmente bajo alta presión. Esto se debe a que, bajo alta presión, los fluidos que generalmente se consideran incompresibles se convierten en elastómeros, al mismo tiempo, cuanto mayor es la presión, más fugas internas pasan a través del asiento de la válvula en el cuerpo de la bomba; c) Método de alimentación: en términos generales, la eficiencia volumétrica de la alimentación a presión es mayor que la de la alimentación autocebante.
En resumen, recomendamos: a) Cuanto mayor sea la viscosidad del material a procesar, mayor será la presión utilizada, y el caudal del equipo seleccionado dejará más margen; b) La presión debe; utilizar tanto como sea posible Alimentación, la presión de alimentación es de aproximadamente 1,5 kgf/cm2 c) Si la salida de toda la línea de producción debe ser estrictamente consistente, es mejor utilizar una regulación de velocidad de frecuencia variable para que el flujo sea infinitamente ajustable.
(3) En cuanto a la presión: cuanto mayor es la presión, mejor es el efecto de refinación, pero al mismo tiempo, cuanto mayor es la presión, mayor es el precio del equipo, mayor es el consumo de energía y; cuantas más piezas de desgaste, es decir, cuanto mayor sea la presión, mayor será el costo de operación. Es importante entender que la relación entre presión y efecto de refinación es una curva, mientras que la relación entre presión y costos operativos es cercana a una proporción directa (ver la figura a continuación).
Por lo tanto, al seleccionar los parámetros de presión, recomendamos los siguientes principios: bajo la premisa de lograr un efecto de trituración económico, cuanto menor sea la presión, mejor. Después de seleccionar la presión de trabajo, seleccione el equipo con una presión nominal mayor que la presión de trabajo de acuerdo con la tabla de parámetros de rendimiento del equipo proporcionada por el fabricante.
Se debe utilizar una breve introducción
El principio de funcionamiento único del homogeneizador proporciona una forma sencilla y eficaz para la innovación de innumerables procesos y el desarrollo y aplicación de varios productos nuevos. Las funciones principales del homogeneizador incluyen: mejorar la uniformidad y estabilidad del producto; aumentar la vida útil; reducir el tiempo de reacción, ahorrando así una gran cantidad de catalizadores o aditivos cambiando la consistencia del producto para mejorar el sabor y el color; el producto,etc. , sus campos de aplicación típicos son los siguientes:
Industria química: pinturas y revestimientos, emulsionantes diversos, desinfectantes de fueloil, pesticidas, emulsiones, pastas de caucho, colas de resina, espesantes, bentonita, aromas, materiales de silicona, carbono. negro, óxido de magnesio, dióxido de titanio, etc.
Industria cosmética: detergentes, acondicionadores, lociones, perfumes, etc. Industria de alimentos y bebidas: leche de soja, leche, leche de maní, leche concentrada, nata, quesos mixtos, diversas bebidas de pulpa natural, helados, polen líquido y otras soluciones nutricionales saludables chinas y occidentales, aditivos alimentarios, diversos condimentos, etc.
Industria farmacéutica: antibióticos, antiácidos, preparados en suspensión líquida, emulsiones intravenosas, etc.
Tecnología de bioingeniería: la aplicación de homogeneizadores de alta presión en bioingeniería ha atraído cada vez más atención, principalmente porque los homogeneizadores de alta presión pueden triturar eficientemente las paredes celulares y extraer su contenido, como enzimas y priones.
Los siguientes son algunos ejemplos específicos para explicar brevemente la aplicación del homogeneizador:
Por qué los cosméticos son absorbidos por la epidermis: A menudo escucho esta afirmación en los anuncios de cosméticos: Penetra hasta el superficie de la piel y es completamente absorbido por la piel. De hecho, es imposible que la piel lo absorba por completo, pero existe una base científica para penetrar en la superficie de la piel. La biología nos dice que el diámetro promedio de los microporos en la epidermis humana es de aproximadamente 65438 ± 0,5 micrones, y la mayoría de las materias primas cosméticas tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 65438 ± 0 micrones después de ser sometidas a una presión de homogeneización de 450 kgf/cm, por lo que es Es difícil que los cosméticos penetren en la piel. Al mismo tiempo, no es difícil entender por qué los homogeneizadores de alta presión se utilizan ampliamente en las industrias cosméticas extranjeras.
¿Cómo mejorar la tasa de absorción de esencia de tortuga, jalea real, polen líquido oral, fármacos, etc.? : En la producción de estos costosos productos, es de gran importancia mejorar la tasa de absorción del cuerpo humano, porque el aumento en la tasa de absorción significa la reducción de las materias primas utilizadas para lograr el mismo efecto, lo que significa la reducción de los costos de producción. . ¿Cómo lograr este objetivo? Como todos sabemos, la absorción del cuerpo se debe a la acción de las enzimas y la eficiencia de la absorción depende en gran medida del área de reacción enzimática. Cuanto menor sea el tamaño de las partículas de la sustancia que ingresa al cuerpo humano, mayor será la superficie de reacción con las enzimas, por lo que la eficiencia de absorción será mayor. La función del homogeneizador de alta presión es hacer que las partículas del medio sean extremadamente finas (el tamaño promedio de partícula de la homogeneización líquido-líquido es inferior a 65438 ± 0 um. El producto homogeneizado también puede obtener las ventajas de una alta estabilidad coloidal y sin precipitación). Esto mejora enormemente la apariencia del producto terminado, por lo que los beneficios de usar un homogeneizador de alta presión en líquidos orales más caros son obvios.
Basado en el principio mencionado en el segundo artículo, creo que no es difícil para todos entender por qué la eficacia de los catalizadores químicos, diversos aditivos y otros productos químicos se puede mejorar después de usar un homogeneizador de alta presión. .
Alguien preguntó: Dado que el medio de trabajo del homogeneizador es fluido, ¿cómo se utiliza en productos en polvo? El problema es simple: después de ser refinado en un homogeneizador de alta presión, el producto en polvo seco puede ser de alta calidad.