تعریف هموژنایزر

هموژنایزر عموما برای مخلوط کردن و همگن کردن ذرات جامد در مایع ( یا دو مایع غیر حلال) طراحی شده است که با پراکندن ذرات جامد در مایع باعث تشکیل سوسپانسیون، امولسیون یا محلول کامل می­شود. هموژنایزر مکانیکی از یک روتور متحرک و استاتور ثابت ساخته شده است. این نوع هموژنایزر، هموژنایزر برش بالا، میکسر همژنایزر یا میکسر روتور-استاتور نیز نامیده می­شود. زمانی که پره­های روتور شروع به کار می­کند، مواد اطراف خود (اعم از جامد و مایع) را به سمت داخل می­کشد و بعد آن را به صورت شعاعی از طریق منفذهای استاتور به سمت مخزن برمی­گرداند. در این فرآیند، ذرات جامد و مایع در اثر برش شدید خرد شده و یک مخلوط همگن با توزیع ذرات یکنواخت حاصل می­شود. به عبارت دیگر، دور بالای روتور (از 3000 تا 20000 دور بر دقیقه) و منافذ ریز استاتور سبب می­شود که نمونه به صورت مکانیکی به صورت ذرات خیلی ریز (کوچکتر از 100 میکرون) اصطلاحا بریده شود. پارامترهای کلیدی که در فرآیند هموژنیزاسیون موثرند عبارتند از: اندازه نمونه، حجم و غلظت مواد، سرعت چرخش روتور، زمان عملیات و ویسکوزیته نمونه. با توجه به اینکه هموژنایزر مکانیکی با مکانیزم روتور-استاتور در مقایسه با روش­های دیگر اختلاط، قابلیت همگن سازی نمونه در زمان کم و اتلاف انرژی کم را دارد، در صنایع مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. معموما روتور و استاتور از فولاد ضدزنگ (304 یا 316) ساخته می­شوند. هموژنایزر مکانیکی برای همگن کردن نمونه­هایی با حجم کم (mL 2/0) تا حجم بالا (L20) استفاده می­شود.

کاربردهای هموژنایزر

هموژنایزر کاربرد گسترده­ای در صنایع دارویی (واکسن، سنتز دارو، سوسپانسیون­های قابل تزریق و …)، صنایع غذایی (سس مایونز، لواشک، پنیر، شیر، سس سالاد، بستنی و …)، صنایع آرایشی و بهداشتی (شامپو، شوینده، لوسیون، خمیردندان، رنگ مو، کرم و …)، صنایع شیمیایی و نساجی برای ساخت محلول­های همگن، رنگ و فرآورده­های خوراکی دارد. معمولا هموژنایزر برای تهیه امولسیون­های پایدار با محدوده ویسکوزیته متوسط و پایین (حدود cp 10000) استفاده می­شود. با این حال، می­توان هموژنایزری ساخت که قابلیت همگن کردن مواد غلیظ با ویسکوزیته بالا (cp 50000) را نیز داشته باشد.

نحوه عملکرد هموژنایزر

همانگونه که پیشتر ذکر شد هموژنایزر مکانیکی براساس مکانیزم روتور-استاتور طراحی شده است. روتور بخش متحرک و استاتور بخش ثابت سیستم است. در طی فرآیند هموژنیزاسیون، هموژنایزر وارد مخلوط (دو جز نامحلول) می­شود. چرخش سرعت بالای تیغه­های روتور مکش زیادی ایجاد می­کند که سبب می­شود مواد به سمت بالا کشیده شوند. بعد، نیروی گریز از مرکز مواد را به سمت دیواره داخلی استاتور می­راند که در همین محل، در اثر نیروی برشی شدید بین پره های روتور و دیواره استاتور، فرایند خرد شدن مواد انجام می شود.در مرحله بعد مواد تحت برش هیدرولیکی شدید با سرعت بالا قرار می­گیرند که سبب می­شود از منافذ استاتور خارج شده و در بدنه اصلی مخلوط شوند. مواد مخلوط شده از داخلی کلگی هموژنایزر خارج شده و مواد جدید از پایین به داخل آن کشیده می شود و به همین ترتیب چرخه اختلاط ادامه می یابد. فرایند خروج مواد در جهت شعاعی و مکش مواد به سمت کلگی هموژنایزر، الگوی جریان مواد را به نحوی تنظیم می­کند که ورود هوا روی سطح مایع به داخل مایع و تشکیل حباب و کف در مخلوط به حداقل برسد.

نحوه عملکرد هموژنایزر در 4 مرحله

اجزای کلی هموژنایزر

استاتور: این تجهیز یک استوانه ی توخالی است که در دیواره­های آن سوراخ­­هایی ایجاد شده است. وظیفه این بخش کوبیدن و آسیاب کردن مواد با یکدیگر است. در واقع تلفیق استاتور و روتور و اصطکاکی که بین فضای خالی این دو ایجاد می­شود، سبب آسیاب و خرد شدن می­شود. انواع مختلفی از استاتورها در صنایع استفاده می­شود: اسلات (مستطیلی)، کروی(دانه ریز)، گرد (دایره­های بزرگ)، چهارگوش و دلتا (لوبیایی شکل با زاویه). استاتور اسلات یکی از رایج­ترین نوع استاتورهاست که هم برش خوبی دارد و هم چرخش مناسبی ایجاد می­کند. منافذ گرد و چهارگوش بزرگ برای مواقعی که سرعت چرخش جریان بالایی لازم است، مناسب است و اغلب برای مواقعی که نیاز است تکه­های بزرگ جامد درون مخلوط خرد شوند، پیشنهاد می­شود. از سوی دیگر، در تهیه امولسیون­ها، عموما از استاتورهای دارای منافذ ریز استفاده می­شود. همچنین استاتور دلتا عملکرد بهتری نسبت به بقیه نشان داده است. شکل زیر انواع استاتورهای مورد استفاده را نشان می­دهد.

انواع مختلف استاتور و روتور

 

 

برای انواع مختلف استاتور، بیشینه برش مشابه یکدیگر است ولی زمان ماند در داخل محفظه اختلاط متفاوت است. شکل زیر مربوط به یک نمونه طراحی استاتور (از نوع دلتا) توسط تیم ماشین­سازی ونداد است.

 

نمونه ای از استاتور طراحی شده در شرکت شیمی صنعت ونداد

 

روتور: روتور بخش چرخشی و متحرک سیستم است. روتور شامل تعدادی پره است. از فاکتورهای مهم در طراحی روتور، تعیین فاصله آن با بدنه استاتور است. روتور سرعت چرخشی بالایی دارد، معمولا سرعت خطی آن از 10 تا 50 متر بر ثانیه متغیر است. شکل زیر یک نمونه روتور طراحی شده توسط تیم شیمی صنعت ونداد را نشان می­دهد.

نمونه ای روتور طراحی شده در شرکت شیمی صنعت ونداد

شفت متحرک اصلی: این شفت وظیفه انتقال چرخش از موتور به روتور را دارد و به اصلاح تراشکاری ساعت بودن آن اهمیت زیادی دارد. انتهای شفت دو پله می خورد. پله اول بلبرینگ قرار می­گیرد و پله دوم که به کوپلینگ (و سپس به موتور) وصل می­شود. ابتدای شفت (سمت استاتور و روتور) نیز دو پله میخورد، پله اول جایگاه بلبرینگ از جنس استیل L316 است و پله دوم که به روتور وصل شده و سپس پیچ و مهره می­شود.

سه شفت نگهدارنده: این سه شفت وظیفه نگهداری و اتصال استاتور به موتور را دارند. این شفت­ها به صفحه استاتور پیچ شده و سپس به صفحه ی بالایی پیچ و مهره می­شود.

صفحه اتصال شفت­ها:  به منظور اتصال سه شفت و همچنین نگهداری شفت متحرک توسط بلبرینگ، یک صفحه در بالای سیستم تعبیه می­شود.

قطعه نگهداری موتور: این قطعه با توجه به نوع موتور و سوراخ­هایی که برای نگهداری موتور وجود دارد، متفاوت خواهد بود. یک طرف این قطعه به موتور و طرف دیگر به صفحه اتصال شفت ها  متصل می­شود.  این قطعه به منظور حفظ موتور مخصوصا در دورهای بالا اهمیت ویژه ای دارد.

قطعه پلی اتیلنی برای پوشش موتور: این قطعه برای حفظ محفظه داخلی موتور از مایعات، گرد و غبار و همچنین حفظ بیشتر جایگاه موتور تعبیه شده است. قطر و طول آن با توجه به نوع موتور تعیین می­شود.. سوراخ­­­هایی روی بدنه به منظور عبور هوای مربوط به فن موتور تعبیه می­شود.

کوپلینگ: وظیفه اتصال شفت خروجی موتور به شفت هموژنایزر را دارد. در دورهای بالا و در کاربردهای خاص، طراحی کوپلینگ نیاز به دانش فنی خاصی دارد.

 

مزایای هموژنایزر

  • سر و صدای کم
  • بهره­وری بالا
  • قابلیت همگن کردن حجم بالایی از مواد
  • مناسب فرآیندهای صنعتی پیوسته
  • مناسب برای مواد با ویسکوزیته­های مختلف

 

طراحی، ساخت و خدمات پس از فروش

شرکت شیمی صنعت ونداد با تکیه بر تجارب ارزنده خود در ساخت قطعات و ماشین­آلات صنعتی و با استفاده از تیم تخصصی مهندسی خود اقدام به طراحی و ساخت هموژنایزر روتور-استاتور با آخرین تکنولوژی روز برای استفاده در صنایع مختلف شیمیایی، دارویی، بهداشتی و غذایی کرده است. براساس مشخصات خوراک و محصول مورد نظر، هموژنایزر با استفاده از استانداردهای مشخص طراحی و ساخته می­شود. ماشین­سازی ونداد قابلیت ساخت هموژنایزر روتور-استاتور در ابعاد مختلف برای هر ظرفیت درخواستی را دارد. دستگاه های ساخته شده تا 1 سال گارانتی تعمیر دارند. نکات مختلف این سیستم شامل نحوه استارت اولیه، تنظیمات حین عملیات، نحوه خاموش کردن سیستم، تعمیر و نگهداری و غیره در دفترچه ای مجزا (فاینال بوک) تحویل داده خواهد شد.

 

 

 

لطفا جهت دریافت کاتالوگ و استعلام قیمت با ما تماس بگیرید.