korkeapainehomogenointilaitteet

Korkeapainehomogenointilaitteet ovat teollisia laitteita, joita käytetään nesteiden emulsioinnin ja hajotettujen faasien pienentämisen hallitsemiseksi. Toiminnan tavoitteena on pienentää pisaroiden tai solukon lysyteiden kokoa sekä parantaa emulsioiden ja dispersioiden stabiilisuutta. Laitteita hyödynnetään elintarvikkeissa, juomissa, kosmetiikassa sekä farmasia- ja bioteknologia- prosesseissa.

Periaate ja rakenne: Neste pakotetaan korkeaan paineeseen ja ohjataan kapean suuttimen tai venttiililinjan kautta. Tämä aiheuttaa voimakasta shear-voimaa, turbulenssia ja joskus kavitaatiota, jolloin faasit sekoittuvat paremmin ja hiukkaskoko pienenee. Prosessiin käytetään usein useita läpikäyntejä, jolloin saavutetaan haluttu dropletin koko- ja jakauma. Lämpötila on otettava huomioon, sillä kokonaisenergia voi nostaa prosessin lämpötilaa.

Tyypit: Korkeapainehomogenointilaitteita jaetaan pääasiassa piston-tyyppisiin (pistonsäätöön perustuvia) ja venttiiliperusteisiin järjestelmiin. Piston-tyyppiset laitteet käyttävät moottorilla tuotettua painetta, kun taas venttiililaitteet ohjaavat paineen säätöä useilla kapeilla venttiileillä. Monipassi- tai kertapassioperaatiot ovat yleisiä riippuen sovelluksesta ja halutusta hiukkaskoolla.

Sovellukset ja materiaalit: Elintarvikkeissa laitteita käytetään esimerkiksi maidon, kastikkeiden, majoneesin ja juomien tasaisen koostumuksen saavuttamiseksi. Farmaseuttisissa ja bioteknologisissa prosesseissa ne voivat tehostaa proteiinien stabilointia tai solujen rikkoutumista. Laitteet valmistetaan ruostumattomasta teräksestä (esim. AISI 304/316) ja ne suunnitellaan CIP/SIP-hyväksynnän mukaan puhdistettaviksi ja steriloitaviksi.

Hyödyt ja rajoitukset: Korkea paine mahdollistaa tarkan hiukkaskoon hallinnan ja korkean emulsioiden laadun, mutta järjestelmät ovat energiaintensiivisiä ja niiden ylläpito- sekä kustannusvaikutukset voivat olla suuret.