ホモゲナイザーとは
ホモゲナイザーとは、ピストンで送液を行うプランジャー式高圧ポンプの出口に、圧力調整可能なホモバルブを設け、流体の乳化・均質・分散を行う最も一般的な均質機です。
数ある方式を利用した機械の中で、乳化・分散・均質の効率が最も優れており、さらに大容量かつ連続的な処理が可能な構造となっております。最近では牛乳や乳製品の乳化・均質だけではなく、医薬品や化学・化粧品業界など様々な分野で使用されております。
ホモゲナイザーは、主に下記の3つの作用が起因して、乳化・均質・分散を行っております。
均質化理論
1. 剪断破砕(せんだんはさい)作用
流体は高圧部から低圧部へ非常に狭い隙間を高速で流れます。この高圧力な流体が高速な流体に変化するとき、大きな粒子に剪断力が加わります。隙間を通過する流体の速度分布は一様ではなく、中央部は速く周辺部は遅くなるため、流体に含まれる粒子(脂肪球等)に大きな剪断力が加わり、粒子が破砕されます。
2. 衝突破砕(しょうとつはさい)作用
超高速に加速した流体は、バルブ隙間から吹き出したときにブレーカーリング、バルブボディ壁に衝突し破砕されます。
3. キャビテーションによる破砕作用
流体が高圧部から低圧部へ開放される際、流体圧力が瞬時に低下し、水が気泡となって蒸発する局部的沸騰(キャビテーション)が発生します。この気泡が消滅する際の衝撃圧やその繰り返し応力が破壊作用となり、超音波を発生して粒子(脂肪球)を破砕します。
その他、4. 流速の激変による破砕作用や 5. 爆発破砕作用があります。
加圧方式について
均質圧の加圧方式は、2つに分類されます。
1. ハンドル式
圧力調整をハンドルの「締め」と「緩め」によって行う方式で、主に小型機〜中型機で採用されています。構造が簡単で安価なタイプです。
2. 空油圧式
大型・高圧型機になると、手動でハンドルを回すにはかなりの力が必要になります。このため大型・高圧型機には空油圧方式を採用し、ダイヤル調整で楽に加圧できるようにしました。さらに、圧力を自動制御する装置を取り付けることで、遠隔操作による自動化ライン運転が可能となります。