ホモジナイザー

しかし、乳製品加工、化粧品業界、塗料業界など、液体物質を扱う業界では、「均質化、均質化装置」という用語は、単純な混合工程以上の特別な意味を持っています。未処理の牛乳はその一例です。クリームは上層に浮き、水相は下層に沈みます。ホモジナイザーは、水と脂肪などの混ざりにくい成分を均質化することを目的としています。しかし、これは脂肪の微粒を水中で乳化できるほど小さくすることに成功した場合にのみ可能です。この目的のために使用される多くの

機械は、固体粉砕技術に起源があります。これは、高速回転するローター・ステーターシステムまたはコロイドミル、つまり、粒子集団を均質な粒子サイズ分布の状態に変換するホモジナイザーです。

しかし、高圧ポンプを使用しても、液体中に非常に高いせん断応力を発生させ、いわゆる「水-脂肪エマルジョン」または「脂肪-水エマルジョン」を製造することができます。こうして生成されたエマルジョンは、後に脂肪相が水相から分離することで再び分離することがあります。乳化剤は、エマルジョンを安定化するために使用することができます。例えば、日焼け止めクリームは、長期間安定性を保つ水-脂肪エマルジョンです。乳化剤としては、レシチン、界面活性剤、石鹸などが使用されます。

均質化の方法：凝集解除／乳化

固体の混合と液体の混合の類似点を考えてみよう：

粉末が極小粒子である場合、これらの微粒子は凝集しようとする。粒子間の力、特にファンデルワールス力は、粒子が小さいほど強く作用する。このようなバルク材を他の粉末と均質に混合するには、まず凝集体を一次粒子に分離する必要がある。このような凝集の分解は、高速の剪断工具を備え、十分な駆動力を備えた適切な粉末混合機を使用して行うことができます。分離した一次粒子を再び凝集させることは、いわゆる流動性向上剤や流動助剤を使用することで防ぐことができます。これらは、粒子サイズがナノメートルレベルで、比表面積が非常に大きい軽量の粉末です。これらの物質は、混合物によく分散します。ほぼすべての粒子を覆うことで、粉末の流動性を向上させます。これにより、望ましくない凝集を困難にします。

液体混合物中の乳化剤は、バルク混合物中の流動性向上剤とほぼ同様の働きをします。

注記：

液体処理装置は、通常、液体のみに適しています。粉末は、これらの装置では処理できません。粉末状の固体を処理、均質化する機械の場合は、状況が異なります。

固体混合機/ホモジナイザーでは、液体物質も処理できる場合が多い。これは、混合中に混合物の粘度が変化する場合にもよく見られる。例として、スラリーの真空混合乾燥について考えてみよう。

ここでは、固形の泥状物質（チャンバーフィルタープレスからの懸濁液）がミキサー乾燥機に入れられます。混合工程により、湿った粉末は再懸濁され、低粘度になります。真空乾燥中に、ますます多くの液体が排出されます。混合物は高粘度で粘性が高くなります。塊や塊が形成され、ナイフミルやカッティングローターで粉砕されます。混合物が乾燥すればするほど、塊は小さくなります。最終的には、形成された凝集塊が分解されます。乾燥状態では、均質で凝集していない粉末になります。乾燥により、混合物は均質化されます。このプロセスパターンは、食品業界、化学業界、高性能セラミック業界、製薬業界で見られます。この意味で、真空混合乾燥機は均質化装置またはホモジナイザーでもあります。