균질기

액체 물질을 처리하는 산업, 예를 들어 우유 가공, 화장품 산업 또는 페인트 및 색소 산업에서는 '균질화, 균질기'라는 용어가 단순한 혼합 과정을 넘어서는 특별한 의미를 가집니다. 처리되지 않은 우유가 그 예입니다. 우유의 크림은 위에 뜨고, 수성 성분은 아래에 가라앉습니다. 균질기는 물과 지방 같은 혼합되지 않는 성분을 균질화해야 합니다. 이를 위해서는 지방 입자를 매우 작게 만들어 물에 유화시킬 수 있어야 합니다. 이를 위해 사용하는 많은 기계는 고체 분쇄 기술에서 유래했습니다. 이 기계는 고속으로 회전하는 로터-스테이터 시스템이나 콜로이드 밀입니다. 즉, 입자 집합체를 균일한 입자 크기 분포 상태로 만드는 균질기입니다.

또한, 고압 펌프를 사용하여 액체에서 매우 높은 전단 응력을 생성할 수 있으며, 이를 통해 '수성 지방 유제' 또는 '지방 속 수성 유제'를 만들 수 있습니다. 이렇게 생성된 유제는 시간이 지나면 다시 지방층과 수성층으로 분리될 수 있습니다. 유제를 안정화시키기 위해 유화제를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 자외선 차단제는 오랫동안 안정적으로 유지되는 수성 지방 유제입니다. 유화제로는 레시틴, 계면활성제 또는 비누가 사용될 수 있습니다.

균질화 방법: 응집 분산 / 유화

고체 혼합과 액체 혼합 간의 유사성을 찾아볼 수 있습니다:

매우 작은 입자로 구성된 분말은 작은 입자들이 서로 응집하려는 경향이 있습니다. 입자 간의 상호작용력, 특히 반데르발스 힘은 입자가 작을수록 강해집니다. 이러한 분말을 다른 분말과 균질하게 혼합하려면 응집체를 먼저 개별 입자로 분리해야 합니다. 이러한 응집 해체는 적절한 분말 혼합기에서 발생할 수 있으며, 혼합기에 고속 전단 도구가 장착되어 충분한 구동력을 제공하는 경우 가능합니다. 분리된 개별 입자의 재응집은 흐름 보조제 또는 가루 분산제를 사용하여 방지할 수 있습니다. 이러한 물질은 나노미터 크기의 입자로 구성된 가벼운 분말로, 매우 큰 비표면적을 가지고 있어 혼합물에 잘 분산됩니다. 이 물질은 분말의 흐름성을 향상시키며, 거의 모든 입자를 둘러싸 응집을 방해합니다.

액체 혼합에서의 유화제는 고체 혼합에서의 흐름 보조제와 유사하게 작용합니다.

비고:

액체 처리 기계는 일반적으로 액체에만 적합하며, 분말은 처리할 수 없습니다. 반면, 고체 물질을 처리하고 균질화하는 기계는 종종 액체도 처리할 수 있습니다. 이는 혼합 중에 혼합물의 점성이 변할 때 특히 자주 발생합니다. 슬러리의 진공 혼합 건조를 예로 들어 보겠습니다.

여기서 진흙 같은 물질(챔버 필터 프레스로부터의 현탁액)이 혼합 건조기에 투입됩니다. 혼합 과정에서 습한 분말이 재부유되어 낮은 점성을 가지게 됩니다. 진공 건조 중에 점점 더 많은 액체가 증발하여 혼합물은 점성이 높아지고 점차 고착성이 됩니다. 혼합물은 덩어리나 조각이 생기며, 이들은 칼날 분쇄기와 회전 절단기로 분쇄됩니다. 혼합물이 건조될수록 덩어리는 작아지고, 결국 응집체가 해체됩니다. 건조 후에는 균질화되고 응집되지 않은 분말이 남습니다. 이러한 건조 과정은 식품 산업, 화학 산업, 고성능 세라믹 및 제약 산업에서 발생합니다. 이와 같은 이유로 진공 혼합 건조기는 또한 균질기 또는 균질화 장치로 간주될 수 있습니다.