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Hochdruckhomogenisator

Hochdruckhomogenisatoren wurden ursprünglich für die Feinverteilung von Fetttröpfchen in Milch entwickelt, um das Aufrahmen des Milchfetts zu verhindern. Sie gehören zu der Gruppe der Strömungsdispergiermaschinen, die nach dem Druckentspannungsprinzip arbeiten.

Aufbau und Funktionsprinzip

Zu ihrem charakteristischen Aufbau gehören zwei Funktionseinheiten: Eine Hochdruckkolbenpumpe und ein Homogenisierventil. Die Hochdruckkolbenpumpe sorgt mit Hilfe mehrerer Kolben für einen druckunabhängigen und nahezu pulsationsfreien Volumenstrom. Im Ventil des Hochdruck-homogenisators wird durch das Aufpressen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz der Homogenisierspalt so weit verengt, bis sich der gewünschte Druckverlust eingestellt hat. Das Fluid durchströmt den Ventilsitz und fließt dann radial durch den nur wenige Mikrometer breiten Homogenisierspalt (Siehe Abbildung). Dabei verändert sich die Fluidgeschwindigkeit von etwa 6 m/s auf bis zu 300 m/s. Nach dem Verlassen des Homogenisierspalts prallt das Fluid auf den Prallring und verlässt anschließend das Ventil über einen Auslass. Die Wirkung des Hochdruckhomogenisators basiert auf der Scherung durch die Geschwindigkeitsänderung des Fluids, der Prallbeanspruchung am Prallring sowie auf Kavitation.

Gerätebeschreibung

Das iPAT verfügt über einen Hochdruckhomogenisator der Firma APV/Gaulin Modell Lab60/15 TBSI. Er arbeitet im Bereich von 100 bis 1000 bar, der Volumenstrom beträgt etwa 44 Liter pro Stunde. Es werden zwei unterschiedliche Ventilgeometrien eingesetzt: Eine Flachdüse (aus Keramik) sowie das CD-Ventil (Cell Disruption Ventil), dessen Geometrie für den Zellaufschluss optimiert ist.