Плунжерные гомогенизаторы клапанного типа

Плунжерные гомогенизаторы клапанного типа предназначены для одно-, двух-и трехступенчатой гомогенизации. Данный процесс протекает в специальной системе клапанов, которая является центром всего процесса гомогенизации. При прохождении через мельчайшие отверстия в клапане под высоким давлением и постоянным контролем продукт оказывается в условиях высокой турбулентности, что и является самым эффективным механизмом для деления на частицы. Степень раздробления зависит от гидравлических условий в зоне клапанной щели. Эти условия в основном определяются давлением гомогенизации, от которого зависят скорость движения мази в клапанной щели и ее высота, которая обусловливает гидравлический радиус потока.
В гомогенизаторах клапанного типа применяются многоплунжерные насосы высокого давления с тремя, пятью и даже семью плунжерами. При ходе плунжера влево мазь проходит в цилиндр через всасывающий клапан, а при ходе плунжера вправо она проталкивается через нагнетательный клапан в камеру, на которой установлен манометр идя контроля давления. Далее мазь направляется по каналу в гомогенизирующую головку, в которой поднимается клапан, прижимаемый к седлу пружиной. Натяжение пружины регулируется винтом. Основной частью гомогенизатора является гомогенизирующая головка. Продукт нагнетается под высоким давлением в канал и движется через узкую щель между клапаном и седлом, которые притерты друг к другу. Высота клапанной щели при работе гомогенизатора не превышает 0,1 мм. В нерабочем положении клапан плотно прижат к седлу пружиной, которая сжата винтом, а в рабочем — клапан приподнят давлением жидкости и находится в «плавающем» состоянии. При завинчивании винта давление пружины на клапан увеличивается, в результате чего высота клапанной щели уменьшается. Это приводит к увеличению гидравлических сопротивлений при движении мази через клапан.
Гомогенизатор снабжен предохранительным пружинным клапаном, через который мазь выходит наружу, когда давление в аппарате выше установленного. Двигаясь с большой скоростью, мазь оказывает сильное механическое воздействие на седло и клапан, что вызывает их быстрый износ. Клапан и седло изготовлены из стали высокой твердости. Обычно они имеют симметричную форму и рабочие поверхности с обеих сторон. Это позволяет после заметного износа рабочих поверхностей перевернуть седло и клапан другой стороной, чтобы использовать вторую пару рабочих поверхностей и продлить в 2 раза срок службы гомогенизирующего клапана.
В таких клапанах гомогенизация происходит в две ступени, т.е. мазь проходит последовательно»через два гомогенизирующих клапана. Сущность процесса заключается в следующем: продукт с помощью плунжерного насоса нагнетается в сторону гомогенизирующего клапана, прижатого к седлу пружиной и регулировочным винтом. После этого продукт направляется в сторону гомогенизирующего клапана второй ступени. В каждом клапане давление пружины на клапан регулируется своим винтом. Рабочее давление в нагнетательной камере равно сумме обоих перепадов давлений. Примером гомогенизатора клапанного типа служит гомогенизатор высокого давления выпускаемый немецкой группой компаний IKA. Принцип действия аппарата заключается в следующем: продукт попадает в гомогенизирующий клапан при низкой скорости и под большим давлением, что вызвано небольшим зазором между плунжером и выходной головкой. В гомогенизаторе продукт подвергается различного рода воздействиям, которые приводят к измельчению частиц: интенсивное ускорение, следующее за резким торможением, приводит к кавитации, а затем к взрыву глобул. Гомогенизация может осуществляться при помощи одинарного (для равномерного рассеивания несмешиваемых субстанций) или двойного (при производстве эмульсий и для осуществления контроля над вязкостью) гомогенизирующего клапана. Все гомогенизирующие клапаны оснащены масляно-пневматическим устройством для регулирования давления гомогенизации и амортизации любых возможных гидроударов. Максимальная производительность данного аппарата составляет 3 л/ч.
Гомогенизатор высокого давления клапанного типа производства компании GEA Niro Soavi (Германия—Дания—Италия). Он используется в фармацевтической косметической промышленности для производства мазей и кремов. Этот гомогенизатор сочетает высокую производительность и очень высокое давление при обработке продукта. Гомогенизатор GEA Niro Soavi позволяет получать более стабильный продукт с эффективной дисперсией активных ингредиентов, чем при использовании обычных мешалок, мазетерок или коллоидных мельниц. На выходе получается продукт с высокой стабильностью и длительным сроком хранения. Радикальное уменьшение размера частиц также способствует тому, что кожа значительно лучше впитывает такие продукты.