افزایش دمای محصول هنگام کار با هموژنایزر، به‌خصوص هموژنایزرهای روتور استاتور، پدیده‌ای طبیعی است. سرعت بالای روتور و ایجاد برش شدید باعث انتقال انرژی به محصول می‌شود و بخشی از این انرژی به گرما تبدیل می‌شود.
این افزایش دما در بعضی فرآیندها مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما برای محصولاتی که به حرارت حساس هستند یا باید در محدوده دمایی مشخصی تولید شوند، کنترل دما اهمیت زیادی دارد.
چرا هموژنایزر باعث گرم شدن محصول می‌شود؟
مهم‌ترین عوامل عبارت‌اند از:
سرعت بالای روتور
ویسکوزیته بالای محصول
شدت برش زیاد
طولانی بودن زمان فرآیند
طراحی و هندسه Rotor-Stator
دمای اولیه محصول
نبود سیستم مناسب برای دفع حرارت
هرچه انرژی بیشتری در واحد زمان به محصول منتقل شود، احتمال افزایش دمای آن نیز بیشتر خواهد بود.
آیا افزایش دما در میکسر همیشه مشکل‌ساز است؟
خیر. میزان قابل قبول افزایش دما به نوع محصول و فرآیند بستگی دارد. اما در محصولاتی مانند برخی مواد دارویی، آرایشی، غذایی و شیمیایی، افزایش دما ممکن است روی ویسکوزیته، پایداری امولسیون یا کیفیت نهایی محصول اثر بگذارد.
بنابراین هدف، جلوگیری کامل از تولید حرارت نیست؛ بلکه باید دمای محصول در محدوده مناسب فرآیند کنترل شود.
ژاکت آبگرد چگونه دمای هموژنایزر را کنترل می‌کند؟
یکی از روش‌های مؤثر برای کنترل دما، استفاده از ژاکت یا جکت آبگرد است.
در این روش، یک فضای آبگرد در اطراف بخش موردنظر دستگاه ایجاد می‌شود و آب با دمای مشخص در آن جریان پیدا می‌کند. حرارت ایجادشده در اثر همگن‌سازی از محصول به جداره و سپس به آب منتقل می‌شود.
به زبان ساده:
هموژن‌سازی → تولید حرارت → انتقال حرارت به جداره → انتقال حرارت به آب جکت
بنابراین جکت آبگرد باعث توقف تولید حرارت نمی‌شود؛ بلکه حرارت ایجادشده را از فرآیند خارج می‌کند و کمک می‌کند دمای محصول در محدوده مشخص باقی بماند.
طراحی جکت نیز موضوع ساده‌ای نیست. مسیر جریان آب، سطح انتقال حرارت، دبی آب و نحوه توزیع آن باید متناسب با شرایط فرآیند طراحی شوند. در هموژنایزرهای استیل آبگرد آرامیکس، طراحی جکت با محاسبات مهندسی و شبیه‌سازی انتقال حرارت انجام می‌شود.
آیا کاهش دور هموژنایزر روتور استاتور راه‌حل مناسبی است؟
کاهش سرعت روتور می‌تواند میزان انرژی واردشده به محصول و در بعضی شرایط افزایش دما را کاهش دهد، اما همیشه راه‌حل مناسبی نیست.
اگر سرعت بیش از حد کاهش پیدا کند، ممکن است شدت برش کافی نباشد و کیفیت همگن‌سازی کاهش پیدا کند.
در فرآیندهایی که محصول به شدت برش مشخصی نیاز دارد اما همزمان نسبت به حرارت حساس است، استفاده از ژاکت آبگرد می‌تواند امکان کنترل دما را بدون کاهش شدید شدت همگن‌سازی فراهم کند.
اگر محصول هنگام همگن‌سازی گرم می‌شود، چه چیزهایی را بررسی کنیم؟
قبل از تغییر دستگاه یا افزایش توان، این موارد را بررسی کنید:
سرعت روتور مناسب است؟
زمان همگن‌سازی بیشتر از نیاز فرآیند نیست؟
ویسکوزیته محصول چقدر است؟
Rotor-Stator متناسب با محصول انتخاب شده است؟
دمای اولیه محصول چقدر است؟
آیا به سیستم خنک‌کاری نیاز داریم؟
آیا ظرفیت ژاکت آبگرد برای دفع حرارت کافی است؟
جمع‌بندی
گرم شدن محصول هنگام کار با هموژنایزر نتیجه انتقال انرژی مکانیکی و ایجاد برش در فرآیند است و لزوماً نشانه خرابی دستگاه نیست.
اما اگر کنترل دما برای محصول اهمیت داشته باشد، باید علاوه بر سرعت، زمان فرآیند و نوع Rotor-Stator، سیستم دفع حرارت نیز از ابتدا در طراحی در نظر گرفته شود.
در چنین شرایطی، استفاده از هموژنایزر با ژاکت آبگرد یکی از روش‌های مؤثر برای کنترل دمای محصول است و می‌تواند به حفظ دمای فرآیند در محدوده موردنظر کمک کند.
