Auguste Gaulins patent i 1899 bestod af en 3 stempelpumpe, hvor produktet blev tvunget gennem et eller flere hårlignende rør under tryk. Det blev opdaget, at størrelsen af fedtkugler produceret var 500 til 600 gange mindre end rør. Der har været over 100 patenter siden, alle designet til at producere mindre gennemsnitlig partikelstørrelse med udgifter på så lidt energi som muligt. Homogenisatoren består af en 3-cylindret positiv stempelpumpe (fungerer svarende til bilmotor) og homogeniseringsventil., Pumpen drejes af elektrisk motor gennem forbindelsesstænger og krumtapaksel.
for at forstå mekanismen skal du overveje en konventionel homogeniseringsventil, der behandler en emulsion, såsom mælk med en strømningshastighed på 20.000 l / time. ved 14 MPa (2100 psig). Som det første indtaster ventil, flydende hastighed er omkring 4 til 6 m/s. Det flytter derefter ind i hullet (se nedenfor) mellem ventilen og ventilsædet og dets hastighed er steget til 120 meter/sek i omkring 0,2 millisec. Væsken bevæger sig derefter hen over ventilsædet (jorden) og går ud i omkring 50 mikrosec., Homogeniseringsfænomenerne afsluttes, før væsken forlader området mellem ventilen og sædet, og emulgering initieres og afsluttes derfor i mindre end 50 mikrosec. Hele processen foregår mellem 2 stykker stål i en stålventilenhed. Produktet kan derefter passere gennem en anden fase ventil svarende til den første fase. Mens det meste af fedtkuglens reduktion finder sted i første fase, er der en tendens til sammenklumpning eller klyngning af de reducerede fedtkugler. Den anden trinventil tillader adskillelse af disse klynger i individuelle fedtkugler.,
Det er mest sandsynligt, at en kombination af de to teorier, turbulens og kavitation, forklarer reduktion i størrelsen af det fedt, globuler under homogenisering proces.
turbulens
energi, der spredes i væsken, der går gennem homogeniseringsventilen, genererer intense turbulente hvirvler af samme størrelse som den gennemsnitlige kuglediameter. Kugler er således revet fra hinanden af disse hvirvelstrømme, der reducerer deres gennemsnitlige størrelse.
kavitation
betydeligt trykfald med ændring af væskens hastighed., Flydende cavitates fordi dens damptryk er nået. Kavitation genererer yderligere hvirvler, der ville producere forstyrrelse af fedtkuglerne. Den høje hastighed giver væske en høj kinetisk energi, som forstyrres i en meget kort periode. Øget tryk øger hastigheden. Spredning af denne energi fører til en høj energitæthed (energi pr. Resulterende diameter er en funktion af energitæthed.,
sammenfattende, homogenisering variabler er:
- type af ventil
- pres
- single eller to-trins
- fedtindhold
- overfladeaktivt stof, type og indhold
- viskositet
- temperatur
Også for at blive betragtet er dråben diameter (jo mindre, jo mere vanskeligt at forstyrre), og log diameter, som falder lineært med log-P og flader ud ved høje tryk.