Le brevet D’Auguste Gaulin en 1899 consistait en une pompe à 3 pistons dans laquelle le produit était forcé à travers un ou plusieurs cheveux comme des tubes sous pression. On a découvert que la taille des globules gras produits était 500 à 600 fois plus petite que celle des tubes. Il y a eu plus de 100 brevets depuis, tous conçus pour produire une taille moyenne de particules plus petite avec une dépense d’énergie aussi faible que possible. L’homogénéisateur se compose d’une pompe à piston positive à 3 cylindres (fonctionne de manière similaire au moteur de voiture) et d’une vanne d’homogénéisation., La pompe est tournée par un moteur électrique à travers des bielles et un vilebrequin.
pour comprendre le mécanisme, considérons une vanne d’homogénéisation classique traitant une émulsion telle que le lait à un débit de 20 000 l / h. à 14 MPa (2100 psig). Lorsqu’il entre pour la première fois dans la vanne, la vitesse du liquide est d’environ 4 à 6 m/s. Il se déplace ensuite dans l’Espace (voir ci-dessous) entre la vanne et le siège de la vanne et sa vitesse est augmentée à 120 mètres/sec en environ 0,2 millisec. Le liquide se déplace ensuite à travers la face du siège de soupape (la terre) et sort dans environ 50 microsec., Les phénomènes d’homogénéisation sont terminés avant que le fluide ne quitte la zone entre la vanne et le siège, et donc l’émulsification est initiée et terminée en moins de 50 microsecondes. L’ensemble du processus se produit entre 2 pièces d’acier dans un ensemble de vannes en acier. Le produit peut alors passer à travers une vanne de deuxième étage similaire au premier étage. Alors que la majeure partie de la réduction des globules adipeux a lieu dans la première étape, il y a une tendance à l’agglutination ou au regroupement des globules adipeux réduits. La valve du deuxième étage permet la séparation de ces grappes en globules de graisse individuels.,
Il est plus probable qu’une combinaison de deux théories de la turbulence et de la cavitation, explique la réduction de la taille des globules de gras pendant le processus d’homogénéisation.
Turbulence
l’énergie, qui se dissipe dans le liquide passant par la vanne d’homogénéisation, génère des tourbillons turbulents intenses de la même taille que le diamètre moyen du globule. Les Globules sont ainsi déchirés par ces courants de Foucault réduisant leur taille moyenne.
Cavitation
chute de pression considérable avec changement de vitesse du fluide., Le liquide Cavite parce que sa pression de vapeur est atteinte. La Cavitation génère d’autres tourbillons qui produiraient une perturbation des globules gras. La vitesse élevée donne au liquide une énergie cinétique élevée qui est perturbée en très peu de temps. Une pression accrue augmente la vitesse. La Dissipation de cette énergie conduit à une densité d’énergie élevée (énergie par volume et temps). Le diamètre résultant est une fonction de la densité d’énergie.,
en résumé, les variables d’homogénéisation sont les suivantes:
- type de valve
- pression
- simple ou à deux étages
- teneur en matières grasses
- Type et teneur en tensioactifs
- viscosité
- température
Il faut également prendre en compte le diamètre des gouttelettes (plus il est petit, plus il est difficile linéairement avec log P et se Nivelle à haute pression.