Auguste Gaulins patent i 1899 bestod av en 3 kolvpump i vilken produkten tvingades genom ett eller flera hår som rör under tryck. Det upptäcktes att storleken på fettkulor som producerades var 500 till 600 gånger mindre än rör. Det har funnits över 100 patent sedan, alla utformade för att producera mindre genomsnittlig partikelstorlek med utgifter av så lite energi som möjligt. Homogenisatorn består av en 3-cylindrig positiv kolvpump (fungerar som bilmotor) och homogeniseringsventil., Pumpen vrids av elmotor genom vevstakar och vevaxel.
för att förstå mekanismen, överväga en konventionell homogeniseringsventil som bearbetar en emulsion som mjölk med en flödeshastighet av 20 000 l/ h. vid 14 MPa (2100 psig). När den först går in i ventilen är vätskehastigheten ca 4 till 6 m / s.den rör sig sedan in i gapet (se nedan) mellan ventilen och ventilsätet och dess hastighet ökas till 120 meter/SEK i ca 0,2 millisec. Vätskan rör sig sedan över ventilsätets yta (landet) och går ut i ca 50 mikrosec., Homogeniseringsfenomenen är klar innan vätskan lämnar området mellan ventilen och sätet, och därför initieras och slutförs emulgering på mindre än 50 mikrosec. Hela processen sker mellan 2 stycken stål i en stålventilaggregat. Produkten kan sedan passera genom en andra stegsventil som liknar det första steget. Medan det mesta av fett globulära minskningen sker i det första steget, finns det en tendens för klumpning eller klustring av de reducerade fettkulorna. Den andra etappen ventilen tillåter separation av dessa kluster i enskilda fettkulor.,
det är troligt att en kombination av två teorier, turbulens och kavitation, förklarar minskningen av fettglobulernas storlek under homogeniseringsprocessen.
turbulens
energi, som sprider sig i vätskan som går genom homogeniseringsventilen, genererar intensiva turbulenta virvlar av samma storlek som den genomsnittliga globuldiametern. Globuler slits sålunda sönder av dessa virvelströmmar vilket minskar deras genomsnittliga storlek.
kavitation
betydande tryckfall med förändring av vätskehastigheten., Flytande kavitater eftersom dess ångtryck uppnås. Kavitation genererar ytterligare virvlar som skulle producera störningar av fettkulorna. Den höga hastigheten ger vätska en hög kinetisk energi som störs på mycket kort tid. Ökat tryck ökar hastigheten. Dissipation av denna energi leder till en hög energitäthet (energi per volym och tid). Resulterande diameter är en funktion av energitäthet.,Sammanfattningsvis är homogeniseringsvariablerna:
- typ av ventil
- tryck
- enkel-eller tvåstegstyp
- fettinnehåll
- ytaktivt ämne typ och innehåll
- viskositet
- temperatur
även att överväga är droppdiametern (ju mindre, desto svårare att störa) och loggdiametern som minskar linjärt med log p och nivåer av vid höga tryck.