El homogeneizador es un equipo utilizado en diversos laboratorios e industrias y permite que una muestra o alimento, presenten las mismas características en toda la sustancia. El proceso que hace esto posible se denomina homogeneización, este se emplea en diferentes disciplinas, tales como las ciencias agrícolas, biología molecular, tecnología de alimentos, entre otras. El sistema de homogeneización es muy importante en el sector de la ciencia y tecnología y en las industrias de alimentos, bebidas y cosméticos.
En la homogeneización, se realiza el mezclado de diferentes fases insolubles, para obtener una suspensión soluble o emulsión. En algunos casos, se requiere la inclusión de una sustancia que humedezca los sólidos. La homogeneización se puede realizar a través de tres métodos diferentes, según el tipo de fuerza que se utilice. De acuerdo con esto, el proceso se clasifica de la siguiente manera:
- Homogeneización mecánica
- Homogeneización a presión
- Homogeneización ultrasónica
Los dos primeros son ampliamente utilizados en la industria de los alimentos, mientras que la homogeneización ultrasónica es considerada un campo emergente. El tipo de homogeneización que se utilice va a depender de los materiales que se desean homogeneizar y del fin que se le dará al producto final.
En la industria alimenticia se utiliza la homogeneización extensamente, con el objetivo de lograr una textura homogénea en los alimentos, lo cual es más atractivo para los consumidores; en la industria farmacéutica, se utiliza en la producción de medicamentos y vacunas, mientras que, en la industria de los cosméticos, la homogeneización permite la reducción de las partículas a un tamaño de menos de un micrón, lo cual favorece su absorción por la piel.
Tipos de homogeneizadores
Existen una gran variedad de equipos de homogeneización, según el tipo de procesamiento que realizan. Tenemos los homogeneizadores mecánicos, que pueden utilizar mecanismos de diferentes tipos, para la reducción del tamaño de la partícula. Entre estos se encuentran los que se fundamentan en molinos de cuchillas, molinos de bolas y rotor-estator.
También están los homogeneizadores de presión, cuyo componente principal es el sistema de disrupción. De acuerdo al mecanismo del sistema de interrupción, estos homogeneizadores pueden ser de válvulas y de orificios. Finalmente, encontramos los homogeneizadores de ultrasonidos, que utilizan ondas ultrasónicas y generan un fenómeno conocido como cavitación acústica.
Homogeneizadores mecánicos
Los equipos de molinos de cuchillas poseen un mecanismo para la reducción del tamaño de las partículas, que consiste en aspas cortantes acopladas al motor. El efecto sobre el material se produce por corte, cizallamiento o su combinación. La velocidad es un aspecto que se debe cuidar y está influenciada por la materia prima y las características que se desean en el producto procesado. Por lo general, los molinos de cuchillas se utilizan para la reducción de tamaño primario.
Los dispositivos de molinos de bolas, están conformados por un cilindro hueco que contiene bolas esféricas. Para realizar la homogeneización, la materia prima se introduce en el cilindro y a este, se le aplica un movimiento rotacional. Este movimiento crea una fuerza centrífuga en las bolas, que impactan contra la materia prima, reduciendo el tamaño de la partícula. Este tipo de homogeneizador es utilizado para la micronización de frutas y hortalizas secas.
Los equipos tipo rotor-estator se conocen también como molino coloidal u homogeneizador Willems. Este dispositivo posee un eje giratorio (rotor), dentro de un anillo fijo (estator). Al producirse el movimiento del rotor, la muestra es succionada al espacio entre el rotor y el estator. De esta manera, la muestra es sometida a una fuerza de corte alta y permite la obtención de un tamaño de partícula más pequeño. Generalmente se utiliza para la emulsificación.
Homogeneizadores de presión
Equipo conformado por dos componentes, el primero es una sección con una bomba de desplazamiento positivo y la segunda, es la sección de homogenización. La bomba de desplazamiento positivo es de tipo pistón, cuando este retrocede, abre la válvula de succión e ingresa el material a un área de compresión. Luego, cuando el pistón avanza, produce la presión suficiente para abrir la válvula de descarga y el material pasa a una zona de alta presión, donde es forzado a pasar por un espacio pequeño. En este punto se genera turbulencia y mezclado, lo que finalmente homogeniza al material.
Los homogeneizadores de presión se encuentran entre los más utilizados, particularmente por la industria alimenticia. Esto se debe al efecto sinérgico de la homogeneización y el incremento de la temperatura, que promueve una vida útil duradera del producto, además de mejorar las propiedades fisicoquímicas del mismo.
Homogeneizadores de ultrasonidos
Dispositivo que opera mediante ondas ultrasónicas de elevada potencia. Estas ondas generan una gran cantidad de burbujas, que luego colapsan. Este efecto es conocido como cavitación. El colapso de las burbujas forma gran cantidad de chorros de líquido, que promueven fuerzas de cizallamiento. Estas rompen las partículas y desorganizan las gotas y células, con una transferencia de masa eficiente.
La cavitación produce efectos sonomecánicos y sonoquímicos que reducen el tamaño de las partículas sólidas y líquidas. Además, favorece su mezclado en una formulación homogénea. Estos equipos son ideales para la elaboración de lodos (sólido-líquido) y de suspensiones y soluciones (líquido-líquido).
Homogeneizadores Kalstein
En Kalstein ofrecemos homogeneizadores de vástago y ultrasónicos, de la serie YR. Usted puede escoger el que más se ajuste a sus necesidades. Los equipos ultrasónicos Kalstein cuentan con pantalla táctil, realizan un monitoreo automático de la temperatura de la muestra y poseen un sistema de alarma en caso de incrementos de temperatura riesgosos. Estos equipos, permiten la configuración de la potencia desde 1 hasta 100 %. Además, pueden establecer comunicación con una computadora o imprimir los datos. Para mayor información sobre los homogeneizadores Kalstein, visite el enlace AQUI