Därför gör en pyttesmal spalt enorm skillnad vid homogenisering

Vad händer med en droppe mjölk när den passerar genom en homogenisator? Exakt hur splittras droppen och var är det egentligen uppdelningen äger rum?

Banbrytande forskning utförd av Fredrik Innings, tidigare Senior Expert på Tetra Pak och adjungerad processor i livsmedelsteknik på Lunds tekniska högskola (LTH), drog en rad intressanta slutsatser om den här grundläggande processen som utgör själva hjärtat av homogenisatorn.

Se videon Magiska Tetra Pak homogenisatorer och läs sammanfattningen av undersökningen nedan.

Magiska Tetra Pak homogenisatorer

Vad är hemligheten bakom effektiv homogenisering? Det här är den korta berättelsen om hur en pytteliten spalt kan göra enorm skillnad. Nyfiken? Se när Bert-Ove förklarar hur prestanda i en homogenisator är beroende av den.

Magiska Tetra Pak homogenisatorer

Vad är hemligheten bakom effektiv homogenisering? Det här är den korta berättelsen om hur en pytteliten spalt kan göra enorm skillnad. Nyfiken? Se när Bert-Ove förklarar hur prestanda i en homogenisator är beroende av den.

Abstract: Droppsplittring i högtryckshomogenisatorer

Droppsplittring i högtryckshomogenisatorer

Det övergripande målet med det här projektet var att undersöka droppsplittringsprocessen i mjölkhomogenisatorer. Detta gjordes med hjälp av mätningar och beräkningar av flödesfälten i spaltområdet och genom att visualisera splittringen av droppar.

För att möjliggöra visualisering och mätning utvecklades två skalmodeller av en homogenisatorspalt. Den fullskaliga modellen var en direkt kopia av spalten i en homogenisator i produktionsskala, men med optisk åtkomst. Normala drifttryck vid homogenisering kunde testas och droppar så små som 5µm diameter kunde visualiseras.

Den andra modellen skalades upp ungefär 100 gånger samtidigt som man såg till att relevanta måttfria grupper förblev konstanta, så att samma faktorer påverkade droppsplittringsprocessen. Den uppskalade modellen tillverkades av transparent plast och användes till både hastighetsmätningar i spaltområdet och visualisering av droppsplittring.

Av de här mätningarna kunde man dra slutsatsen att dropparna inte splittrades vid spaltens mynning. Större droppar förlängdes i viss mån, medan mindre droppar förblev sfäriska. Det händer inte särskilt mycket i själva spalten. Hastighetsprofilen är helt platt genom hela tunneln i en homogenisator av produktionsstorlek.

I en homogenisator i pilotskala har gränsskikten tid att växa och hastighetsprofilen är nästan färdig vid spaltens utlopp. De växande skjuvlagren verkar ha begränsad effekt på dropparna. Under passagen genom spalten får mindre droppar tid att återta sin sfäriska form, medan större droppar lämnar spalten med nästan samma höjd-/breddförhållande som när de kom in i den.

Studien visar att droppsplittringen äger rum i den vilda jetstrålen vid spaltens utlopp. Mätningarna av flödeshastighet visar en väldigt ojämn stråle, som bryts ner snabbare än en jetstråle i en fri vätska. Beroende på kammarens geometri vid spaltens utlopp kan jetstrålen fastna i någon av 45-gradersväggarna och förvandlas till en väggstråle.

Turbulensen i strålen är väldigt hög, med turbulensintensiteter på 50–100 procent. Det fanns vissa indikationer på att flödesstrukturer i samma storlek som, eller något mindre än spaltens höjd, har väldigt stor intensitet. Droppdeformationsexperiment och teoretiska analyser visar att strömvirvlarna som splittrar dropparna kan vara allt från betydligt större än till något mindre än droppen. De större virvlarna deformerar droppen visköst med hjälp av den fartlutning som virveln skapar. De mindre virvlarna deformerar droppen genom vätskans tröghet.

Den kritiska fasen under droppsplittringsprocessen är den inledande deformeringen. Om droppen deformeras till ett höjd-/breddförhållande på 3–5 förlängs droppen väldigt snabbt till ett eller flera filament som kan böjas, snurras och ytterligare deformeras innan de splittras i många små droppar.

Studie: Droppsplittring i högtryckshomogenisatorer

Registrera dig för att ladda ned pdf-versionen och läsa hela studien: ”Droppsplittring i högtryckshomogenisatorer”:

Mjölkdroppe

Kontakta vårt säljteam

Service engineers training

Våra säljteam svarar gärna på eventuella frågor om försäljning eller produkter. Fyll i vårt formulär så att vi kan hjälpa dig på bästa sätt.

  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Syfte med kontakten

Välj ett alternativ

Affärsområde av intresse

Välj ett eller flera affärsområden
Välj affärsområde av intresse

Kontakta vårt säljteam

Sammanfattning

Syfte med kontakten
Affärsområde av intresse
  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Specifikt intresseområde

Välj ett alternativ

Kontakta vårt säljteam

Sammanfattning

Syfte med kontakten
Affärsområde av intresse
  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Förfrågningens omfattning

Välj ett alternativ

Livsmedelskategori

    Välj ett alternativ
    Välj ett alternativ
    Välj ett alternativ
    Välj ett alternativ
    Välj ett alternativ
Välj ett alternativ

Kontakta vårt säljteam

Sammanfattning

Syfte med kontakten
Affärsområde av intresse
  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Specifikt intresseområde

Välj affärsområde av intresse

Kontakta vårt säljteam

Sammanfattning

Syfte med kontakten
Affärsområde av intresse
Specifikt intresseområde
Förfrågningens omfattning
Livsmedelskategori
  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Vad beskriver din begäran bäst?

Välj ett alternativ
Fyll i det här fältet

Kontakta vårt säljteam

Sammanfattning

Syfte med kontakten
Affärsområde av intresse
Meddelande
Specifikt intresseområde
Förfrågningens omfattning
Livsmedelskategori
Vad beskriver din begäran bäst?
Din roll
  • 1 Syfte
  • 2 Förfrågan
  • 3 Kontakt

Företagsinformation

Var god ange en giltig arbetsmejl.
Fyll i det här fältet
Fyll i det här fältet
Fyll i det här fältet
Fyll i det här fältet
Välj ett alternativ
Fyll i det här fältet

Genom att skicka in det här formuläret bekräftar du att du har läst och att du godkänner Tetra Paks sekretesspolicy.

Tack för ditt intresse

Din förfrågan har skickats till våra team. Vi kontaktar dig inom kort. Klicka på knappen nedan om du vill skicka in ytterligare en begäran eller om du har frågor till oss.

Relaterade artiklar

Homogenisering.

Homogenisering används för att uppnå olika sorters resultat: för att förhindra en gräddlinje och sedimentering i mjölkprodukter, för att förbättra viskositeten, smaken och texturen i grädd- eller juicebaserade drycker, för att förbättra munkänslan för sojadrycker och för att förhindra att vassle separeras i yoghurt.​