Homojenizasyondaki küçük bir boşluk neden büyük bir fark oluşturur?
Homojenizatörden geçen bir damla süte ne olur? Damla ne zaman parçalanır ve parçalanma tam olarak nerede gerçekleşir?
Tetra Pak'ta kıdemli bir uzman ve Lund Üniversitesinde gıda mühendisliği doçenti olan Fredrik Innings'in yaptığı çığır açıcı araştırma, homojenizatörün merkezindeki bu temel proses hakkında ortaya bazı ilginç sonuçlar çıkarmıştır.
Tetra Pak homojenizatörlerin içindeki sihir videosunu görüntüleyin ve bu çalışmanın özetini aşağıdan okuyun.
Tetra Pak homojenizatörlerinin içindeki sihir
Etkili homojenizasyonun sırrı nedir? Bu, küçük bir boşluğun nasıl büyük bir fark oluşturduğunu anlatan kısa bir hikaye. Merak ediyor musunuz? Homojenizatörün performansının buna nasıl bağlı olduğunu açıklayan Bert-Ove'ye kulak verin.
Tetra Pak homojenizatörlerinin içindeki sihir
Etkili homojenizasyonun sırrı nedir? Bu, küçük bir boşluğun nasıl büyük bir fark oluşturduğunu anlatan kısa bir hikaye. Merak ediyor musunuz? Homojenizatörün performansının buna nasıl bağlı olduğunu açıklayan Bert-Ove'ye kulak verin.
Özet: Yüksek Basınçlı Homojenizatörlerde Damla Parçalanması
Yüksek Basınçlı Homojenizatörlerde Damla Parçalanması
Bu projenin amacı süt homojenizatörlerindeki damla parçalanması prosesini incelemektir. Bu işlem, boşluk bölgesi̇ndeki akış alanlarının ölçümleri ve hesaplamalarıyla ve parçalanan damlaların görselleştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir.
Görselleştirmenin ve ölçümlerin mümkün olabilmesi için homojenizatör boşluğunun iki ölçekte modeli geliştirilmiştir. Tam ölçekli model, üretim ölçeğindeki homojenizatöründeki boşluğun doğrudan kopyasıdır ancak optik erişimlidir. Normal operasyonel homojenizasyon basınçları test edilebilir ve çapı 5 µm'ye kadar olan damlalar görselleştirilebilir.
Damlanın parçalanma sürecini aynı faktörlerin yönetebilmesi için ikinci model yaklaşık 100 kat büyütülerek ilgili boyutsuz grupların sabit tutulması sağlanmıştır. Büyütülmüş model şeffaf plastiktendir ve hem hız alanı ölçümleri hem de damla görselleştirme için kullanılmıştır.
Bu ölçümlerden damlaların boşluk girişinde parçalanmadığı sonucuna varılmıştır. Büyük damlalar bir yere kadar uzamış, küçük damlalarsa küremsi şekilde kalmıştır. Boşlukta fazla bir şey olmamıştır. Üretim ölçeğindeki bir homojenizatörde hız profili oldukça düzdür.
Pilot ölçüdeki bir homojenizatörde sınır katmanlarının büyümek için zamanı vardır ve hız profili neredeyse boşluğun çıkışında oluşur. Büyüyen parçalama katmanları, damlalarda sınırlı etkiye sahip gibi görünür. Küçük damlalar boşluktan geçerken, küresel şekillerine geri dönecek zamana sahip olur ancak büyük olanlar, boşluktan neredeyse girdikleri zamankiyle aynı en boy oranıyla çıkar.
Bu çalışma, damla parçalanmasının boşluk çıkışındaki türbülanslı püskürtmede meydana geldiğini gösteriyor. Akış hızı ölçümleri, serbest bir sıvıdaki püskürtmeden daha hızlı, oldukça kararsız bir püskürtme parçalanması gösteriyor. Boşluk çıkışındaki haznenin geometrisine bağlı olarak püskürtme 45 derecelik duvara yapışabilir veya duvar püskürtmesine dönüşebilir.
Püskürtmede türbülans çok yüksektir ve yoğunluğu %50-100 arasındadır. Boşluğun yüksekliğindeki veya biraz daha küçük akış yapılarının çok yüksek yoğunlukta olduğuna dair göstergeler bulunmuştur. Damla bozulması deneyleri ve teorik analizler, girdapların boşluk ile aynı boyutta veya biraz küçük olacak şekilde boyutları değişen damlaları parçaladığını gösteriyor. Büyük girdaplar, damlayı girdap tarafından oluşturulan hız gradyeni ile bozar. Küçük girdaplar damlanın yapısını sıvı eylemsizliği ile bozar.
Damlanın parçalanma prosesindeki kritik aşama, ilk bozulmadır. Damlanın yapısı 3-5 en boy oranına kadar bozulduysa daha küçük damlacıklara ayrılmadan önce çok hızlı bir şekilde bükülebilen, sarılabilen ve daha fazla bozulabilen bir veya daha fazla filament şeklinde uzatılmış bir hal alır.
Yüksek Basınçlı Homojenizatörlerde Damla Parçalanması Çalışması
PDF halinde indirmek ve çalışmanın tamamını okumak için kaydolun: "Yüksek Basınçlı Homojenizatörlerde Damla Parçalanması":
Homojenizasyon
Homojenizasyon, şunlar gibi çeşitli sonuçlara ulaşmak için kullanılır: Süt ürünlerinde krema katmanını ve tortulaşmayı önlemek, meyve suyu bazlı içeceklerin viskozitesini, lezzetini ve dokusunu iyileştirmek, soya içeceklerinin ağız hissini iyileştirmek ve yoğurtta peynir altı suyunun ayrılmasını önlemek.
