Homogenizatory > Mechaniczne > Jak działają generatory...

Sposób pracy generatorów (końcówek homogenizujących), wbrew utartym opiniom o ściśle mechanicznych charakterze ich działania, jest nieco bardziej skomplikowany. Machanizm działania generatorów jest dwuetapowy. Poniżej postaramy sie wyjaśnić jak te, pozornie proste urządzenia działają.


Generator składa się z dwóch podstawowych elementów:

- statora czyli rurki ze stali nierdzewnej, która jest nieruchoma w czasie homogenizacji,
- rotora (inaczej noża tnącego), który porusza się wewnątrz statora homogenizując materiał.

Obydwa wymienione elementy przedstawiono na zdjęciu poniżej (1 - stator, 2 - rotor)

Podczas pracy homogenizatora rotor porusza się w statorze z bardzo dużą prędkością. W naszych modelach maksymalna prędkość obrotowa może wynosić nawet 30 000 rpm! W takich warunkach zewnętrzna powierzchnia noża tnącego generatora o średnicy 20 mm porusza się z prędkością liniową równą około 22 metry na sekundę (tj. prawie 80 km/h). Obracając się z tak dużą prędkością, łopatki rotora powodują wyrzucanie roztworu homogenizowanego przez otwory w dolnej części statora (rysunek poniżej, strzałki numer 2), dzięki czemu we wlotowej części generatora (strzałka nr 1) tworzy się znaczne podciśnienie i, co za tym idzie, duża siła ssąca. Ząbki na końcu statora w niektórych modelach pomagają w rozrywaniu materiału homogenizowanego przed właściwym rozcieraniem go we wnętrzu końcówki.

Materiał homogenizowany jest rozcierany pomiędzy zewnętrzną krawędzią noża tnącego a wewnętrzną ścianką statora. Stąd krytyczne znaczenie dla otrzymania homogenatu o możliwie drobnej granulacji ma szerokość szczeliny pomiędzy statorem a rotorem (zdjęcie poniżej, szczelina zaznaczona strzałką)
Siły mechaniczne nie są jedynym czynnikem działającym na cząstki stałe materiału. W chwili gdy łopatki rotora naprzemiennie znajdują się naprzeciw szczeliny lub ścianki statora dochodzi do gwałtownych zmian ciśnienia roztworu w szczelinie generatora. Takie zmiany ciśnienia powodują wytrącanie pęcherzyków gazów rozpuszczonych w roztworze (tzw. efekt kawitacji). Jeżeli na drodze fali zmiany ciśnienia znajdzie się np. komórka to wewnątrz jej cytoplazmy również zachodzi kawitacja. Tworzące sie pęcherzyki gazu powodują rozerwanie komórki. Stąd przy pomocy homogenizatora mechanicznego możliwa jest homogenizacja nawet struktur o znacznie mniejszych wymiarach niż średnica szczeliny pomiędzy rotorem i statorem.