Homogenizator - co to jest i jak dziala...
Homogenizator jest to urządzenie przeznaczone do homogenizacji prób najczęściej w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych. Proces homogenizacji polega na wytworzeniu mieszaniny jednorodnej ze składników, które w standardowych, normalnych warunkach nie mieszają się.
Homogenizatory spotkamy nie tyko w przemyśle i laboratoriach, ale również w naszym codziennym życiu. W przemyśle na naprawdę dużą skalę homogenizatory używane są do homogenizacji produktów mleczarskich, jak również w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Mleko, śmietana i inne przetwory otrzymywane z mleka krowiego, czy koziego poddaje się homogenizacji, aby znacznych rozmiarów cząsteczki tłuszczu rozdrobnić do takich wielkości, aby na wytworzonym produkcie nie zbierał się on na powierzchni. Również w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym odpowiednie przygotowanie i stabilność emulsji ma wpływ, na jakość wytworzonych produktów.
Oczywiście zanim skala przeniesie się na skalę przemysłową wiele z badań i eksperymentów jest prowadzonych na skalę laboratoryjną. Dlatego też w sprzedaży jest wiele rodzajów homogenizatorów laboratoryjnych i odpowiadające im urządzenia, które w analogiczny sposób działają, jakkolwiek ta skalę przemysłową. Najprostszymi dostępnymi modelami homogenizatorów są homogenizatory typu wirnikowego, urządzenia, które zasadniczo składają się z silnika (motoru) oraz kocówki homogenizującej, którą osadza w obudowie. Modeli samych silników jest bardzo wiele, tak samo jak wiele może być końcówek do nich pasujących, kocówek, które dobiera się do pożądanego efektu homogenizacji i substancji, jakie się im poddaje. Innym rodzajem homogenizatorów, jakie często spotyka do przygotowywania jednorodnej mieszaniny są tzw. homogenizatory ciśnieniowe, w których pod zwiększonym ciśnieniem produkt jest przeciskany przez szczeliny pod zwiększonym ciśnieniem.
W skali laboratoryjnej najczęściej wykorzystuje się homogenizator pracujący do objętości kilku litrów, większe jednostki, które homogenizują kilkanaście lub kilkadziesiąt litrów nadają się do przeskalowywania eksperymentu do skali półprzemysłowej, aby w końcu użyć jednostki typowo przemysłowe. Przy używaniu homogenizatora bardzo istotnym parametrem jest prędkość obrotu końcówki mieszającej, które to bezpośrednio przekłada się, na jakość homogenizacji substancji. Zakres prędkości pracy końcówki mieszającej może wynosić nawet do kilkudziesięciu tysięcy obrotów na minutę, – co pozwala na uzyskanie naprawdę mieszaniny wysoce jednorodnej. Homogenizatory wyposażone w mocne silniki nadają się do pracy nawet z bardzo lepkimi substancjami lub z substancjami, których lepkość zmienia się podczas pracy, powtarzalność wyników homogenizacji jest również zależna od możliwości utrzymania pożądanej prędkości homogenizacji, nawet pomimo zmieniającej się lepkości substancji. Podczas procesu homogenizacji w przypadku pracy z substancjami termo labilnymi istotne jest, aby kontrolować temperaturę, dlatego też niektóre z urządzeń jest dodatkowo wyposażone we wskaźnik temperatury. Celem uzyskania jak najbardziej wydajnego procesu homogenizacji istotne jest, oprócz wyboru samego rodzaju końcówki, również wersja końcówki, gdyż mogą one być przystosowane do mediów o różnych gęstościach, do dokładnego rozdrabniania substancji lub z dodatkowym nożem do rozdrabniania tkanek stałych.
Innym typem laboratoryjnych homogenizatorów są homogenizatory kulowe, które mają zastosowanie do rozdrabniania, mieszania, lizowania czy mielenia próbek. Homogenizator kulowy to idealne rozwiązanie przy analizie RNA i DNA, analizie białek, lizie komórek, PCR lub przy analizie ekspresji genów.
Stałe próbki laboratoryjne można przygotować w swego rodzaju homogenizatorach – blenderach, w których próbki umieszczone w specjalnych torbach poddaje się uderzeniom ze stałą prędkością przez pewien ustalony z góry i zaprogramowany czas. Za pomocą blenderów można poddać homogenizacji wszelkiego rodzaju niewielkie próbki z branży farmaceutycznej, klinicznej i weterynaryjnej, gdzie niezwykle istotna jest molekularna ekstrakcja, a także badania toksyn.
Wiele z laboratoryjnych urządzeń posiada w swojej pamięci programy, które służą do przygotowania prób w celu przeprowadzania konkretnej analizy np. salmonelli, E. Coli, czy Listeria lub Listeria monocytogenes.
Przy masowej produkcji lub do skalowania eksperymentu na skalę półprzemysłową idealnie sprawdzą się przepływowe homogenizatory, których wydajność określana jest, jako objętość przetwarzana w litrach na minutę. Taka objętość przetwarzania, nawet dla urządzeń nieprodukowanych na specjalne zamówienie może wynosić nawet do kilkudziesięciu litrów na minutę, co w skali godziny daje wydajność na poziomie kilku tysięcy litrów.