Дата публикации:
Диспергирование – процесс дробления вещества на мелкие частицы в условиях жидкой среды. На сегодняшний день такой метод активно используется в промышленности и пищевой отрасли.
Несмотря на эффективность такой процедуры, не каждый знает, что такое диспергирование. Это механическая обработка жидкостей с целью получения эмульсии или порошка: главной особенностью является возможность смешивать материалы, которые не растворимы. В результате образуется однородная среда, необходимая для производства продуктов питания, химикатов, косметики, лекарственных препаратов.
Содержание
- История диспергирования
- Применение диспергаторов в пищевой промышленности
- Процесс диспергации
- Плюсы и минусы диспергации
- Выводы
Диспергирование – измельчение твердых тел и жидкостей, в результате чего образуются порошок, эмульсия или суспензия. При разрушении твердых тел происходит механическое разрушение тела: для этого могут использоваться различные мельницы или гомогенизаторы. Выбор оборудования напрямую зависит от типа вещества и условий проведения диспергирования.
История диспергирования
Развитие такого явления, как диспергирование, началось в 1849 году: инженер И.И. Третесский выдвигал идеи использования струй газа для перемещения твердых тел.
Промежуток с 1896 по 1898 гг. стал периодом становления теории газов, на основе которой в 1880 году появился первый патент на струйные мельницы. Несмотря на актуальность для того времени, приборы не получили широкого распространения – причиной стали быстрые поломки элементов.
В 1917 году была разработана мельница с двумя встречными струями: такой образец стал первым из большинства промышленного оборудования.
Для размола фрезерного торфа с 1925 года стали использовать мельницу ударного действия: у «Пушки» было выявлено множество недостатков, которые привели к снижению популярности.
Применение диспергаторов в пищевой промышленности
Диспергирование – один из важных этапов производственного процесса, без которого не обойтись при изготовлении лакокрасочных материалов, в составе которых присутствуют пигмент или наполнитель.
В таком случае диспергирование необходимо для того, чтобы разрушить агломераты и равномерно распределить их в жидкой фазе – растворе пленкообразователя или расплаве полимера.
Важно обратить внимание, что измельчение – сложная стадия производства, эффективность которой зависит от того, насколько оптимизирована пигментная паста.
Диспергирование применяется также при получении цемента и муки, а также в области пищевой промышленности – продуктов питания, кормовых концентратов.
Диспергаторы особенно широко используются в таких сферах пищевой промышленности, как:
- Восстановление молока, сливок.
- Приготовление йогурта, мороженного, майонеза.
- Производство фруктовых, овощных, мясных пюре.
Несмотря на то, что диспергирующее оборудование широко распространено в области пищевой промышленности, без него не обойтись в области фармацевтики и косметологии.
Процесс диспергации
Процесс диспергирования – измельчения веществ в определенных условиях – способствует образованию суспензии или порошка в результате механического разрушения.
Одним из этапов диспергирования является эмульгирование. Вещества образуются в вожде или в жире с помощью специализированных эмульгаторов: жир покрывается стабилизирующей пленкой, задача которой – обеспечить устойчивость и предотвратить расслоение.
Процедура проводится в определенных температурных условиях. Кроме того, важно обеспечить одинаковый размер жировых частиц.
Для эмульгирования используются эмульсоры или мельницы.
Еще один этап диспергации – гомогенизация. Полученные в результате эмульгирования эмульсии проходят дополнительную обработку для того, чтобы уменьшить размер фазы. Процесс проводится с применением специальных гомогенизаторов: подача эмульсии производится под высоким давлением.
Дозированный объем подготовленной творожной основы подается насосом в смесительную головку, состоящую из ротора и статора, снабженных штифтами. При входе массы в смесительную головку в нее пропорционально подается необходимый объем сжатого газа (воздуха, азота и т.п.). Проходя через штифты смесительной головки, насыщенная воздухом суспензия тщательно перемешивается. Для обеспечения быстрого и равномерного распределения газа в потоке продукта в смесительной головке создается противодавление[1].
1 – регулятор расхода газа;
2 – пеногенератор;
3 – термометр платиновый технический;
4 – манометр с разделителем сред;
5 – электромагнитный счетчик-расходомер;
6 – загрузочная воронка;
7 – насос одновинтовой
Плюсы и минусы диспергации
Среди основных преимуществ диспергации следует обратить внимание на:
- Возможность увеличить площадь поверхности. Частицы вещества разбиваются на мелкие элементы, что повышает эффективность и скорость внутренних реакций, улучшает свойства материалов.
- Обеспечение равномерности смеси, что обусловлено легкостью смешивания мелких частиц материала. Это позволяет сделать готовый продукт равномерным даже в том случае, если исходные компоненты отличаются по плотности и консистенции.
- Улучшение свойств готовых продуктов, что особенно актуально при производстве катализаторов, лекарственных препаратов, полимеров.
- Уменьшение размеров частиц до нескольких нанометров, что обеспечивает уникальные свойства готового продукта.
В число недостатков такого процесса входит высокая стоимость оборудования для диспергирования, а также необходимость создания специальных условий.
Успешность процедуры напрямую зависит от свойств исходных материалов: не все компоненты могут быть измельчены до нужного размера.
Важно помнить о том, что диспергирование – необратимый процесс: измельченные частицы не подлежат восстановлению.
  |  |  |
Выводы
Диспергирование – достаточно сложный производственный процесс, необходимость проведения которого напрямую зависит от свойств готового продукта и поставленных задач.
Несмотря на затратность и ряд ограничений, диспергирование на протяжении длительного времени остается эффективным методом улучшения свойств готового продукта, а также создания уникальных материалов, не имеющих аналогов.
Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент оборудования для диспергирования: модели отличаются функционалом, комплектацией, свойствами и характеристиками, что также влияет на стоимость. Такие устройства необходимы на предприятиях, где производятся молочные продукты, соусы, косметика для тела, а также лакокрасочные материалы с добавлением пигмента, цемент.
Список литературы
[1]. Будрик В. Г. и др. Оборудование для измельчения и диспергирования //Пищевая промышленность. – 2011. – №. 10. – С. 18-22.
