Bể nhũ tương là thiết bị quan trọng trong sản xuất công nghiệp hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Nhiệm vụ cốt lõi của nó là trộn hai chất lỏng không hòa tan với nhau, chẳng hạn như dầu và nước, một cách hiệu quả và đồng đều để tạo thành một hệ thống nhũ tương đồng nhất ổn định, ở quy mô vi mô.

I. Nguyên tắc làm việc cốt lõi: Cắt, đùn và nghiền

Nguyên tắc hoạt động của bể nhũ tương không phải là khuấy đơn giản, mà là dựa trên hành động nhũ tương vật lý do lực cơ học cường độ cao mang lại. Quá trình này chủ yếu chia làm hai giai đoạn là hỗn hợp vĩ mô và đồng nhất vi mô:

1. Giai đoạn tiền trộn vĩ mô: mái chèo trộn trung tâm (thường là loại khung hoặc loại neo) xoay ở tốc độ thấp dưới ổ đĩa động cơ, pha dầu, pha nước và các phụ kiện khác được trộn sơ bộ để tạo thành nhũ tương thô. Giai đoạn này đảm bảo tính đồng nhất vĩ mô của vật liệu để chuẩn bị cho quá trình nhũ tương mịn tiếp theo.

2. Giai đoạn nhũ tương vi mô tốt (liên kết cốt lõi): bộ đồng nhất tốc độ cao (còn gọi là đầu nhũ tương) nằm ở đáy hoặc bên của bể bắt đầu hoạt động. Cốt lõi của nó là một sự kết hợp chính xác giữa rôto và stator. Rotor quay ở tốc độ cao (thường lên đến 0-3000rpm hoặc cao hơn) được điều khiển bởi động cơ, tạo ra lực ly tâm mạnh hút vật liệu từ trung tâm rôto.

• Cắt cường độ cao: Vật liệu bị bắn ra ngay lập tức trong một khoảng cách cực kỳ hẹp (thường chỉ vài mm) giữa rôto quay ở tốc độ cao và stator đứng yên. Quá trình này tạo ra lực cắt thủy lực lớn, lực va đập và nhiễu loạn.

• Drop Breaking&Homogenization: Dưới tác động cơ học mạnh mẽ này, một pha phân tán, chẳng hạn như giọt dầu, nhanh chóng bị xé, vỡ thành những giọt cực kỳ nhỏ và phân phối đều vào các pha liên tục, chẳng hạn như nước, tạo thành một nhũ tương ổn định với kích thước hạt cực nhỏ và phạm vi phân phối hẹp. Kích thước hạt có thể đạt tới mức micron hoặc thậm chí nano.

Sự thay đổi vật lý do lực cơ học này mang lại, làm cho hương vị của sản phẩm tinh tế hơn, sự xuất hiện sáng hơn, hệ thống ổn định hơn, không dễ xảy ra hiện tượng phân tầng, tách dầu hoặc kết tủa.

II. Cấu trúc và thành phần chính

Một bể nhũ tương điển hình là một hệ thống tích hợp nhiều chức năng, với các thành phần chính bao gồm:

• Thân xe tăng: Thường được làm bằng thép không gỉ chất lượng cao (như 304 hoặc 316L), bề mặt bên trong và bên ngoài được đánh bóng, mịn và dễ lau chùi, phù hợp với tiêu chuẩn GMP. Thân xe tăng được thiết kế với cấu trúc áo khoác có thể đạt được sự gia nhiệt, cách nhiệt hoặc làm mát vật liệu bằng cách đưa vào hơi nước/nước nóng hoặc chất làm mát.

• Hệ thống trộn: bao gồm động cơ trộn chậm, giảm tốc và mái chèo trộn. Chịu trách nhiệm pha trộn vĩ mô, đảm bảo vật liệu được làm nóng đồng đều và ngăn ngừa quá nóng cục bộ hoặc bột cháy.

• Hệ thống đồng nhất: bao gồm động cơ đồng nhất tốc độ cao và đầu đồng nhất (rôto-stator). Là nguồn động lực cốt lõi để thực hiện nhũ hóa tinh tế.

• Hệ thống truyền động: thường sử dụng con dấu cơ học hoặc con dấu từ tính để đảm bảo không có rò rỉ trong điều kiện chân không hoặc áp suất bên trong bể, an toàn và vệ sinh.

• Hệ thống điều khiển nhiệt độ: áo khoác được kết nối với thiết bị điều khiển nhiệt độ (như ống sưởi điện, van hơi nước, van môi trường lạnh) để kiểm soát chính xác nhiệt độ vật liệu thông qua hệ thống điều khiển tự động.

• Hệ thống chân không: Cấu hình bơm chân không, có thể được hút chân không trong quá trình nhũ hóa, loại bỏ bong bóng trong vật liệu, ngăn chặn sản phẩm tạo ra lỗ chân không trong giai đoạn sau, đồng thời cũng có thể tránh vật liệu bị oxy hóa và hư hỏng trong quá trình khuấy.

• Hệ thống điều khiển: bể nhũ tương hiện đại được trang bị hệ thống điều khiển PLC hoặc màn hình cảm ứng, có thể thiết lập và lưu trữ công thức quy trình, tự động điều khiển tốc độ khuấy, tốc độ đồng nhất, nhiệt độ, chân không, thời gian và các thông số khác để đạt được sản xuất tự động và đảm bảo tính nhất quán của từng lô sản phẩm.

• Các phụ kiện khác: gương cửa sổ, hố ga, bóng rửa (hệ thống làm sạch trực tuyến CIP), nhập khẩu và xuất khẩu các vật liệu khác nhau, v.v.

III. Lĩnh vực ứng dụng rộng rãi

• Ngành công nghiệp thực phẩm: sản xuất các sản phẩm sữa (sữa chua, sữa hương vị), đồ uống (nước giải khát protein, nhũ tương nước trái cây), gia vị (nước sốt salad, mayonnaise, nguyên liệu đáy lẩu), kem, sô cô la, kẹo, v.v.

• Ngành mỹ phẩm và hóa chất hàng ngày: sản xuất kem dưỡng da, kem dưỡng da, serum, dầu gội đầu, sữa tắm, kem đánh răng, kem chống nắng, v.v.

• Công nghiệp dược phẩm: sản xuất thuốc mỡ, kem, kem dưỡng da, thuốc đạn, liniment để sử dụng bên ngoài, v.v.

• Ngành công nghiệp hóa chất: chuẩn bị nhũ tương thuốc trừ sâu, vật liệu nano, nhũ tương polymer, sơn, mực, v.v.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

1. Chuẩn bị (SIP/CIP): Trước khi vận hành, bể nhũ tương phải được làm sạch và khử trùng.

2. Cho ăn: Thông thường nguyên liệu pha nước được đưa vào bể trước, bắt đầu khuấy chậm và bắt đầu làm nóng. Sau đó chậm rãi thêm nguyên liệu pha dầu (cần tan chảy trước).

3. Trước khi trộn và sưởi ấm: dưới sự khuấy chậm, vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ nhũ tương theo yêu cầu của quá trình và giữ ấm trong một thời gian để khử trùng.

4. Đồng nhất nhũ tương: bật bộ đồng nhất tốc độ cao, theo yêu cầu của quá trình sản phẩm, hoạt động ở nhiệt độ, tốc độ và điều kiện chân không cụ thể trong một thời gian nhất định cho đến khi hình thành nhũ tương đồng nhất và tinh tế.

5. Làm mát và xả: Sau khi quá trình nhũ tương hoàn tất, thông qua áo khoác vào nước làm mát, vật liệu sẽ được làm mát đến nhiệt độ xả dưới sự khuấy chậm. Nó có thể giữ chân không để ngăn không khí bên ngoài hít vào trong quá trình này. Cuối cùng, sản phẩm hoàn chỉnh được vận chuyển qua cổng xả phía dưới đến quy trình tiếp theo hoặc bể lưu trữ.

6. Làm sạch: Sau khi kết thúc sản xuất, làm sạch trực tuyến ngay lập tức để chuẩn bị cho đợt sản xuất tiếp theo.

V. Các biện pháp phòng ngừa vận hành và bảo trì an toàn

• An toàn là trên hết: Nghiêm cấm đưa tay hoặc dụng cụ vào bể trong khi thiết bị đang hoạt động. Đảm bảo rằng tất cả các lá chắn được lắp đặt đúng vị trí.

• Hoạt động thông số kỹ thuật: phải được thực hiện nghiêm ngặt theo quy trình hoạt động của thiết bị và công thức quy trình sản phẩm. Nghiêm cấm vận hành đầu đồng nhất ở tốc độ cao trong trạng thái không tải để tránh làm hỏng niêm phong cơ học.

• Kiểm tra cẩn thận: Thường xuyên kiểm tra độ kín của con dấu cơ khí, độ đồng tâm của hệ thống khuấy và đồng nhất và nếu có âm thanh bất thường.

• Bảo trì định kỳ: Thường xuyên bổ sung hoặc thay dầu bôi trơn cho bộ giảm tốc, kiểm tra xem từng ốc vít có lỏng lẻo hay không, đảm bảo thiết bị ở trạng thái tốt nhất.

Tóm lại, bể nhũ tương là một thiết bị chuyên sâu về công nghệ, với các tính năng hiệu quả, ổn định và tự động hóa, đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo hiệu quả sản xuất và đạt được quy mô, tiêu chuẩn hóa sản xuất. Lựa chọn đúng đắn, sử dụng và duy trì bình sữa là khâu cốt lõi của sản xuất các ngành liên quan.