Flexibler und effizienter

Bei steigenden Anforderungen an die Produkteigenschaften und Herstellprozesse stoßen traditionelle Homogenisiertechniken immer öfter an ihre physikalischen Grenzen. Die starre Abhängigkeit zwischen Durchsatz und Energieeintrag ist der große Nachteil traditioneller Homogenisiertechniken. Der Koaxialhomogenisator Co-Twister von Symex sorgt für Flexibilisierung und Effizienzsteigerung von Homogenisierprozessen.

Sensible, scherempfindliche Formulierungen erfordern häufig eine sehr lange Prozesszeit, will man eine homogene, enge Partikel-/Tröpfchengrößenverteilung bei geringstem mechanischen Energieeintrag erzielen. Ähnliche Nachteile ergeben sich auch mit Hochdruckhomogenisatoren bei extrem hohen Energieentbeträgen. Mit Hochdruckhomogenisatoren lassen sich zwar kleinste Partikel-/Tröpfchengrößen erzielen, der Durchsatz durch das System ist allerdings bezogen auf die vor- und nachgeschalteten Prozessstufen um ein vielfaches zu gering.
Bei dem Patentierten, nach dem Rotor-Sator-Prinzip arbeitenden Koaxialhomogenisator Co-Twister von Symex erhielt der sonst fest montierte Stator einen Antriebsmotor und wurde dadurch zum dynamischen Stator, der viele Vorteile bietet, denn beim Co-Twister sind Durchsatz und Energieeintrag unabhängig voneinander einstellbar. Die zwei über Frequenzumrichter stufenlos regelbaren wassergekühlten Antriebsmotoren lassen beinahe jedes Drehzahlverhältnis zwischen Rotor und dynamischem Stator zu. In Grenzfällen lassen sich Rotor und dynamischer Stator mit simultaner Drehzahl in die gleiche Richtung oder mit maximalen Drehzahlen gegenläufig betreiben. Das Resultat im simultanen Gleichlauf wäre ein maximaler Durchsatz bei so gut wie keinem mechanischen Energieeintrag. Da nun Rotor und dynamischer Stator mit maximaler Drehzahl gegenläufig betreibbar sind, lassen sich maximale Durchsätze bei höchstmöglichen mechanischen Energieeintrag erzielen. Im Grenzfall stellt sich im Scherspalt zwischen Rotor und dynamischen Stator eine Differenzgeschwindigkeit von bis 70 m/s ein. Die Vielfalt der Einstellvarianten lässt selbst den Betrieb im herkömmlichen Rotor-Stator-Modus zu, bei der der wassergekühlte Motor des dynamischen Stators technisch mit 0 min betrieben wird uns somit den dynamischen Stator im Stillstand hält.
Da der Durchsatz über die Rotordrehzahl und der mechanische Energieeintrag über die Differenzgeschwindigkeit im Scherspalt unabhängig einstellbar sind, lässt sich die Partikel-/Tröpfchengrößenverteilung einer jeden Dispersion direkt beeinflussen.
Mit der Einstellung des Durchsatzes bestimmt man, wie lange es dauert, bis die sehr enge Verteilungsbreite der gewünschten Tröpfchengröße erreicht ist. Mit Hilfe der Differenzgeschwindigkeit im Scherspalt lässt sich maßgeblich die Partikel-/Tröpfchengröße steuern.

Praktische Beispiele

Bei der Gelherstellung vermeidet schneller Homogenisieren neutralisierter synthetischer Gele die Zerstörung der Vernetzung, so dass die Viskosität unbeeinflusst bleibt.
Bei Sonnensprays werden Pigmente wie etwas TiO2-Pigmente ohne Destabilisierung der Emulsion schnell und monodispers verteilt. Hier sorgt der Homogenisierer für ein gutes Verhältnis von Durchsatz und Energieeintrag.
Bei der dekorativen Kosmetik lassen sich Pigmente in der Öl- oder Wasserphase monodispers mahlen. Der maximale Energieeintrag durch eine Differenzgeschwindigkeit im Scherspalt von bis zu 70 m/s liefert verlustfrei  und erheblich schneller gleichwertige und bessere Ergebnisse als Kugelmühlen oder Walzenstühle.
Der Homogenisator übernimmt auch die Aufgabe einer ansonsten benötigten CIP-Pumpe mit einem Druckaufbau von bis zu 8 bar.