Homogeneización con mezcladores de alto cizallamiento

Garantizar un producto final homogéneo es un aspecto esencial de la fabricación de una amplia gama de productos en muchas industrias.

La homogeneidad es importante por una variedad de razones: para mejorar la apariencia y la textura de un producto, como cremas y ungüentos cosméticos o farmacéuticos; para activar y maximizar el rendimiento de ingredientes funcionales; y para garantizar la estabilidad en almacenamiento, especialmente con suspensiones farmacéuticas como vacunas, o para ayudar a aumentar la vida útil en productos como salsas y emulsiones de sabor.

Cuando la mayoría de la gente piensa en la homogeneización, lo que le viene a la mente son los homogeneizadores de alta presión, que son dispositivos potentes que utilizan una bomba de pistón para forzar el producto a través de una abertura ajustable muy pequeña a alta presión. Aunque estos dispositivos pueden garantizar productos homogéneos, requieren una gran cantidad de energía y gastos de capital.

Sin embargo, lo que mucha gente no sabe es que, para la gran mayoría de los productos, en realidad no se requiere un homogeneizador de alta presión. Reducir el tamaño de glóbulo o partícula a alrededor de 2 a 5 micras es un grado suficiente de homogeneización para productos como cremas y pomadas, suspensiones, etc. Un mezclador/homogeneizador de alto cizallamiento Silverson puede lograr un tamaño de glóbulo o gota en este rango de en algunos casos, según la formulación, también se pueden obtener resultados más finos de hasta 0,5 micras con un mezclador Silverson, lo que elimina la necesidad de costosos equipos de homogeneización en el proceso de fabricación.

Esto es lo que sucedió recientemente cuando un fabricante de saborizantes compró un mezclador por lotes Silverson después de los resultados exitosos de las pruebas a escala de laboratorio. Antes de ponerse en contacto con Silverson, la empresa utilizaba un proceso que se basaba en mezclar ingredientes durante mucho tiempo con un agitador convencional para formar una premezcla. A continuación, esta premezcla se alimentó a través de un homogeneizador de alta presión varias veces para obtener un tamaño de partícula uniforme de 5 micras.

Después de ver la animación "Qué es la homogeneización" de Silverson Mixing Science en el sitio web de Silverson, la empresa se puso en contacto para averiguar qué tamaño de partícula podrían lograr con un mezclador Silverson High Shear. Se organizó una prueba para probar la aplicación de las empresas a escala de laboratorio.

Para la prueba, se utilizó un mezclador Silverson Laboratory equipado con un cabezal desintegrador de uso general. Manteniendo los ingredientes y la formulación igual que su proceso actual, al usar el mezclador Silverson Laboratory, la empresa pudo lograr un tamaño de partícula uniforme de alrededor de 1,5 micrones después de solo cinco minutos de mezcla. Este fue un tiempo de procesamiento de gran reducción en comparación con su mezclador anterior y el tamaño de partícula se redujo de manera tan fina y uniforme que pudieron eliminar por completo el paso de homogeneización a alta presión.

La empresa amplió de inmediato y compró un mezclador por lotes que se agregó a la línea de proceso y ha podido producir saborizantes de alta calidad para ellos en un tiempo mucho más rápido. En la mayoría de los casos, la empresa ahora pasa por alto la etapa de homogeneización de alta presión, pero cuando se usa, la premezcla creada con el mezclador por lotes significa que pasa a un ritmo mucho más rápido y en un solo paso.

Los mezcladores Silverson pueden lograr estos resultados gracias al cabezal de trabajo del rotor/estator diseñado con precisión que genera tasas de cizallamiento excepcionalmente altas en un proceso de mezcla/homogeneización de tres etapas; en primer lugar, el rotor de alta velocidad atrae los materiales hacia el cabezal de trabajo donde se mezclan intensamente. Luego, la fuerza centrífuga impulsa los materiales hacia la periferia del cabezal de trabajo y los somete a corte mecánico en el espacio de precisión entre el rotor y el estator. A esto le sigue un intenso cizallamiento hidráulico, ya que el producto es forzado a través de la pantalla del estator a alta velocidad y circula de regreso a la mezcla. El material fresco ingresa continuamente al cabezal de trabajo, lo que reduce progresivamente el tamaño de las partículas y da como resultado rápidamente un producto homogéneo y uniforme.

El fabricante de aromatizantes pudo ampliar inmediatamente su aplicación sin necesidad de más pruebas o reformulación, ya que todos los mezcladores de alto cizallamiento de Silverson están construidos con las mismas tolerancias finas, lo que demuestra que los resultados logrados a escala de laboratorio se pueden replicar fácilmente a escalas más grandes. Y con el mayor rango de capacidad de un solo fabricante, sea cual sea el tamaño de su lote, Silverson puede ayudarlo a encontrar el mezclador adecuado para sus necesidades.

Con más de 70 años de experiencia en mezclas, Silverson tiene un nivel de experiencia inigualable y ha ayudado a miles de empresas a cumplir con sus requisitos únicos de mezcla.