Filozofia pojęć technicznych (125). Homogenizacja


03-08-2018 16:53:27

Popularne powiedzenie głosi, że herbata od mieszania nie staje się słodsza. Nie jest to prawda uniwersalna; właśnie mieszanie zmienia w sposób istotny właściwości substancji, wskutek czego urosła cała specjalność techniczna z procesami ogólnie zwanymi homogenizacją. Za jej inicjatora może być uznany inż. Augusta Gaulin, który po raz pierwszy zaprezentował urządzenie do ciśnieniowej obróbki emulsji na Paryskiej Wystawie Światowej w 1900 r. Po łacinie „homo” to człowiek, ale w starej grece oznacza jednorodność.

Wymiary cząstek fazy rozproszonej ciekłych układów niejednorodnych (CUN) w przemyśle spożywczym wynoszą od kilku mikrometrów (emulsja, np. mleko), poprzez 50-100 μm (np. skrobia ziemniaczana), do kilkuset mikrometrów ( przeciery owocowo-warzywne). Im większe cząstki, tym mieszanina jest bardziej niestabilna termodynamicznie, tzn. łatwiej ulega rozwarstwieniu. Urządzenia do homogenizacji emulsji i zawiesin dzieli się na mechaniczne jak wirnik-stator (młynki koloidalne, urządzenia tarczowo-zębate), hydromechaniczne (strumień wody wprawia urządzenie w drgania rozdrabniające mieszaninę) i na ciśnieniowe oraz ultradźwiękowe. Przy ciśnieniach powyżej 300 MPa zachodzi rozdrobnienie fazy rozproszonej do rozmiarów submikronowych. Mleko staje się łatwiej przyswajalne, dzięki silnemu zemulgowaniu tłuszczu oraz aglomeracji cząsteczek kazeiny. Na początku lat 90. XX w. pojawiły się homogenizatory wysokiego ciśnienia – HPH. Znalazły zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, chemicznym i kosmetycznym do wytwarzania lub stabilizacji wysoko zdyspergowanych emulsji oraz zmiany właściwości fizycznych CUN, jak lepkość, konsystencja, czystość mikrobiologiczna. Pojawiła się możliwość inaktywacji, destrukcji mikroorganizmów, by uwolnić substancje wewnątrzkomórkowe - białka, enzymy, witaminy, które występują w wysokich stężeniach w komórkach drożdży, alg czy bakterii. Rozdrabnianie cząstek poddanych działaniu fal ultradźwiękowych następuje w wyniku kompresji, naprężeń i kawitacji pęcherzyków gazu powstających na granicach faz układu wielofazowego. Podczas homogenizacji następuje jednocześnie rozdrabnianie cząstek i ich koalescencja (proces łączenia się fazy rozproszonej). W temperaturze niższej niż 20°C przeważają procesy koalescencji. Ultradźwięki przyspieszają dyspersję emulsji kosmetycznych, są też tańsze od metod wysokociśnieniowych. Homogenizacja zaawansowanych farmaceutyków polega na tworzeniu nanosuspensji, a lek jest stabilizowany w nośniku wodnym przez środki powierzchniowo czynne i nadaje się do podawania doustnie, drogą pozajelitową, płucną i oczną.

W największym skrócie: homogenizacja służy do tego, by mieszanina różnych, chemicznie nie związanych substancji była łatwiej przyswajalna lub by ujawniła korzystną synergię składników. Wybitnym praktykiem jest tu każda kucharka wyrabiająca ciasta lub kremy. Na tym się chyba te korzyści z mieszania kończą, bo trudno dostrzec zalety homogenizacji kultury, ludzkich postaw, tradycji i zachowań. Cenimy raczej różnorodność, wielość w jedności. Tak jest ciekawiej, nawet jeżeli wskutek tych różnic rodzą się napięcia, dyskusje i konflikty. Ucieranie różnych jakości tworzy bezkształtną masę, w której to, co ponadprzeciętne zostaje zniwelowane do jakiejś średniej. Życie zanurzone w takiej „emulsji” jest z pewnością łatwiejsze i wygodniejsze, ale niestety jest nudne.

Zygmunt Jazukiewicz

Komentuje Waldemar Rukść

21-22
Aktualny numer WSZYSTKIE
eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl