Perché una piccola apertura fa una grande differenza nell'omogenizzazione
Cosa accade a una goccia di latte mentre passa attraverso un omogenizzatore? Come avviene esattamente la rottura della goccia e dove avviene precisamente questa rottura?
La rivoluzionaria ricerca di Fredrik Innings, che è un esperto di lunga data di Tetra Pak e un professore associato di ingegneria alimentare dell'Università di Lund, è giunta ad alcune conclusioni interessanti su questo processo fondamentale che si trova nel cuore degli omogenizzatori.
Guarda il video per scoprire la magia che si nasconde all'interno degli omogeneizzatori Tetra Pak e leggi l'estratto dello studio di seguito.
La magia all'interno dei Tetra Pak Homogenizer
Qual è il segreto dietro a una omogenizzazione efficace? Questa è la piccola storia che riguarda il modo in cui una piccola apertura fa una grande differenza. Curioso? Unisciti a Bert-Ove mentre spiega in che modo le prestazioni di un omogeneizzatore dipendono da questa apertura.
La magia all'interno dei Tetra Pak Homogenizer
Qual è il segreto dietro a una omogenizzazione efficace? Questa è la piccola storia che riguarda il modo in cui una piccola apertura fa una grande differenza. Curioso? Unisciti a Bert-Ove mentre spiega in che modo le prestazioni di un omogeneizzatore dipendono da questa apertura.
Estratto: rottura di una goccia negli omogenizzatori ad alta pressione
Rottura di una goccia negli omogenizzatori ad alta pressione
Lo scopo generale di questo progetto era quello di investigare sul processo di rottura della goccia negli omogenizzatori del latte. Ciò è stato fatto tramite misurazioni e calcoli dei campi del flusso nella regione dell'apertura e attraverso visualizzazioni delle gocce mentre vengono rotte.
Per rendere possibili la visualizzazione e le misurazioni, sono stati sviluppati due modelli in scala di un'apertura dell'omogenizzatore. Il modello in scala completa era una copia diretta dell'apertura in un omogeneizzatore su scala produttiva, ma con accesso ottico. Le normali pressioni operative dell'omogenizzazione hanno potuto essere testate e le gocce con un diametro fino a 5µm sono state visualizzate.
Il secondo modello è stato fatto in una scala di circa 100 volte più grande, il che ha garantito che gruppi rilevanti senza dimensioni fossero mantenuti costanti, in modo che gli stessi fattori governassero il processo di rottura. Il modello su scala maggiore è stato realizzato in plastica trasparente ed è stato utilizzato sia per le misurazioni del campo di velocità sia per la visualizzazione della goccia.
Per queste misurazioni si è concluso che le gocce non si sono rotte all'ingresso dell'apertura. Le gocce più grandi si sono allungate e quelle più piccole sono rimaste sferiche. Non è accaduto molto nell'apertura. Il profilo della velocità è molto costante nell'apertura in un omogeneizzatore utilizzato nella produzione.
In un omogeneizzatore pilota gli strati leganti hanno tempo di crescere e il profilo della velocità è quasi sviluppato all'uscita dell'apertura. Gli strati di taglio in crescita sembrano avere un effetto limitato sulle gocce. Durante il passaggio attraverso l'apertura le gocce piccole avranno tempo di tornare alla loro forma sferica, mentre quelle grandi lasceranno l'apertura con quasi lo stesso rapporto di aspetto di quando sono entrate.
Lo studio mostra che la rottura della goccia avviene nel getto turbolento all'uscita dell'apertura. Le misurazioni della velocità del flusso mostrano un getto molto instabile che si rompe più velocemente di un getto in un liquido libero. In base alla geometria della camera all'uscita dell'apertura, il getto può fissarsi su entrambe le pareti da 45 gradi e diventare un getto a muro.
La turbolenza nel getto è molto alta, con intensità della turbolenza di 50-100%. Sono state trovati dei dati che indicano che le strutture del flusso della dimensione, o leggermente più piccole, dell'altezza dell'apertura hanno intensità molto elevate. Gli esperimenti sulla deformazione delle gocce e le analisi teoriche mostrano che le dimensioni delle correnti che rompono la goccia variano da molto più grandi, o appena più piccole, della goccia. Le correnti più grandi deformano la viscosità della goccia tramite il gradiente della velocità creato dalla corrente. Le correnti più piccole deformano la goccia tramite l'inerzia del fluido.
La fase critica del processo di rottura della goccia è la deformazione iniziale. Se la goccia viene deformata a un rapporto di aspetto di 3-5, la goccia viene allungata molto rapidamente in uno o più filamenti che possono essere piegati, arrotolati e ulteriormente deformati prima di rompersi in molte goccioline di piccole dimensioni.
Studio "Rottura di una goccia negli omogenizzatori ad alta pressione"
Iscriviti per scaricare la versione PDF e leggere lo studio completo: "Rottura di una goccia negli omogenizzatori ad alta pressione":
Omogeneizzazione
L'omogeneizzazione viene utilizzata per ottenere diversi risultati: per impedire la formazione e sedimentazione di panna nei prodotti a base di latte, migliorare la viscosità, il sapore e la consistenza delle bevande a base di panna o succo di frutta, migliorare la percezione delle bevande a base soia e impedire la separazione del siero del latte nello yogurt.
