Herstellen von Emulsionen in einfachen und modifizierten Lochblenden: Einfluss der Geometrie auf die Effizienz der Zerkleinerung und Folgen für die Maßstabsvergrößerung

Das Hochdruckhomogenisieren ist ein in der Technik weit verbreitetes Homogenisierverfahren. Tropfen einer Rohemulsion („Premix”) werden in der Homogenisierdüse aufgrund von Scher‐ oder Dehnspannungen sowie durch Trägheitskräfte vor allem in turbulenter oder in kavitierender Strömung zerkleinert. Die Geometrie der Homogenisierdüse sowie das Stoffsystem bestimmen wie die Tropfen zerkleinert werden (Zerkleinerungsmechanismus) und wie effizient dabei die eingebrachte Energie umgesetzt wird. Die Mechanismen der Zerkleinerung von Öltropfen unterschiedlicher Viskositäten in einfachen (geraden) Lochblenden unterschiedlicher Geometrie sind Inhalt des ersten Teils der im Rahmen dieses Beitrages dargestellten Untersuchungen. Diese Ergebnisse sind auch Basis für eine Maßstabvergrößerung, die durch ein Scale‐ bzw. Numbering up gelöst werden kann. Im zweiten Teil dieses Beitrages werden Ergebnisse zu konstruktiven Begrenzungen einer geometrischen Maßstabsvergrößerung und Randbedingungen für ein Numbering up aufgezeigt.