Автор экспертной статьи — Роман Сказов

Директор по развитию ООО «ГЛОБАЛ ЛАБ»,
кандидат химических наук

По вопросам подбора технологического, пилотного
и промышленного оборудования: skazov@global-lab.ru

Современная разработка рецептур требует не только точного соблюдения состава, но и понимания того, как компоненты ведут себя при смешивании, диспергировании и гомогенизации. Даже при одинаковом сырье готовый продукт может отличаться по вязкости, стабильности, цвету, текстуре, скорости расслаивания и равномерности распределения активных веществ.

Поэтому в лабораториях R&D, технологических службах и на производствах используют гомомиксеры — компактное оборудование для отработки рецептур на малом объеме.

В статье разберем, для чего нужен лабораторный гомомиксер, как он работает, где применяется и какие параметры важно учитывать при подборе такого оборудования.

Содержание

Основные термины

Гомомиксер — лабораторное оборудование для интенсивного перемешивания, диспергирования, эмульгирования и гомогенизации жидких, вязких, пастообразных и суспензионных систем.

Диспергирование — процесс равномерного распределения твердых частиц, порошков, пигментов, стабилизаторов или других компонентов в жидкой среде.

Гомогенизация — получение более однородной структуры продукта за счет механического воздействия на частицы, капли, агломераты или фазы смеси.

Эмульгирование — образование устойчивой смеси двух несмешивающихся жидкостей, например, воды и масла.

Ротор-статор — рабочий узел, в котором вращающийся ротор и неподвижный статор создают узкую зону интенсивного сдвига для измельчения
и перераспределения частиц или капель.

Масштабирование процесса — перенос лабораторно отработанной рецептуры
и режима обработки на пилотное или промышленное производство.

Процесс диспергирования в лабораторном гомомиксере

Процесс диспергирования в лабораторном гомомиксере

Что такое гомомиксер и зачем он нужен

Гомомиксер нужен для быстрой лабораторной проверки рецептур, в которых важно равномерно распределить компоненты, получить стабильную эмульсию, снизить риск комкования или подготовить образец перед дальнейшими испытаниями.

Такое оборудование применяют, когда обычного перемешивания недостаточно. Например, если в рецептуру входят порошки, стабилизаторы, загустители, пигменты, белковые компоненты, масла, активные вещества, абразивные добавки или компоненты с разной плотностью.

Для технолога гомомиксер полезен на нескольких этапах:

Основные задачи лабораторного гомомиксера при разработке и отработке рецептур

Главная задача лабораторного гомомиксера — быстро проверить рецептуру на малом объеме до запуска производственного оборудования. Он помогает понять, как ведет себя рецептура и какие параметры процесса нужно учитывать до запуска производства.

Как работает гомомиксер

Гомомиксер передает механическую энергию продукту через вращающуюся рабочую насадку. В зависимости от конструкции насадки прибор может выполнять разные технологические операции: от интенсивного перемешивания до более тонкой гомогенизации.

Диспергирующая насадка создает интенсивное движение среды и помогает равномерно распределять твердые частицы в жидкой фазе. Она используется
при вводе порошков, загустителей, стабилизаторов, специй, пигментов, крахмалов, белков, клетчатки и других компонентов, которые при обычном перемешивании могут образовывать комки.

Гомогенизирующая насадка типа ротор-статор работает интенсивнее. Рецептура проходит через зону высокого сдвига, где капли, частицы или агломераты разрушаются и перераспределяются в объеме. За счет этого можно получить более однородную структуру, повысить стабильность эмульсий и суспензий, улучшить текстуру продукта и снизить риск расслоения.

Один и тот же прибор может использоваться для разных задач: первичного смешивания, диспергирования, эмульгирования и лабораторной отработки рецептуры.

Роль гомомиксера в разработке рецептур

На этапе разработки важно не просто соединить компоненты, а понять, как они ведут себя в технологической системе. Гомомиксер помогает оценить растворимость, стабильность, вязкость и совместимость компонентов на малом объеме.

С его помощью можно проверить:

  • как быстро растворяются или диспергируются сухие компоненты;
  • образуются ли комки при вводе порошков;
  • меняется ли вязкость во времени;
  • насколько устойчива суспензия к осаждению;
  • сохраняет ли эмульсия стабильность;
  • влияет ли порядок внесения ингредиентов на результат;
  • как скорость и время обработки меняют текстуру;
  • как продукт ведет себя после выдержки, нагрева или охлаждения.

Такой подход особенно важен при выборе сырья. Например, два стабилизатора с похожим описанием могут отличаться по скорости
набухания, склонности к комкованию, способности удерживать воду
и влиянию на итоговую вязкость. Гомомиксер позволяет сравнить образцы
в одинаковых условиях и выбрать компонент, который лучше подходит
для конкретной рецептуры.

Процесс разработки рецептур посредством гомомиксера

Где применяется лабораторный гомомиксер

Лабораторный гомомиксер применяют в отраслях, где происходит работа с эмульсиями, суспензиями, пастами, вязкими системами и многокомпонентными рецептурами.

Отрасль

Примеры задач

Что помогает проверить гомомиксер

Пищевая промышленность (включая мясопереработку и молочную промышленность)

соусы, майонезы, маринады, напитки, кремы, начинки

стабильность эмульсии, растворение добавок, текстуру, расслоение

рассолы, маринады, белковые эмульсии

растворимость фосфатов, камедей, каррагинанов, специй и красителей

йогурты, коктейли, десерты, белковые напитки

ввод сухого молока, какао, стабилизаторов, пектинов
и наполнителей

Косметическая промышленность

кремы, лосьоны, сыворотки, гели, маски, шампуни

соединение фаз, распределение активов, гладкость текстуры

Фармацевтическая и ветеринарная отрасли

мази, гели, суспензии, эмульсии, пасты

равномерность распределения активных веществ

Химическая промышленность

лакокрасочные материалы, клеи, герметики, бытовая химия, агрохимия

диспергирование пигментов, наполнителей, полимеров
и действующих веществ

Задачи гомомиксера в разных отраслях

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности гомомиксер используют для отработки сложных многокомпонентных рецептур, где важно равномерно распределить ингредиенты, получить стабильную эмульсию или суспензию и заранее проверить поведение продукта перед запуском в производство.

Например, при разработке рассолов для инъектирования, маринадов, белковых эмульсий и смесей с пищевыми добавками прибор помогает оценить,
не выпадает ли осадок, не образуются ли комки и подходит ли состав для дальнейшего использования в инъекторе, массажере или фаршемешалке.

При приготовлении соусов, майонезов, дрессингов и заправок гомомиксер помогает равномерно распределить жировую и водную фазы, специи, стабилизаторы и вкусовые компоненты. Это важно для стабильности эмульсии, текстуры продукта и снижения риска расслоения.

Косметическая промышленность

В косметической промышленности лабораторный гомомиксер используют для разработки продуктов, где важно соединить водную и масляную фазы, равномерно распределить активные вещества и получить стабильную текстуру без расслоения.

При разработке кремов, лосьонов, масок и бальзамов прибор помогает вводить эмульгаторы, загустители, отдушки, растительные экстракты и пигменты. Высокосдвиговая обработка позволяет получить более однородную структуру и улучшить внешний вид продукта.

Для гелей и сывороток гомомиксер применяют при вводе полимерных загустителей, гиалуроновой кислоты, витаминов и других активных компонентов.
На лабораторном этапе это помогает подобрать порядок внесения ингредиентов и режим обработки без расхода больших объемов дорогостоящего сырья.

Фармацевтическая и ветеринарная промышленность

В фармацевтических лабораториях гомомиксеры используют для равномерного распределения активных веществ в основе, диспергирования порошковых компонентов и получения однородных лекарственных форм для дальнейших испытаний.

Такой формат особенно полезен на этапе разработки рецептуры: технолог может проверить порядок внесения компонентов, оценить однородность образца
и подобрать режим обработки до перехода к следующим этапам испытаний или масштабирования.

В ветеринарной отрасли прибор позволяет добиться равномерного распределения действующих веществ, чтобы обеспечить стабильность дозировки
и качество готовых паст, суспензий, наружных средств, кормовых добавок и витаминно-минеральных комплексов.

Химическая промышленность

В химической промышленности гомомиксер помогает диспергировать пигменты, наполнители, загустители и функциональные добавки. Это важно, поскольку однородность пигментной пасты влияет на цвет, укрывистость, стабильность и качество нанесения покрытия.

Для клеев и герметиков гомомиксер используют при подборе вязкости, вводе наполнителей, пластификаторов и полимерных компонентов.

В бытовой химии прибор помогает равномерно распределять загустители, отдушки, красители и абразивные частицы.

В агрохимических составах основная задача — равномерно распределить действующие вещества и получить устойчивую суспензию без осадка, что важно при разработке жидких удобрений, гуматов, суспензионных концентратов, биопрепаратов и протравителей.

Какие параметры учитывать при выборе гомомиксера

Гомомиксер выбирают не только по мощности или скорости вращения. Важно учитывать свойства продукта, тип рецептуры, объем образца, задачи обработки и требования к дальнейшему масштабированию.

Параметр

Почему важен

Тип продукта

жидкие, вязкие, пастообразные и суспензионные системы требуют разных режимов обработки

Объем образца

лабораторная отработка должна соответствовать реальному объему опытных партий

Вязкость

высоковязкие продукты требуют устойчивой работы и подходящей насадки

Тип насадки

диспергирующая и гомогенизирующая насадки решают абсолютно разные задачи

Скорость вращения

влияет на интенсивность смешивания, диспергирования и нагрев продукта

Время обработки

определяет степень гомогенизации, стабильность и текстуру

Температурный режим

некоторые рецептуры чувствительны к нагреву при перемешивании

Совместимость материалов

насадки и контактные части должны соответствовать рабочей среде

Очистка и санитарная обработка

особенно важны для пищевых, косметических и фармацевтических задач

Масштабирование

режимы лабораторной обработки должны помогать переносу процесса на производство

Основные параметры выбора гомомиксера

Перед подбором оборудования желательно заранее описать продукт: состав, вязкость, наличие твердых частиц, требуемый объем, чувствительность к нагреву, цель обработки и планируемый промышленный процесс.

Типовые ошибки при подборе и эксплуатации гомомиксера

Ошибки при выборе гомомиксера могут привести к нестабильной рецептуре, перегреву продукта, избыточному пенообразованию, недостаточному диспергированию или невозможности корректно перенести лабораторный режим на производство.

Частые ошибки:

  • выбирать прибор без учета вязкости продукта;
  • ориентироваться только на скорость вращения;
  • использовать неподходящую насадку;
  • не учитывать склонность продукта к нагреву;
  • не фиксировать время обработки и порядок внесения ингредиентов;
  • сравнивать образцы сырья при разных условиях;
  • ожидать, что лабораторный гомомиксер заменит промышленное оборудование;
  • не учитывать требования к санитарной обработке и материалам
    контактных частей.

Чтобы результаты испытаний были воспроизводимыми, важно фиксировать параметры процесса: скорость, время, температуру, объем образца, тип насадки, порядок внесения компонентов и визуальные изменения продукта.

Параметры, которые важно фиксировать при испытаниях

Оборудование ГЛОБАЛ ЛАБ для разработки рецептур

ГЛОБАЛ ЛАБ Подбирает лабораторное и пилотное оборудование под конкретную технологическую задачу: разработку рецептур, диспергирование, гомогенизацию, подготовку опытных образцов, сравнение сырья и масштабирование лабораторных процессов.

Для задач разработки рецептур может применяться гомомиксер EVO HM1-10M. Он подходит для лабораторий, которым нужно отрабатывать составы
на малом объеме, проверять поведение компонентов, подбирать режим смешивания и готовить образцы перед дальнейшими испытаниями.

EVO HM1-10M может быть полезен для:

  • пищевых R&D-лабораторий;
  • производственных лабораторий соусов, напитков, рассолов и функционального питания;
  • косметических лабораторий;
  • фармацевтических и ветеринарных разработок;
  • лабораторий ЛКМ, клеев, герметиков и бытовой химии;
  • агрохимических разработок.

Модель объединяет в себе одновременный функционал перемешивания и измельчения проб
с использованием двух разных типов насадок, подходящих для подготовки проб, диспергирования, эмульгирования и обработки вязкими средствами. 

Гомогенизатор-диспергатор
EVO HM1-10M 

Гомогенизатор-диспергатор EVO HM1-10M для перемешивания и измельчения образцов до 3 л
Подробнее

Смежное оборудование ГЛОБАЛ ЛАБ для разработки рецептур

Гомогенизатор высокого давления
SCIENTZ

Гомогенизатор высокого давления SCIENTZ-150, до 1500 бар, с водяным охлаждением
Подробнее

Гомогенизатор с цифровым управлением
HG-15D

Подробнее

Ультразвуковой гомогенизатор
JY-92IIN

Подробнее

Баня водяная WB-11

Подробнее

Сушильный шкаф DryF-105

Подробнее

Подбор оборудования для разработки рецептур не ограничивается только гомомиксером. В зависимости от задачи могут потребоваться гомогенизаторы высокого давления, ультразвуковые гомогенизаторы, лабораторные модели с цифровым управлением, водяные бани, сушильные шкафы и другое вспомогательное оборудование. Такие решения помогают отрабатывать составы на малых объемах, сравнивать образцы, контролировать условия испытаний и готовить продукт к дальнейшей проверке или масштабированию.

Частые вопросы

Как выбрать гомомиксер для лаборатории?

Сначала нужно определить тип продукта, вязкость, объем образца и задачу обработки: смешивание, диспергирование, эмульгирование или гомогенизация. Также важно учитывать тип насадки, скорость вращения, требования к очистке и возможность переноса лабораторного режима на производство.

Обычная мешалка в основном перемешивает продукт, а гомомиксер может создавать более интенсивное механическое воздействие. Он помогает диспергировать частицы, разрушать агломераты, получать эмульсии и повышать однородность структуры.

Насадка ротор-статор нужна, когда требуется более интенсивная обработка: гомогенизация, эмульгирование, разрушение агломератов или уменьшение размера капель дисперсной фазы. Ее применяют для эмульсий, суспензий, кремов, соусов, паст и других сложных систем.

Да, гомомиксеры применяют при разработке соусов, майонезов, маринадов, рассолов, напитков, кремов, начинок и функциональных продуктов.
При подборе важно учитывать санитарные требования, материалы контактных частей и особенности очистки.

Да, лабораторный гомомиксер подходит для разработки кремов, лосьонов, сывороток, гелей, масок, шампуней и бальзамов. Он помогает соединять фазы, вводить активные вещества, распределять загустители и получать более однородную текстуру.

Нет, лабораторный гомомиксер не заменяет промышленные реакторы, мешалки больших объемов, высоконапорные гомогенизаторы или бисерные мельницы. Его задача — лабораторная и пилотная отработка рецептур, подготовка образцов и подбор технологического режима.

Для подбора желательно указать состав продукта, вязкость, объем образца, наличие твердых частиц, требуемый результат обработки, чувствительность
к нагреву, санитарные требования и планируемый промышленный процесс.

EVO HM1-10M может использоваться для лабораторной разработки рецептур, диспергирования, гомогенизации, эмульгирования и подготовки опытных образцов. Он подходит для задач, где нужно быстро проверить поведение продукта на малом объеме и подобрать режим обработки перед масштабированием.

Свяжитесь с нами — разберем вашу задачу и предложим
конкретные варианты