Hochdruck-Homogenisator für Getränkeherstellung

Produktspezifikationen

Technische Details und Fertigungskontext für Hochdruck-Homogenisator

Technische Definition

Der Hochdruck-Homogenisator ist eine Komponente im integrierten Getränkemisch- und Homogenisierungssystem für die Getränkeherstellung. Er wendet intensiven Druck (typischerweise 1500–3000 bar) an, um flüssige Mischungen durch einen engen Homogenisierspalt (10–100 µm) zu pressen. Dabei entstehen starke Scher-, Turbulenz- und Kavitationskräfte, die Partikel und Tröpfchen zerkleinern und eine gleichmäßige Verteilung, Stabilität und verbesserte Textur in Getränken erzielen. Die produktberührten Teile sind aus Edelstahl 316L gefertigt, mit PTFE-Dichtungen und EPDM-O-Ringen, was Korrosionsbeständigkeit und chemische Kompatibilität gewährleistet. Das Gerät arbeitet in einem Produkttemperaturbereich von 5–90 °C und einem Durchfluss von 10–10000 L/h, je nach Modell. Der Homogenisator ist mit hygienischen Tri-Clamp- oder Flanschverbindungen (DN25–DN100) erhältlich und benötigt Versorgungsmedien wie Kühlwasser (10–30 L/min) und Druckluft (6–8 bar). Die Motorleistung reicht von 5,5 bis 250 kW, der Geräuschpegel beträgt 75–95 dB(A) in 1 m Entfernung. Das Gerät ist für Dauerbetrieb (24/7) in der Produktion ausgelegt. Zu den wichtigsten Parametern gehören maximaler Betriebsdruck, Durchfluss, Spaltbreite, Temperatur, Materialien, Anschlussgröße, Motorleistung, Geräusch, Einschaltdauer, Versorgungsmedien sowie Betriebsfenster für Druck, Temperatur, Durchfluss und pH (2–12). Referenzierte Normen umfassen ASME B31.3, ASTM A240/A276, DIN 11851, IEC 60034 und ISO 3744. Diese Normen dienen als Beschaffungsreferenz; die tatsächliche Konformität ist mit dem Hersteller zu verifizieren. Für spezifische Anwendungen bestätigen Sie modellspezifische Werte und Normen mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten.

Funktionsprinzip

Die flüssige Mischung wird unter hohem Druck durch ein enges Homogenisierventil oder einen Spalt gepumpt. Der starke Druckabfall erzeugt Scher-, Turbulenz- und Kavitationskräfte, die Partikelgrößen reduzieren und stabile Emulsionen bilden. Der Spalt ist einstellbar; kleinere Spalte erhöhen Scherung und Energieeintrag. Der Prozess wird durch Druck, Temperatur, Durchfluss und pH-Wert des Produkts beeinflusst, die definierte Betriebsfenster für optimale Leistung haben.

Hauptmaterialien

Edelstahl 316L

Technische Parameter

Parameter	Typischer Bereich	Hinweise & Auswahlkriterien
Maximaler Betriebsdruck	1500–3000 bar	Höherer Druck für feinere Emulsionen; 3000 bar für Nano-Emulsionen.ASME B31.3
Durchsatz / Kapazität	10–10000 L/h	Modellabhängig; Pilotmaßstab 10–100 L/h, Produktion bis 10000 L/h.
Homogenisierspalt	10–100 µm	Einstellbar; kleinerer Spalt erhöht Scherung und Energieeintrag.
Produkttemperaturbereich	5–90 °C	Über 90 °C kann Proteindenaturierung oder Ventilschäden verursachen.
Werkstoff (produktberührte Teile)	316L stainless steel, PTFE seals, EPDM O-rings	316L für Korrosionsbeständigkeit; PTFE für chemische Kompatibilität.ASTM A240/A276
Einlass/Auslass Anschlussgröße	DN25–DN100 mm	Sanitär-Tri-Clamp oder Flansch; Größe abhängig vom Durchsatz.DIN 11851
Motorleistung	5.5–250 kW	Skaliert mit Druck und Durchsatz; 250 kW für 10000 L/h bei 1500 bar.IEC 60034
Geräuschpegel	75–95 dB(A)	Bei 1 m Abstand; höher bei größeren Einheiten; kann Einhausung erfordern.ISO 3744
Einschaltdauer	Continuous (24/7)	Für Produktion; intermittierend für Laboreinheiten.
Erforderliche Versorgungsmedien	Cooling water: 10–30 L/min; compressed air: 6–8 bar	Für Ventilkühlung und pneumatische Steuerung.
Druck	1500–3000 bar	Außerhalb dieses Fensters: Unter 1500 bar: unzureichende Partikelgrößenreduzierung; über 3000 bar: Ventilverschleiß, Dichtungsversagen und übermäßiger Energieverbrauch.
Temperatur	5–90 °C	Außerhalb dieses Fensters: Unter 5 °C: erhöhte Viskosität, höherer Druckabfall; über 90 °C: Proteindenaturierung, Kavitationsschäden am Ventil und Dichtungsabbau.
Durchsatz	10–10000 L/h	Außerhalb dieses Fensters: Unter 10 L/h: ineffizient für Produktion; über 10000 L/h: Druckabfall und unzureichende Homogenisierung.
pH Wert des Produkts	2–12	Außerhalb dieses Fensters: Außerhalb des Bereichs: Korrosion von 316L, insbesondere mit Chloriden; Hastelloy verwenden, wenn pH < 2 oder > 12.

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Komponenten / BOM

Hochdruckpumpe
Erzeugt den erforderlichen Druck, um Flüssigkeit durch das Homogenisierventil zu fördern
Material: Edelstahl
Homogenisierventil
Erzeugt den engen Spalt, in dem hohe Scherkräfte Partikel zerkleinern
Material: Wolframkarbid
Druckverstärker
Verstärkt hydraulischen Druck zur Erzielung ultrahoher Homogenisierungsdrücke
Material: Edelstahl

Anwendung und Auswahl

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen

Betriebsdruck:	Bis zu 3000 bar (45.000 psi) je nach Modell
Durchflussrate:	50 bis 10.000 L/h je nach Konfiguration
Betriebstemperatur:	5°C bis 150°C (typisch), bis zu 200°C mit speziellen Dichtungen

Montage- und Anwendungskompatibilität

Lebensmittelemulsionen (Dressings, Milchprodukte)Pharmazeutische NanosuspendierungenKosmetische Cremes und Lotionen

Nicht geeignet: Hochabrasive Suspensionen mit harten Partikeln >200 Mikrometer

Auslegungsdaten

Erforderliche Partikelgrößenverteilung (D90-Zielwert)
Viskositätsbereich des Eingangsmaterials
Gewünschte Produktionskapazität (L/h)

Ergänzende technische Angaben

Technische Bewertung

Betriebsbereich

50-1500 bar

Belastungs- und Ausfallgrenzen

1800 bar (Streckgrenzenschwelle für Edelstahl 316L bei 150°C)

Kavitationsinduzierte Erosion bei Druckdifferenzen über 1500 bar verursacht Mikropitting auf Ventiloberflächen, was zu Spannungskonzentration und Ermüdungsrissausbreitung führt.

Fertigungskontext

Hochdruck-Homogenisator wird innerhalb von Getränkeherstellung nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Risiken, Wartung und Normen

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache

Kavitationsschäden

Ursache: Unzureichender Einlassdruck oder Strömungsunterbrechung, die zur Dampfblasenbildung und Implosion an Ventilsitzen und Homogenisierungskolben führt, was zu Lochfraß und Materialverlust führt.

Dichtungs- und Packungsversagen

Ursache: Hohe zyklische Druckermüdung, thermischer Abbau durch Produkttemperatur oder abrasiver Verschleiß durch Partikelkontamination im Fluidstrom.

Wartungsindikatoren

Abnormale hochfrequente Vibrationen oder Klopfgeräusche vom Homogenisierungskopf, die auf Kavitation oder verschlissene Ventilkomponenten hinweisen.
Sichtbare Produktleckage um Kolbenstangen oder Ventilbaugruppen oder ein plötzlicher Druckabfall bei der Homogenisierung ohne Prozessänderung.

Technische Hinweise

Strikte Kontrolle des Einlassdrucks über dem Dampfdruck des Produkts aufrechterhalten und eine ordnungsgemäße Entlüftung vor der Homogenisierung sicherstellen, um Kavitation zu verhindern.
Einen proaktiven Zeitplan für den Austausch von Dichtungen und Verschleißteilen basierend auf Betriebsstunden und Produktabrasivität implementieren und hochreine kompatible Schmiermittel für Kolben- und Ventilführungen verwenden.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen

ASME BPE-2019 - BioprozessausrüstungCE-Kennzeichnung - Maschinenrichtlinie 2006/42/EG

Fertigungsgenauigkeit

Druckbehälterbohrung: +/-0,025 mm
Dichtungsoberflächenplanheit: 0,05 mm

Qualitätsprüfung

Hydrostatischer Drucktest bei 1,5-fachem maximalen Arbeitsdruck
Materialzusammensetzungsprüfung mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)

Fehleranalyse

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Unzureichende Kühlmittelströmungsrate unter 2,5 L/min → Thermische Ausdehnungsdifferenz zwischen keramischem Ventilsitz und Stahlgehäuse → Redundante Temperatursensoren mit automatischer Druckreduzierung bei 85°C integrieren

Partikelkontamination über 50 μm im Zulaufmaterial → Abrasiver Verschleiß an Homogenisierungsspaltflächen (0,1-0,5 mm Spalt) → Zweistufiges Filtersystem mit 25 μm Absolutwertung stromaufwärts installieren

Beschaffungscheckliste

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Prüfen Sie diese Unterlagen vor einer Bestellung.

Technische Dokumentation

Aktuelle Zeichnungen, Revisionsstand und Spezifikationsblatt anfordern.

Fertigungsfähigkeit

Anlagen, Prozessgrenzen und nachvollziehbare Fertigungsbelege prüfen.

Prüfbarkeit

Prüfmethoden, Messmittel und rückverfolgbare Prüfberichte bestätigen.

Lieferantentransparenz

Rechtsträger, Standort, Zertifikatsumfang und direkte Kontakte prüfen.

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

Hersteller von Hochdruck-Homogenisator

12 Unternehmen führen dieses Produkt in ihrem eigenen Sortiment. Die Unternehmensangaben stammen von der jeweils eigenen Website; jede Karte nennt die Grundlage der Zuordnung.

Shanghai Donghua Homogenizer

Shanghai, China (Donghua High Pressure Homogenizer Factory) · CN

Die offizielle Seite zur Serie GYB nennt Durchsatz (180–5000 L/h), maximalen Betriebsdruck (100–180 MPa), Motorleistung und Abmessungen für neun Modelle; die About-Seite derselben Domain beschreibt die 1984 gegründete Shanghai Donghua High Pressure Homogenizer Factory mit Labor-, Industrie- und Hochdruckhomogenisatoren sowie Kolloidmühlen. Parameter zeilenweise je Modell lesen; Hygienezertifizierung und Produktergebnis je Auftrag prüfen.