دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی چیست؟ – انواع، کاربرد و قیمت

یکی از تجهیزات آزمایشگاهی که برای خرد و همگن کردن برخی از نمونه ها که به شکل مایع و جامد هستند، استفاده می شود به نام دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی می باشد. از این وسیله در آزمایشگاه ها، دامداری ها، لبنیاتی ها، داروسازی و … استفاده می شود. این دستگاه عملکرد خود را می تواند با به کارگیری جریان های صوتی، فشار مکانیکی و یا روش های مکانیکی اعمال کند. با این وسیله می توان مواد با کیفیتی را با همگن و یکنواخت کردن نمونه ها، به دست آورد. برای شناخت بهتر این دستگاه پرکاربرد می توان این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک را مطالعه کرد.

فهرست مطالب :

۱- تاریخچه دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی

۲- همگن سازی چیست؟

۳- دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی چیست؟

۴- انواع دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی

۱-۴- هموژنایزر تحت فشار

۲-۴- هموژنایزر مکانیکی

۳-۴- هموژنایزر اولتراسونیک

۵- نحوه عملکرد دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی

۶- قیمت خرید و فروش و کمپانی های تولید کننده

۷- کاربردهای دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی

۱- تاریخچه دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی :

Gaulin اولین کسی بود که توانست در سال ۱۸۹۹ دستگاه هموژنایزر خود که تحت فشار، عمل می کرد را اختراع کند. این اختراع که سال ۱۹۰۰، در نمایشگاه جهانی پاریس ارائه شد، با لوله موئین، نمونه ماده فشار داده می شد. دستگاه Gaulin که در ابتدا برای فرآیند کردن شیر اختراع شده بود، در زمان های بعد، مورد استفاده در صنعت و پزشکی قرار گرفت و به نام همگن ساز معرفی شد.

۲- همگن سازی چیست؟

وقتی ذرات تشکیل دهنده دو یا چند ماده ای که در کنار هم قرار گرفتند، با مخلوط کردن شدید، به شکل یکنواخت و همگن درآمده و در نهایت امولسیون یا سوسپانسیون تشکیل شود، همگن سازی انجام شده است. به عبارتی اندازه ذرات تشکیل دهنده این مخلوط، به شکل یکنواخت و فرم ثابت تبدیل می شوند. به دست آمدن فرم همگن می تواند با مواردی چون ترکیب کردن، مخلوط کردن، تکان دادن، پخش کردن، امولسیون ساختن و … به وجود آید. در همگن سازی، ذرات داخل ماده می تواند در اندازه های بزرگ همگن و در اندازه های کوچک، ناهمگن باشد.

۳- دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی چیست؟

دستگاهی که می تواند برای همگن کردن مورد استفاده قرار گیرد دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی است. این دستگاه می تواند با پخش کردن مواد جامد در بین مواد مایع، باعث تشکیل امولسیون، سوسپانسیون و یا محلول کامل گردد. یکی از مهمترین کاربردهای آن، یکنواخت کردن چربی موجود در شیر است. بهتر شدن کیفیت شیر و عدم نفوذ انواع باکتری ها و آلودگی های زیست محیطی داخل شیر، از مزایای همگن سازی و ریز کردن چربی موجود در آن است. نه تنها شیر بلکه هر محصول دیگر با استفاده از این دستگاه ها، هم به کیفیت بهتر می رسد و هم امکان نفوذ آلودگی ها و میکروب ها به داخل آن را می کاهد.

این دستگاه از قسمت های مختلفی چون بدنه اصلی، ظرفی با اندازه و جنس های مختلف که محل نمونه است و گوی فلزی در سایزهای مختلف تشکیل شده است.

۴- انواع دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی :

دستگاه هموژنایزر به سه دسته تحت فشار، مکانیکی و اولتراسونیک تقسیم می شود.

۱-۴- هموژنایزر تحت فشار :

این نوع از همگن ساز که بیشتر در صنایع غذایی، لبنی، دارویی، شیمیایی و بیوتکنولوژی کاربرد دارد، بیشتر برای نمونه های مایعی استفاده می شود. نمونه در این نوع از هموژنایزرها، در پشت شیر فشار قوی، تحت فشار قرار می گیرد. فشار وارده توسط پیستون های رفت و برگشتی اعمال می شود. در قسمت عبور فاصله ذرات در پشت شیر فشار قوی، قابل تنظیم می باشد. در دو طرف شیر تفاوت در فشار باعث حرکت و توربولانس مواد می شود که در اثر این جریان ها، ذرات با هم برخورد کرده و شکسته و ریز می شوند. در این نوع از همگن سازها مواد حاصل بدون تغییر در خواصی مانند رنگ، قابلیت حل شدن و مقدار خود، می تواند امولسیون، کامپوزیت همگن و یا ذرات آسیاب شده باشد.

۲-۴- هموژنایزر مکانیکی :

پخش کردن مواد جامد در مایع در این نوع از هموژنایزر، امولسیون، سوسپانسیون و یا محلول را ایجاد می کند. قسمت های سازنده این نوع از همگن ساز، پره و روتور استاتور است. طرز شکستن و تحت فشار دادن ذرات در این نوع از همگن سازها، با حرکت چنگک ها انجام می شود. از مزیت های این دستگاه زمان کوتاه همگن کردن مواد با ویسکوزیته بالا می باشد. از این نوع دستگاه ها بیستر در صنایع بهداشتی، شیمیایی، غذایی، داروسازی و نساجی استفاده می شود.

۳-۴- هموژنایزر اولتراسونیک :

در این نوع از هموژنایزرها، همگن کردن با تبدیل جریان الکتریکی به ارتعاش مکانیکی انجام می شود. در این دستگاه یکنواخت و همگن سازی نمونه ها با امواج فشاری شدید در محیط های مایع انجام می شود. نحوه عملکرد این دستگاه، ایجاد حباب های کوچک با امواج فشاری شدید می باشد. سپس این حباب ها کم کم با هم یکی و بزرگتر می شوند. وقتی اندازه ی این حباب ها به نهایت میزان خود می رسد، ترکیده و تولید حرارت و دمای زیاد می کند. موج ضربه ای و انرژی حرارتی ایجاد شده از انفجار حباب ها، همچنین نیروی حاصل از ارتعاش صوتی، همگن و یکنواخت کردن نمونه ها را فراهم می آورد.

این دستگاه از یک کنترلر برای تولید جریان متناوب الکتریکی، مبدل فراصوت که ارتعاش مکانیکی تیپ دستگاه با جریان تولید شده در کنترلر می شود و همورن تشکیل شده است. همورن باعث شدت گرفتن موج مکانیکی تولید شده می شود.

۵- نحوه عملکرد دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی :

برای همگن سازی نمونه ها در دستگاه هموژنایزر، ابتدا روی بدنه دستگاه و در ظرف مخصوص نمونه، ماده مورد نظر به همراه گوی های فلزی قرار گرفته و سپس ظرف نمونه به حرکت در می آید. حرکت ظرف نمونه با تنظیم شدت نوسان و زمان نوسان انجام می شود. وقتی ظرف نمونه دچار حرکت شدید می شود، برخورد گوی فلزی با ذرات نمونه انجام و باعث خرد شدن ذرات نمونه به قطعه های کوچکتر می شود و نمونه ی یکنواختی به دست می آید. در صورتی که نمونه مایع باشد، باز هم حرکت ظرف نمونه باعث می شود که فاز امتزاج ناپذیر مایع ریز و کوچک شده و در بین فاز دیگر پخش شود. بدین ترتیب دو فاز در یکدیگر مخلوط می شوند.

۶- قیمت خرید و فروش و کمپانی های تولید کننده :

کمپانی های مختلفی به تولید دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی می پردازند. بنابراین این دستگاه توسط نمایندگی های مختلف می تواند با توجه به نوع کمپانی تولید کننده ی آن به قیمت های مختلفی عرضه شود. یکی از این شرکت ها، MTOPS کره جنوبی است که انواع مختلفی از دستگاه های همزن مانند هموژنایزر را در سال ۲۰۰۹ وارد بازار کرده است. فرآزما شرکتی است که نمایندگی فروش این کمپانی را در ایران بر عهده دارد.

از خصوصیت دستگاه این کمپانی، داشتن جنس استیل ضد زنگ، داشتن محدوده ی سرعت بین ۳۷۰۰ تا ۲۷۰۰۰ rpm و ظرفیت ۱۰ تا ۲۰۰۰ میلی لیتر می باشد. از کمپانی های دیگر تولید کننده این دستگاه می توان به Wiggens آلمان اشاره کرد. از ویژگی های دستگاه هموژنایزر این شرکت، ایمنی بالا، استفاده آزمایشگاهی برای حجم های کم، داشتن وزن کم، امکان تنظیم و کنترل سرعت آن در هنگام کار و داشتن جنس استیل می باشد.

نکته :

شرکت رویان ایران شرکتی است که توانسته دستگاه همگن سازی آزمایشگاهی بسازد. ساخت این دستگاه در شرکت مذکور با الگوبرداری از شرکت IKA انجام شده است. ظرفیت این دستگاه ایرانی ۱ تا ۵ لیتر بوده و همگنی محلول آن بین ۱ تا ۵ میکرون می باشد. همچنین دارای پایه قابل تنظیم می باشد.

۷- کاربردهای دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی :

از هموژنایزر در صنایع مختلفی چون دارویی، غذایی، شیمیایی و بیوتکنولوژی می توان استفاده کرد. در تولید سس، آبمیوه، بستنی، پنیر، تولید داروها، واکسن، خمیر دندان، لوسیون، شامپوها و مهمتر از همه در فرآیند شیرسازی کاربرد دارد. در فرآیند شیرسازی جدا شدن چربی شیر و جمع شدن آن در قسمت بالای مایع آن اتفاق می افتد. کاری که دستگاه هموژنایزر می کند این است که تمام ذرات چربی را با کوچک و همگن کردن آن، در کل شیر پخش می کند. در صورت عدم همگن سازی، چربی جمع شده در بالای شیر، لایه ی کرمی تشکیل می دهد. در بیوتکنولوژی، با استفاده از هموژنایزر فشار بالا، لیز شدن سلول ها با پاره شدن دیواره های سلولی بافت های ظریف حیوانی و مخمرها اتفاق می افتد.

همچنین این دستگاه در پزشکی قانونی، دامپزشکی، زمین شناسی، شیمی، زیست بوم شناسی، کنترل غذا، میکروبیولوژی، فلزشناسی کاربرد دارد. در خرد و یکنواخت کردن خاک، اجزای بدن موجودات مانند دندان و استخوان، گیاهان، باکتری، قارچ و موراد بسیاری دیگر نیز از دستگاه هموژنایزر استفاده می شود.