---

BỒN ĐỒNG HÓA

---

I. GIỚI THIỆU CHUNG

Trong thời đại công nghiệp hóa – hiện đại hóa, các ngành như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm và hóa chất đòi hỏi cao về tính đồng nhất, ổn định và chất lượng sản phẩm. Một yếu tố kỹ thuật quan trọng giúp tạo ra các sản phẩm chất lượng đó là quá trình đồng hóa – tức làm giảm kích thước và phân bố đều các tiểu phân trong một hỗn hợp. Thiết bị thực hiện nhiệm vụ này chính là bồn đồng hóa (homogenizing tank).

Bồn đồng hóa là một thiết bị công nghiệp kết hợp chức năng khuấy trộn, nghiền nhỏ, phân tán, đồng nhất hóa nguyên liệu, giúp cải thiện độ ổn định, cảm quan và hiệu suất sinh học của sản phẩm. Với khả năng xử lý khối lượng lớn và tích hợp nhiều công nghệ, bồn đồng hóa đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất hiện đại.

---

II. BỒN ĐỒNG HÓA LÀ GÌ?

Bồn đồng hóa là thiết bị công nghiệp được thiết kế để trộn lẫn và đồng nhất các thành phần nguyên liệu không đồng nhất (dầu – nước, hạt rắn trong lỏng, các pha nhớt…) thông qua các cơ chế cơ học như khuấy trộn, lực cắt, hoặc sử dụng áp suất cao.

Khác với máy đồng hóa truyền thống (loại nhỏ, thường chỉ có chức năng tạo lực cắt mạnh), bồn đồng hóa thường là hệ thống tích hợp gồm:

• Buồng chứa nguyên liệu (bồn).

• Cánh khuấy trộn chính và phụ.

• Hệ thống tạo lực cắt (rotor-stator hoặc máy đồng hóa inline).

• Các chức năng hỗ trợ như gia nhiệt, hút chân không, làm lạnh và điều khiển tự động.

Bồn đồng hóa thường được sử dụng trong sản xuất quy mô lớn, nơi cần xử lý hàng trăm đến hàng ngàn lít nguyên liệu với độ đồng đều và ổn định cao.

---

III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Quá trình đồng hóa diễn ra khi hỗn hợp nguyên liệu được khuấy trộn và đi qua các vùng có lực cắt cao, thường do rotor-stator hoặc đầu đồng hóa tạo ra. Cơ chế chính bao gồm:

1. Khuấy trộn ban đầu:

   • Nguyên liệu được khuấy nhẹ để hòa tan sơ bộ và tạo dòng chảy tuần hoàn trong bồn.

2. Đồng hóa (Homogenization):

   • Rotor quay với tốc độ cao trong stator tạo lực cắt mạnh.

   • Các giọt chất lỏng lớn (dầu, nước...) hoặc hạt rắn bị nghiền nhỏ, phân tán đều vào môi trường liên tục.

3. Tuần hoàn nội bộ:

   • Hỗn hợp được hút xuống đáy bồn, đi qua đầu đồng hóa rồi được đẩy ngược lên trên, tạo dòng chảy khép kín.

4. Tùy chọn gia nhiệt hoặc hút chân không:

   • Gia nhiệt giúp nguyên liệu tan chảy tốt hơn.

   • Hút chân không giúp loại bỏ bọt khí và oxy, tăng độ mịn và độ bền của sản phẩm.

Kết quả là sản phẩm đầu ra có kết cấu đồng đều, kích thước hạt nhỏ, độ ổn định cao và cảm quan tốt hơn nhiều so với phương pháp trộn thông thường.

---

IV. CẤU TẠO CỦA BỒN ĐỒNG HÓA

Một bồn đồng hóa tiêu chuẩn công nghiệp thường bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Thân bồn (Tank body)

• Là nơi chứa nguyên liệu cần xử lý.

• Làm bằng inox 304 hoặc 316L để đảm bảo vệ sinh và chống ăn mòn.

• Dung tích có thể từ vài chục lít đến hàng nghìn lít.

2. Cánh khuấy trộn (Agitator)

• Gồm trục khuấy trung tâm và cánh khuấy phụ.

• Có thể điều chỉnh tốc độ bằng biến tần.

• Tạo dòng chảy xoáy và đảo nguyên liệu đều trong bồn.

3. Đầu đồng hóa (Homogenizer head)

• Có dạng rotor-stator gắn trong bồn hoặc máy đồng hóa dạng inline.

• Tạo ra lực cắt lớn để phá vỡ hạt và đồng nhất hỗn hợp.

4. Hệ thống gia nhiệt/làm lạnh

• Gia nhiệt bằng điện trở, hơi nước hoặc nước nóng.

• Làm lạnh bằng nước lạnh hoặc glycol tùy quy trình.

5. Hệ thống chân không (Vacuum system)

• Gồm bơm hút chân không và các van điều khiển.

• Loại bỏ bọt khí, giúp sản phẩm mịn, bóng và ổn định.

6. Hệ thống điều khiển

• Có thể là điện cơ, màn hình cảm ứng hoặc hệ thống điều khiển PLC.

• Điều chỉnh tốc độ khuấy, nhiệt độ, thời gian hoạt động và áp suất chân không.

---

V. PHÂN LOẠI BỒN ĐỒNG HÓA

1. Theo tính năng tích hợp

• Bồn đồng hóa thường: Chỉ có cánh khuấy và đầu đồng hóa.

• Bồn đồng hóa chân không: Tích hợp hệ thống hút chân không.

• Bồn đồng hóa gia nhiệt: Có áo nhiệt bao quanh thân bồn.

• Bồn đồng hóa tự động: Tích hợp PLC, màn hình cảm ứng điều khiển.

2. Theo công suất

• Bồn đồng hóa phòng thí nghiệm: Dưới 20 lít, dùng thử nghiệm công thức.

• Bồn đồng hóa bán công nghiệp: 30–200 lít, dùng cho sản xuất thử.

• Bồn đồng hóa công nghiệp lớn: 500–10.000 lít, dùng cho sản xuất hàng loạt.

3. Theo phương pháp đồng hóa

• Đồng hóa trong bồn (internal homogenizer): Rotor-stator gắn trong bồn.

• Đồng hóa ngoài (inline homogenizer): Đầu đồng hóa lắp ngoài bồn, hỗ trợ tuần hoàn.

---

VI. ỨNG DỤNG CỦA BỒN ĐỒNG HÓA

1. Ngành thực phẩm

• Sữa tươi, sữa đậu nành, nước ép: Tạo độ mịn và tránh phân lớp.

• Sốt mayonnaise, nước chấm, nước sốt: Tăng độ đồng đều, kéo dài thời gian bảo quản.

• Kem, bơ thực vật, phô mai: Đồng hóa chất béo, cải thiện kết cấu.

2. Ngành mỹ phẩm

• Sản xuất kem dưỡng, lotion, sữa tắm, mặt nạ.

• Tăng độ mịn, độ thẩm thấu và kéo dài hạn sử dụng sản phẩm.

3. Ngành dược phẩm

• Bào chế thuốc mỡ, thuốc hỗn dịch, nhũ tương tiêm.

• Đồng nhất hoạt chất, cải thiện hấp thụ sinh học.

4. Ngành hóa chất

• Sản xuất sơn, chất tẩy rửa, mực in, nhũ tương polymer.

• Đồng hóa các thành phần để sản phẩm ổn định, không lắng cặn.

---

VII. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm

• Tạo sản phẩm đồng nhất, mịn, ổn định cao.

• Giảm kích thước hạt xuống micron hoặc nano.

• Tích hợp nhiều chức năng: khuấy, gia nhiệt, đồng hóa, chân không…

• Tự động hóa dễ dàng, tiết kiệm thời gian và nhân công.

• Ứng dụng linh hoạt trong nhiều ngành công nghiệp.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao, nhất là loại có nhiều tính năng.

• Yêu cầu bảo trì định kỳ để tránh hao mòn rotor-stator.

• Nguyên liệu nhạy cảm cần kiểm soát nhiệt độ kỹ lưỡng.

• Tiêu thụ năng lượng lớn, nhất là khi chạy ở tốc độ cao hoặc có gia nhiệt.