---

BỒN NHŨ HÓA

I. GIỚI THIỆU CHUNG

Trong các ngành sản xuất hiện đại như mỹ phẩm, thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, việc tạo ra một hỗn hợp ổn định giữa các pha lỏng không hòa tan vào nhau – ví dụ như dầu và nước – là một yêu cầu kỹ thuật quan trọng. Để thực hiện điều này một cách hiệu quả và ổn định, các doanh nghiệp thường sử dụng thiết bị chuyên dụng gọi là bồn nhũ hóa (Emulsifying Tank).

Bồn nhũ hóa không chỉ có chức năng trộn lẫn hai hay nhiều pha khác nhau thành một hệ nhũ tương đồng nhất, mà còn tích hợp nhiều chức năng như gia nhiệt, làm lạnh, hút chân không, và điều khiển tự động. Trong môi trường sản xuất công nghiệp, bồn nhũ hóa đóng vai trò không thể thiếu trong việc đảm bảo tính ổn định, chất lượng cảm quan, và tuổi thọ sản phẩm.

---

II. BỒN NHŨ HÓA LÀ GÌ?

Bồn nhũ hóa là thiết bị chuyên dụng dùng để khuấy trộn và đồng nhất các chất lỏng không đồng nhất hoặc các chất rắn trong dung môi lỏng, tạo thành hệ nhũ tương ổn định. Thiết bị này thường được sử dụng để kết hợp hai pha không đồng nhất như dầu và nước, cùng với các phụ gia khác nhau, nhằm tạo ra sản phẩm cuối cùng có cấu trúc mịn, đồng đều và không bị tách lớp.

Khác với các thiết bị khuấy trộn thông thường, bồn nhũ hóa thường được trang bị thêm rotor-stator, hệ thống hút chân không, gia nhiệt, làm lạnh, cảm biến điều khiển... giúp tăng hiệu quả phân tán và ổn định của nhũ tương.

---

III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Bồn nhũ hóa hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa các yếu tố cơ học và vật lý như:

• Lực cắt cao (High shear force): Được tạo ra bởi hệ thống rotor-stator hoặc máy đồng hóa tích hợp, giúp phá vỡ các giọt lỏng lớn thành các giọt nhỏ (1–5 micron hoặc nhỏ hơn).

• Chênh lệch áp suất và lực ly tâm: Trong quá trình hỗn hợp được đưa qua khe hẹp hoặc đầu nhũ hóa với tốc độ cao, các phân tử bị tác động mạnh và phân tán đều.

• Nhiệt độ và áp suất: Có thể được điều chỉnh để cải thiện quá trình hòa tan, phản ứng, hoặc tăng hiệu quả phân tán.

• Hệ thống chân không: Loại bỏ không khí trong hỗn hợp, giúp sản phẩm không bị bọt khí, không bị oxy hóa và có độ mịn cao.

Quá trình nhũ hóa trong bồn nhũ hóa thường diễn ra tuần tự theo các bước: nạp nguyên liệu → gia nhiệt → trộn thô → nhũ hóa bằng rotor-stator → đồng nhất → hút chân không → xả sản phẩm.

---

IV. CẤU TẠO CỦA BỒN NHŨ HÓA

Bồn nhũ hóa có nhiều loại và kích cỡ khác nhau, nhưng về cơ bản, một bồn nhũ hóa hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Thân bồn (Tank Body)

• Là nơi chứa nguyên liệu và thực hiện quá trình nhũ hóa.

• Được làm bằng thép không gỉ (Inox 304 hoặc 316L), đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và chống ăn mòn.

• Dung tích có thể từ vài lít (dùng trong phòng lab) đến hàng ngàn lít (trong công nghiệp).

2. Hệ thống cánh khuấy (Agitator)

• Gồm trục khuấy, cánh khuấy trung tâm và/hoặc các cánh khuấy phụ ở thành bồn.

• Có thể điều chỉnh tốc độ quay bằng biến tần.

• Tạo dòng chảy hỗn hợp và trộn đều nguyên liệu.

3. Rotor-stator hoặc máy đồng hóa tích hợp

• Được lắp dưới đáy bồn hoặc trong lòng bồn.

• Tạo lực cắt lớn để phá vỡ và phân tán các phân tử chất lỏng.

4. Hệ thống gia nhiệt/làm lạnh

• Sử dụng áo bồn (jacket) bao quanh thân bồn.

• Có thể gia nhiệt bằng điện trở, hơi nước (steam) hoặc nước nóng tuần hoàn.

• Làm lạnh bằng nước lạnh hoặc glycol.

5. Hệ thống hút chân không

• Gồm bơm hút chân không, giúp loại bỏ không khí khỏi hỗn hợp.

• Giúp sản phẩm không bị tạo bọt và tăng độ mịn.

6. Hệ thống điều khiển

• Điều khiển tốc độ khuấy, nhiệt độ, áp suất...

• Có thể là dạng cơ, điện tử hoặc tự động hóa PLC, màn hình cảm ứng HMI.

7. Van xả, cửa nạp nguyên liệu, phễu phụ trợ

• Hỗ trợ đưa nguyên liệu vào và lấy sản phẩm ra một cách thuận tiện.

---

V. PHÂN LOẠI BỒN NHŨ HÓA

1. Theo chức năng

• Bồn nhũ hóa thường: Có cánh khuấy và máy nhũ hóa rotor-stator đơn giản.

• Bồn nhũ hóa chân không: Tích hợp bơm hút chân không, thường dùng trong mỹ phẩm và dược phẩm.

• Bồn nhũ hóa gia nhiệt/làm lạnh: Có hệ thống nhiệt giúp nguyên liệu dễ tan và ổn định.

2. Theo quy mô

• Bồn nhũ hóa phòng lab: Dung tích nhỏ (1–20 lít), dùng để thử nghiệm công thức.

• Bồn nhũ hóa bán công nghiệp: Dung tích từ 30–200 lít, dùng cho sản xuất thử.

• Bồn nhũ hóa công nghiệp: Dung tích từ 300–10.000 lít, dùng cho sản xuất hàng loạt.

3. Theo vị trí lắp đặt máy nhũ hóa

• Bồn nhũ hóa gắn đồng hóa dưới đáy (bottom homogenizer).

• Bồn nhũ hóa gắn đồng hóa ngoài (inline homogenizer).

• Bồn nhũ hóa gắn đồng hóa bên trong (internal homogenizer).

---

VI. ỨNG DỤNG CỦA BỒN NHŨ HÓA

1. Ngành mỹ phẩm

• Sản xuất kem dưỡng da, sữa rửa mặt, lotion, gel...

• Tạo hỗn hợp mịn, ổn định, không bị tách lớp hoặc tạo bọt.

2. Ngành thực phẩm

• Làm sốt mayonnaise, tương cà, nước chấm, kem sữa...

• Đồng nhất chất béo và pha nước, kéo dài thời gian bảo quản.

3. Ngành dược phẩm

• Tạo nhũ tương thuốc mỡ, gel, kem bôi ngoài da.

• Hỗ trợ bào chế thuốc uống dạng hỗn dịch.

4. Ngành hóa chất

• Sản xuất sơn, mực in, chất tẩy rửa, thuốc bảo vệ thực vật...

• Giúp tạo hỗn hợp ổn định và kiểm soát kích thước hạt.

---

VII. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm

• Hiệu quả cao trong việc tạo nhũ tương mịn và đồng nhất.

• Tích hợp nhiều chức năng trong cùng một thiết bị: trộn, gia nhiệt, hút chân không, đồng hóa...

• Dễ vận hành, có thể tự động hóa theo tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.

• Vật liệu inox an toàn vệ sinh và độ bền cao.

• Ứng dụng đa ngành, từ mỹ phẩm đến thực phẩm và hóa chất.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao, nhất là với hệ thống tự động.

• Yêu cầu kỹ thuật vận hành, bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu suất.

• Không phù hợp với nguyên liệu quá nhớt hoặc phản ứng hóa học đặc biệt nếu không có thiết kế phù hợp.