---

MÁY ĐỒNG HÓA

I. GIỚI THIỆU CHUNG

Trong nhiều lĩnh vực công nghiệp hiện đại như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm hay công nghiệp hóa chất, việc tạo ra một hỗn hợp đồng nhất, ổn định về cấu trúc và chất lượng là yêu cầu thiết yếu. Một trong những thiết bị đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự đồng nhất của sản phẩm là máy đồng hóa (homogenizer). Đây là thiết bị giúp phân tán và làm nhỏ kích thước các hạt rắn hoặc giọt chất lỏng trong hỗn hợp, từ đó tạo ra một hệ phân tán ổn định, đồng đều và cải thiện đáng kể đặc tính cảm quan cũng như hiệu suất sinh học của sản phẩm.

---

II. MÁY ĐỒNG HÓA LÀ GÌ?

Máy đồng hóa là thiết bị cơ học dùng để phân tán, làm nhỏ và phân bố đều các hạt rắn hoặc giọt chất lỏng trong một pha liên tục, thường là chất lỏng. Mục tiêu của quá trình đồng hóa là làm giảm kích thước hạt/giọt, tạo ra sự phân bố kích thước đồng đều và tăng cường tính ổn định của sản phẩm.

Quá trình đồng hóa giúp cải thiện:

• Độ ổn định của hệ phân tán.

• Tính cảm quan (độ mịn, độ sánh, màu sắc...).

• Hiệu quả sinh học (hấp thu tốt hơn trong cơ thể).

• Tăng tuổi thọ sản phẩm (giảm phân lớp, kết tủa...).

---

III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Nguyên lý cơ bản của máy đồng hóa là sử dụng áp suất cao, lực cắt, sóng siêu âm hoặc va đập cơ học để phá vỡ cấu trúc của các tiểu phân (giọt dầu, hạt rắn...) thành kích thước nhỏ và đồng đều hơn.

Một số cơ chế đồng hóa phổ biến:

1. Cơ chế cơ học:

   • Chất lỏng được bơm qua các khe hẹp với áp suất rất cao (100 – 2000 bar), tạo ra lực cắt và va đập mạnh.

   • Các hạt lớn bị phá vỡ thành các hạt nhỏ hơn.

2. Cơ chế siêu âm:

   • Sóng siêu âm tạo ra hiệu ứng cavitation (bong bóng chân không).

   • Khi các bong bóng vỡ ra, năng lượng cao làm vỡ nhỏ các hạt phân tán.

3. Cơ chế rotor-stator:

   • Một cánh quạt quay nhanh (rotor) bên trong một vòng cố định (stator) tạo ra lực cắt lớn giữa các răng cưa.

   • Phân tử chất lỏng bị phân tán nhỏ và đồng đều.

---

IV. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐỒNG HÓA

Máy đồng hóa có nhiều kiểu dáng, kích thước và cấu tạo tùy theo mục đích sử dụng. Tuy nhiên, một máy đồng hóa điển hình thường có các bộ phận sau:

1. Bơm piston (trong máy đồng hóa áp lực cao)

• Là nơi tạo ra áp lực cao để đẩy hỗn hợp qua khe hẹp.

• Có thể là loại một hoặc nhiều piston.

2. Buồng đồng hóa (Homogenizing Valve/Chamber)

• Nơi diễn ra quá trình phá vỡ và phân tán các hạt nhờ lực cắt và va đập mạnh.

• Kích thước khe hẹp thường từ 5–50 micron.

3. Rotor – Stator (với máy đồng hóa cơ học)

• Tạo ra lực cắt lớn giữa hai bề mặt chuyển động tương đối.

• Giúp nghiền nhỏ và phân tán đồng đều các hạt rắn hoặc giọt lỏng.

4. Hệ thống điều khiển

• Có thể là nút điều khiển cơ học hoặc màn hình điện tử, PLC.

• Điều chỉnh tốc độ, áp suất, thời gian làm việc.

5. Bồn chứa nguyên liệu

• Nơi chứa hỗn hợp trước và sau khi đồng hóa.

• Có thể có chức năng gia nhiệt hoặc làm lạnh tùy thuộc sản phẩm.

---

V. PHÂN LOẠI MÁY ĐỒNG HÓA

1. Theo nguyên lý hoạt động

• Máy đồng hóa cao áp (High-pressure homogenizer): Dùng áp lực lớn để đẩy hỗn hợp qua van hẹp, lực cắt cao.

• Máy đồng hóa siêu âm (Ultrasonic homogenizer): Dùng sóng siêu âm để phá vỡ các cấu trúc phân tử.

• Máy đồng hóa cơ học (Mechanical homogenizer): Sử dụng rotor-stator để tạo lực cắt mạnh.

2. Theo quy mô sử dụng

• Máy đồng hóa phòng thí nghiệm: Dung tích nhỏ, thường từ 50ml – 2 lít.

• Máy đồng hóa công nghiệp: Dung tích lớn, phục vụ cho sản xuất hàng loạt, từ 50 – 10.000 lít hoặc hơn.

---

VI. ỨNG DỤNG CỦA MÁY ĐỒNG HÓA

1. Ngành thực phẩm

• Sữa tươi, sữa hạt: Đồng hóa chất béo giúp sản phẩm mịn, không bị tách lớp.

• Nước ép, sốt, kem: Giúp tăng độ mịn, ổn định và cải thiện cảm quan.

• Margarine, bơ thực vật: Phân tán chất béo đều trong pha nước.

2. Ngành mỹ phẩm

• Tạo kem dưỡng da, sữa tắm, lotion đồng nhất và mềm mượt.

• Giúp kết cấu kem mịn, dễ thẩm thấu vào da, không bị vón cục.

3. Ngành dược phẩm

• Bào chế hỗn dịch thuốc, kem bôi ngoài da, nhũ tương thuốc tiêm.

• Giúp hoạt chất phân bố đều, tăng khả năng hấp thụ.

4. Ngành công nghiệp hóa chất

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

• Tạo sự phân bố đều các thành phần rắn hoặc lỏng không đồng nhất.

---

VII. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm của máy đồng hóa

• Tạo hỗn hợp mịn, ổn định cao.

• Nâng cao chất lượng sản phẩm: Cải thiện độ mịn, độ bóng, cảm quan…

• Giảm kích thước hạt xuống mức nano hoặc micro.

• Ứng dụng linh hoạt trong nhiều ngành công nghiệp.

• Tiết kiệm thời gian, tăng năng suất so với phương pháp truyền thống.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao, đặc biệt với máy công nghiệp cao áp hoặc siêu âm.

• Yêu cầu kỹ thuật vận hành và bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu quả.

• Một số chất nhạy cảm với nhiệt hoặc lực cắt cao có thể bị biến đổi tính chất.

• Tiêu hao năng lượng lớn, nhất là các loại máy cao áp.

---

VIII. TIÊU CHÍ LỰA CHỌN MÁY ĐỒNG HÓA

Khi lựa chọn máy đồng hóa, doanh nghiệp hoặc phòng thí nghiệm cần cân nhắc các yếu tố sau:

1. Mục đích sử dụng: Dùng trong phòng lab hay sản xuất công nghiệp?

2. Loại nguyên liệu xử lý: Dầu, nước, hạt rắn hay hỗn hợp?

3. Dung tích làm việc: Lớn hay nhỏ? Có cần hệ thống tuần hoàn hay không?

4. Yêu cầu về kích thước hạt sau đồng hóa: Có cần đạt mức nano không?

5. Khả năng vệ sinh, tháo lắp và bảo trì.

6. Chi phí đầu tư và năng lượng tiêu thụ.