Гомогенизаторы используются главным образом для получения стабильных эмульсий типа «жир в воде», чтобы предотвратить отстой жира. Гомогенизация также способствует некоторым положительным изменениям физических свойств молочной основы, приводящим к:
• более светлому и привлекательному цвету молока;
• улучшению вкусу продукта;
• увеличению вязкости. 

Процесс гомогенизации был изобретен Голеном в 1899 г., описавшим его как «фиксацию смеси жидкостей» [34]. Вместе с тем основное действие гомогенизатора заключается в дроблении жировых шариков и получении шариков меньшего диаметра. В результате гомогенизации уменьшается тенденция жировых шариков к слипанию и образованию скоплений. Такой результат достигается «продавливанием» с большой скоростью цельного жирного молока через узкую щель. 

Теоретические основы гомогенизации рассмотрены в работах [21, 22, 34, а также 126]. В настоящее время считается, что уменьшение размеров жировых шариков в молоке при гомогенизации происходит благодаря турбулентности потока или кавитации. В ранее существовавшей теории предполагалось, что энергия диссипации жидкости генерирует турбулентные вихри, а высокая энергия турбулентности и разностей давления на тех или иных участках приводит к разрыву капель на куски, уменьшая их средний размер. 

По другой теории (теории кавитации) из-за большого скачка давления при прохождении клапана жидкость подвергается сильной кавитации. Когда падение давления достаточно велико, давление пара в жидкости превышает давление окружающей среды, вызывая образование пузырьков пара (и образование полостей в жидкости). Когда такие кавитационные пузырьки лопаются (то есть полости разрушаются), в жидкости генерируются ударные волны, которые раздробляют жировые шарики. Тем не менее предполагалось, что некоторые эффекты, связанные с турбулентностью и кавитацией, схожи, и поэтому их трудно четко различить. 

Гомогенизаторы высокого давления обычно применяются, когда требуется высокоэффективная гомогенизация. Продукт попадает в насосный блок и подвергается действию повышенного давления, которое обеспечивается поршневым насосом. Величина результирующего давления определяется противодавлением между
нагнетателем и клапанным седлом в устройстве гомогенизации. Это давление (Р₁) обычно называется гомогенизационным давлением. Р₂ - это противодавление для первой ступени или входное давление для второй ступени в двухступенчатом гомогенизаторе. Поршневой насос приводится в действие мощным электродвигателем посредством коленчатого вала и шатуна, преобразующих вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение поршней насосов. Поршни, изготовленные из износоустойчивых материалов, перемещаются в цилиндрах блока высокого давления. Агрегат снабжен двойными сальниками поршней, а для охлаждения поршней вода подается в пространство между сальниками. Когда
гомогенизатор подключается к системе мойки и санитарной обработки, для предотвращения повторного инфицирования может подаваться горячий конденсат. 

Молоко подается под высоким давлением в пространство между седлом и нагнетателем. Ширина зазора составляет около 0,1 мм или в 100 раз больше размера жировых шариков гомогенизированного молока. Скорость жидкости в этом узком кольцеобразном зазоре обычно составляет 100- 400 м/с, и гомогенизация происходит за 10-15 мкс. В течение этого времени вся энергия давления преобразуется в кинетическую энергию, часть которой позже преобразуется снова в энергию давления, а остальная часть выделяемся в виде тепла. Каждое падение давления в 4 МПа вызы вает рост температуры на 1 °С. Фактически на саму гомогенизацию тратится менее 1% от общей энергии, но, несмотря на это, для переработки эмульсий наиболее эффективным методом остается применение высокого давления. 

В связи с влиянием гомогенизации молочной основы на качество йогурта необходимо рассмотреть несколько аспектов — например, использование одно- или двухступенчатой гомогенизации и проблему размещения гомогенизатора в линии (до или после термообработки). Поскольку большинство изготавливаемых в различных странах мира йогуртов имеют жирность не более 3,0 г/100 г, то необходимость двухступенчатой гомогенизации представляется сомнительной. В работе [92] было рассмотрено большое количество факторов, влияющих на стойкость йогуртов, изготовленных из молочной основы жирностью 10 г/ 100 г, и результаты можно кратко обобщить следующим образом:

• следует использовать смесь, состоящую наполовину из сухих сливок, а наполовину из СОМ (вместо только СОМ);
• желательно денатурировать b-Лг более чем на 90% (подробнее об этом см. главу 2) или подвергать молочную основу тепловой обработке при высоких температурах, например, при 95 °С в течение 80 с;

• при одноступенчатой гомогенизации рекомендуется увеличить давление до 30 МПа; тем не менее установлено, что циркуляция молока через одноступенчатый гомогенизатор до четырех раз при давлении 20 МПа повышает стойкость гелей, а уменьшение диаметра жировых шариков с 1 ,8 мкм до 1,1 мкм вызывает повышение стойкости продукта в два раза; 

• гомогенизация молочной основы после тепловой обработки приводит к достижению более высокой стойкости продукта, так как во время образования новых жировых шариков гомогенизатор благодаря действию поверхностноактивных сил вызывает разрывы казеиновых мицелл; во время окисления в процессе сквашивания гидрофобные взаимодействия приводят к образованию более стабильной белковой системы.