Emulze

Emulze obsahují rozptýlené a kontinuální fáze, hranice mezi fázemi se nazývá „rozhraní“. Emulze mají tendenci mít zakalený vzhled, protože mnoho fázových rozhraní rozptyluje světlo, když prochází emulzí. Emulze se objeví bílá, když je veškeré světlo rozptýleno stejně. Pokud emulze se zředí natolik, vyšší frekvence (low-vlnových délek) světlo bude rozptýlené více, a emulze se objeví modřejší – to se nazývá „Tyndallova efektu“., Pokud je emulze dostatečně koncentrovaná, barva bude zkreslena směrem k poměrně delším vlnovým délkám a bude vypadat žlutěji. Tento jev je snadno pozorovatelný při porovnávání odstředěného mléka, které obsahuje málo tuku, se smetanou, která obsahuje mnohem vyšší koncentraci mléčného tuku. Jedním z příkladů by byla směs vody a oleje.

dvě speciální třídy emulzí – mikroemulze a nanoemulze s velikostí kapiček pod 100 nm – vypadají průsvitně., Tato vlastnost je vzhledem ke skutečnosti, že světelné vlny jsou rozptýlené kapičky pouze, pokud jejich velikost přesáhnout asi o jednu čtvrtinu vlnové délky dopadajícího světla. Protože viditelné spektrum světla se skládá z vlnových délek mezi 390 a 750 nanometrů (nm), je-li velikostí kapiček v emulzi jsou pod cca 100 nm, světlo může proniknout přes emulze bez rozptýlené. Vzhledem k jejich podobnosti ve vzhledu jsou průsvitné nanoemulze a mikroemulze často zaměňovány., Na rozdíl od průsvitné nanoemulsions, které vyžadují specializované zařízení, které má být vyrobeno, microemulsions jsou spontánně vytvořený „rozpouštění“ molekuly oleje se směsí povrchově aktivních látek, co-povrchově aktivních látek, a ko-rozpouštědla. Požadovaná koncentrace povrchově aktivních látek v mikroemulzi je však několikrát vyšší než koncentrace v průsvitné nanoemulzi a výrazně překračuje koncentraci dispergované fáze. Vzhledem k mnoha nežádoucím vedlejším účinkům způsobeným povrchově aktivními látkami je jejich přítomnost v mnoha aplikacích nevýhodná nebo prohibitivní., Kromě toho je stabilita mikroemulze často snadno ohrožena zředěním, zahříváním nebo změnou hladin pH.

běžné emulze jsou neodmyslitelně nestabilní, a proto nemají tendenci se spontánně tvořit. Pro vytvoření emulze je zapotřebí vstup energie – protřepáním, mícháním, homogenizací nebo vystavením silovému ultrazvuku. V průběhu doby, emulze mají tendenci se vrátit do stabilního stavu fází obsahujících emulzi., Příkladem toho je vidět v oddělení oleje a octa komponenty zálivkou, nestabilní emulze, která se rychle oddělit, pokud otřesený téměř nepřetržitě. Existují důležité výjimky z tohoto pravidla-mikroemulze jsou termodynamicky stabilní, zatímco průsvitné nanoemulze jsou kineticky stabilní.

zda se emulze oleje a vody změní na emulzi“ voda v oleji „nebo emulzi“ olej ve vodě “ závisí na objemové frakci obou fází a typu emulgátoru (povrchově aktivní látka) (viz emulgátor níže).,

InstabilityEdit

stabilita emulze se týká schopnosti emulze odolávat změnám ve svých vlastnostech v průběhu času. Existují čtyři typy nestability v emulzích: flokulace, krémování/sedimentace, koalescence a Ostwald zrání. Flokulace nastává, když mezi kapkami existuje atraktivní síla, takže tvoří flocs, jako hrozny hroznů. Tento proces může být žádoucí, pokud je řízen v jeho rozsahu, naladit fyzikální vlastnosti emulzí, jako je jejich chování toku., Ke koalescenci dochází, když kapičky narazí do sebe a spojí se, aby vytvořily větší kapku, takže průměrná velikost kapiček se v průběhu času zvyšuje. Emulze může také podstoupit smetany, kde kapičky stoupat na vrchol emulze pod vlivem vztlaku, nebo pod vlivem dostředivé síly vyvolané když odstředivka se používá. Krémování je běžným jevem v mléčných a nemléčných nápojích (tj. mléko, kávové mléko, mandlové mléko, sójové mléko) a obvykle nemění velikost kapiček., Sedimentace je opačný jev smetany a obvykle pozorovaný v emulzích ve vodě v oleji. Sedimentace se stane, když dispergované fáze je hustší než spojitá fáze a gravitační síly vytáhnout hustší kuličky směrem k dolní části emulze. Podobně jako creaming, sedimentace se řídí Stokeovým zákonem.

vhodné „surface active agent“ (nebo „povrchově aktivní látky“) může zvýšit kinetickou stabilitu emulze tak, že velikost kapiček výrazně nemění s časem., Stabilita emulze, jako suspenze, může být studována z hlediska potenciálu zeta, což naznačuje odpuzování mezi kapičkami nebo částicemi. Pokud se velikost a disperze kapiček v průběhu času nezmění, říká se, že je stabilní. Například emulze olej ve vodě obsahující mono-a diglyceridy a mléčné bílkoviny jako povrchově aktivní látka ukázaly, že stabilní velikost kapiček oleje po dobu 28 dnů skladování při 25°C.,

Sledování fyzické stabilityEdit

stabilitu emulze lze charakterizovat pomocí technik, jako je rozptyl světla, soustředěný paprsek reflektanční měření, odstřeďování, a reologie. Každá metoda má výhody a nevýhody.

Urychlení metody pro trvanlivost predictionEdit

kinetická proces destabilizace může být poměrně dlouho – až několik měsíců, nebo dokonce let, pro některé produkty. Často musí formulátor tento proces urychlit, aby mohl během návrhu výrobku testovat produkty v přiměřené době., Nejčastěji se používají tepelné metody-ty spočívají ve zvýšení teploty emulze pro urychlení destabilizace (pokud jsou nižší než kritické teploty pro fázovou inverzi nebo chemickou degradaci). Teplota ovlivňuje nejen viskozitu, ale i mezifázové napětí v případě neiontových povrchově aktivních látek, nebo v širším rozsahu, interakce mezi kapičkami v rámci systému. Skladování emulze při vysokých teplotách umožňuje simulaci realistických podmínek pro produkt (např.,, trubice opalovací emulze v autě V letním žáru), ale také urychluje destabilizační procesy až 200krát.

lze také použít mechanické metody zrychlení, včetně vibrací, odstředění a agitace.

tyto metody jsou téměř vždy empirické, bez zdravého vědeckého základu.