Nota 2: Las gotitas pueden ser amorfas, líquido-cristalinas, o cualquier mezcla de ellas.
Nota 3: Los diámetros de las gotitas que constituyen la fase dispersa
generalmente varían de aproximadamente 10 nm a 100 µm; es decir, las gotitas
pueden exceder los límites de tamaño habituales para partículas coloidales.,
Nota 4: una emulsión se denomina emulsión de aceite/agua (o/w) si la fase dispersa es una materia orgánica y la fase continua es agua o una solución acuosa y se denomina agua/aceite (w/o) si la fase dispersa es agua o una solución acuosa y la fase continua es un líquido orgánico (un «aceite»).
Nota 5: una emulsión w/o a veces se llama emulsión inversa.
el término «emulsión inversa» es engañoso, sugiriendo incorrectamente que
la emulsión tiene propiedades que son lo contrario de las de una emulsión.por lo tanto, no se recomienda su uso.,
las emulsiones contienen tanto una fase dispersa como una continua, con el límite entre las fases llamado «interfaz». Las emulsiones tienden a tener un aspecto turbio porque las muchas interfaces de fase dispersan la luz a medida que pasa a través de la emulsión. Las emulsiones aparecen blancas cuando toda la luz se dispersa por igual. Si la emulsión está lo suficientemente diluida, la luz de mayor frecuencia (baja longitud de onda) se dispersará más, y la emulsión aparecerá más azul-esto se llama el «efecto Tyndall»., Si la emulsión está lo suficientemente concentrada, el color se distorsionará hacia longitudes de onda comparativamente más largas, y aparecerá más Amarillo. Este fenómeno es fácilmente observable cuando se compara la leche desnatada, que contiene poca grasa, con la crema, que contiene una concentración mucho mayor de grasa de la leche. Un ejemplo sería una mezcla de agua y aceite.
dos clases especiales de emulsiones – microemulsiones y nanoemulsiones, con tamaños de gota por debajo de 100 nm-parecen translúcidas., Esta propiedad se debe al hecho de que las ondas de luz son dispersadas por las gotitas solo si sus tamaños exceden aproximadamente un cuarto de la longitud de onda de la luz incidente. Dado que el espectro visible de la luz se compone de longitudes de onda entre 390 y 750 nanómetros (nm), si los tamaños de las gotas en la emulsión están por debajo de aproximadamente 100 nm, la luz puede penetrar a través de la emulsión sin ser dispersada. Debido a su similitud en apariencia, las nanoemulsiones translúcidas y las microemulsiones se confunden con frecuencia., A diferencia de las nanoemulsiones translúcidas, que requieren equipos especializados para ser producidos, las microemulsiones se forman espontáneamente por» solubilización » moléculas de aceite con una mezcla de surfactantes, co-surfactantes y co-solventes. La concentración de surfactante requerida en una microemulsión es, sin embargo, varias veces mayor que en una nanoemulsión translúcida, y excede significativamente la concentración de la fase dispersa. Debido a muchos efectos secundarios indeseables causados por los surfactantes, su presencia es desventajosa o prohibitiva en muchas aplicaciones., Además, la estabilidad de una microemulsión a menudo se ve comprometida fácilmente por dilución, calentamiento o cambios en los niveles de pH.
las emulsiones comunes son inherentemente inestables y, por lo tanto, no tienden a formarse espontáneamente. La entrada de energía – a través de agitación, agitación, homogeneización o exposición al ultrasonido de potencia – es necesaria para formar una emulsión. Con el tiempo, las emulsiones tienden a volver al estado estable de las fases que componen la emulsión., Un ejemplo de esto se ve en la separación de los componentes de aceite y vinagre de la vinagreta, una emulsión inestable que se separará rápidamente a menos que se agite casi continuamente. Hay excepciones importantes a esta regla: las microemulsiones son termodinámicamente estables, mientras que las nanoemulsiones translúcidas son cinéticamente estables.
Si una emulsión de aceite y agua se convierte en una emulsión de» agua en aceite «o una emulsión de» aceite en agua » depende de la fracción de volumen de ambas fases y del tipo de emulsionante (surfactante) presente.,
Instabilidadeditar
la estabilidad de la emulsión se refiere a la capacidad de una emulsión para resistir el cambio en sus propiedades a lo largo del tiempo. Hay cuatro tipos de inestabilidad en las emulsiones: floculación, crema/sedimentación, coalescencia y maduración de Ostwald. La floculación ocurre cuando hay una fuerza de atracción entre las gotitas, por lo que forman flóculos, como racimos de uvas. Este proceso puede ser deseado, si se controla en su extensión, para ajustar las propiedades físicas de las emulsiones, como su comportamiento de flujo., La coalescencia ocurre cuando las gotitas chocan entre sí y se combinan para formar una gotita más grande, por lo que el tamaño promedio de la gotita aumenta con el tiempo. Las emulsiones también pueden someterse a la formación de crema, donde las gotas se elevan a la parte superior de la emulsión bajo la influencia de la flotabilidad, o bajo la influencia de la fuerza centrípeta inducida cuando se utiliza una centrífuga. La crema es un fenómeno común en las bebidas lácteas y no lácteas (es decir, leche, leche de café, leche de almendras, leche de soja) y generalmente no cambia el tamaño de las gotas., La sedimentación es el fenómeno opuesto de la crema y normalmente se observa en emulsiones de agua en aceite. La sedimentación ocurre cuando la fase dispersa es más densa que la fase continua y las fuerzas gravitacionales tiran de los glóbulos más densos hacia el fondo de la emulsión. Similar a la crema, la sedimentación sigue la Ley de Stoke.
un «agente tensoactivo» adecuado (o» surfactante») puede aumentar la estabilidad cinética de una emulsión para que el tamaño de las gotas no cambie significativamente con el tiempo., La estabilidad de una emulsión, como una suspensión, se puede estudiar en términos de potencial zeta, que indica la repulsión entre gotitas o partículas. Si el tamaño y la dispersión de las gotas no cambian con el tiempo, se dice que son estables. Por ejemplo, las emulsiones de aceite en agua que contienen mono-y diglicéridos y proteína de leche como surfactante mostraron que el tamaño estable de la gota de aceite durante 28 días de almacenamiento a 25°C.,
monitoreo de estabilidad físicaeditar
la estabilidad de las emulsiones se puede caracterizar utilizando técnicas como la dispersión de luz, la medición de reflectancia de haz enfocado, la centrifugación y la reología. Cada método tiene ventajas y desventajas.
Métodos de Aceleración para la predicción de la vida anaqueleditar
el proceso cinético de desestabilización puede ser bastante largo – hasta varios meses, o incluso años para algunos productos. A menudo, el formulador debe acelerar este proceso para probar los productos en un tiempo razonable durante el diseño del producto., Los métodos térmicos son los más utilizados: consisten en aumentar la temperatura de la emulsión para acelerar la desestabilización (si está por debajo de las temperaturas críticas para la inversión de fase o la degradación química). La temperatura afecta no solo la viscosidad sino también la tensión interfacial en el caso de surfactantes no iónicos o, en un ámbito más amplio, las interacciones entre gotas dentro del sistema. El almacenamiento de una emulsión a altas temperaturas permite la simulación de condiciones realistas para un producto (p. ej.,, un tubo de emulsión de protección solar en un automóvil en el calor del verano), pero también acelera los procesos de desestabilización hasta 200 veces.
también se pueden utilizar métodos mecánicos de aceleración, incluyendo vibración, centrifugación y agitación.
estos métodos son casi siempre empíricos, sin una base científica sólida.