Emulzió

az emulziók mind diszpergált, mind folyamatos fázist tartalmaznak, az “interfész”nevű fázisok közötti határral. Az emulziók általában felhős megjelenésűek, mivel a sok fázis interfész szétszórja a fényt, amikor áthalad az emulzión. Az emulziók fehérnek tűnnek, ha minden fény egyenletesen szétszóródik. Ha az emulzió elég híg, akkor a nagyobb frekvenciájú (alacsony hullámhosszú) fény szétszóródik, az emulzió pedig kékebbnek tűnik-ezt “Tyndall hatásnak”nevezik., Ha az emulzió elég koncentrált, a szín torz felé viszonylag hosszabb hullámhosszon, majd megjelenik több sárga. Ez a jelenség könnyen megfigyelhető, ha összehasonlítjuk a kevés zsírt tartalmazó sovány tejet a krémmel, amely sokkal nagyobb koncentrációban tartalmaz tejzsírt. Erre példa a víz és az olaj keveréke.

az emulziók két speciális osztálya – mikroemulziók és nanoemulziók, 100 nm alatti cseppmérettel – áttetszőnek tűnik., Ez a tulajdonság annak a ténynek köszönhető, hogy a fényhullámokat a cseppek csak akkor szétszórják, ha méretük meghaladja a beeső fény hullámhosszának körülbelül egynegyedét. Mivel a látható spektrum fény áll hullámhosszak közötti 390 750 nanométer (nm) ha a csepp méretben az emulzió alatt körülbelül 100 nm, a fény hatol át az emulzió, anélkül, hogy szétszórt. Megjelenésük hasonlósága miatt az áttetsző nanoemulziók és mikroemulziók gyakran összekeverednek., Az áttetsző nanoemulziókkal ellentétben, amelyek speciális berendezéseket igényelnek, a mikroemulziókat spontán módon alakítják ki” oldódó ” olajmolekulák felületaktív anyagok, Co-felületaktív anyagok és Co-oldószerek keverékével. A mikroemulzióban szükséges felületaktív anyag-koncentráció azonban többszörösen magasabb, mint egy áttetsző nanoemulzióban, és jelentősen meghaladja a diszpergált fázis koncentrációját. A felületaktív anyagok által okozott számos nemkívánatos mellékhatás miatt jelenlétük sok alkalmazásban hátrányos vagy tiltó., Ezenkívül a mikroemulzió stabilitását gyakran könnyen veszélyezteti a hígítás, a fűtés vagy a pH-szint megváltoztatása.

A gyakori emulziók eredendően instabilak, így nem hajlamosak spontán kialakulni. Az emulzió kialakításához energiabevitelre van szükség – rázással, keveréssel, homogenizálással vagy teljesítmény ultrahangnak való kitettséggel. Idővel az emulziók hajlamosak visszatérni az emulziót tartalmazó fázisok stabil állapotába., Erre példa a vinaigrette olaj-ecet összetevőinek szétválasztása, egy instabil emulzió, amely gyorsan elválik, kivéve, ha szinte folyamatosan rázzuk. Fontos kivételek vannak e szabály alól – a mikroemulziók termodinamikailag stabilak, míg az áttetsző nanoemulziók kinetikusan stabilak.

az, hogy az olaj és a víz emulziója “olajban lévő” emulzióvá vagy “olajban lévő” emulzióvá alakul-e, mindkét fázis térfogatfrakciójától és az emulgeálószer típusától (felületaktív anyag) függ (lásd emulgeálószer, lent).,

InstabilityEdit

az emulzió stabilitása arra utal, hogy az emulzió képes ellenállni a tulajdonságainak idővel bekövetkező változásának. Az emulziókban négyféle instabilitás létezik: pelyhesedés, kúszás/ülepedés, összeolvadás és Ostwald érés. A flokkuláció akkor fordul elő, ha vonzó erő van a cseppek között, így flocokat képeznek, mint a szőlőfürtök. Ez a folyamat, ha a mértékében szabályozható, az emulziók fizikai tulajdonságainak, például áramlási viselkedésének beállítására is alkalmas., Az összeolvadás akkor következik be, amikor a cseppek egymásba ütköznek, és nagyobb cseppeket alkotnak, így az átlagos cseppméret idővel növekszik. Emulziók is alávetni krém, ahol a cseppek emelkedik a tetején az emulzió hatása alatt felhajtóerő, vagy hatása alatt a centripetális erő indukált, amikor egy centrifuga használják. A tejelő és nem tejelő italok (tej, kávétej, mandulatej, szójatej) esetében gyakori jelenség a krémezés, és általában nem változik a cseppméret., Az ülepedés a gyűrődés ellentétes jelensége, amelyet általában az olajban lévő emulziókban figyeltek meg. Az ülepedés akkor történik, amikor a diszpergált fázis sűrűbb, mint a folyamatos fázis, a gravitációs erők pedig a sűrűbb gömböket az emulzió alja felé húzzák. Hasonlóan a rinyáláshoz, az ülepedés követi Stoke törvényét.

egy megfelelő “felületaktív anyag” (vagy “felületaktív anyag”) növelheti az emulzió kinetikus stabilitását, így a cseppek mérete nem változik jelentősen az idő múlásával., Az emulzió stabilitása, mint egy szuszpenzió, a Zeta potenciál szempontjából tanulmányozható, ami a cseppek vagy részecskék közötti repulziót jelzi. Ha a cseppek mérete és diszperziója nem változik az idő múlásával, azt mondják, hogy stabil. Például a mono – és diglicerideket és tejfehérjét felületaktív anyagként tartalmazó olaj-in-water emulziók azt mutatták, hogy a stabil olajcsepp mérete 28 nap alatt 25°C-on tárolódik.,

Monitoring fizikai stabilitásszerkesztés

az emulziók stabilitása olyan technikákkal jellemezhető, mint a szórás, a fókuszált fény visszaverődés mérése, centrifugálás és reológia. Minden módszernek vannak előnyei és hátrányai.

gyorsító módszerek az eltarthatósági előrejelzéshezszerkesztés

a destabilizáció kinetikus folyamata meglehetősen hosszú lehet-akár több hónapig, akár évekig is egyes termékek esetében. Gyakran a formulátornak fel kell gyorsítania ezt a folyamatot annak érdekében, hogy a termékeket ésszerű időn belül tesztelje a terméktervezés során., A leggyakrabban használt termikus módszerek-ezek az emulzió hőmérsékletének növeléséből állnak, hogy felgyorsítsák a destabilizációt (ha a fázis inverzió vagy a kémiai lebomlás kritikus hőmérséklete alatt vannak). A hőmérséklet nemcsak a viszkozitást, hanem a nem ionos felületaktív anyagok esetében az interfacialis feszültséget is befolyásolja, vagy szélesebb körben a rendszeren belüli cseppek közötti kölcsönhatásokat. Az emulzió magas hőmérsékleten történő tárolása lehetővé teszi egy termék valósághű körülményeinek szimulálását (pl.,, fényvédő emulzió cső egy autóban a nyári melegben), de akár 200-szor is felgyorsítja a destabilizációs folyamatokat.

a gyorsulás mechanikai módszerei, beleértve a rezgést, a centrifugálást és az agitációt is alkalmazhatók.

Ezek a módszerek szinte mindig empirikusak, megalapozott tudományos alap nélkül.