Opmerking 1: De definitie is gebaseerd op de definitie in ref.
Opmerking 2: de druppels kunnen amorf, vloeibaar-kristallijn of een
mengsel daarvan zijn.
opmerking 3: de diameters van de druppels waaruit de gedispergeerde fase
bestaat, variëren gewoonlijk van ongeveer 10 nm tot 100 µm; dit wil zeggen dat de druppels
De gebruikelijke groottegrenzen voor colloïdale deeltjes kunnen overschrijden.,
Noot 4: een emulsie wordt een olie/water (o/w) emulsie genoemd als de
gedispergeerde fase een organisch materiaal is en de continue fase water of een waterige oplossing is en wordt water/olie (m/o) genoemd als de gedispergeerde
fase water of een waterige oplossing is en de continue fase een
organische vloeistof (een “olie”).
Opmerking 5: een emulsie zonder emulsie wordt soms een inverse emulsie genoemd.
De term “inverse emulsion” is misleidend en suggereert ten onrechte dat
de emulsie eigenschappen heeft die het tegenovergestelde zijn van die van een emulsie.het gebruik van
wordt daarom niet aanbevolen.,
emulsies bevatten zowel een gedispergeerde als een continue fase, met de grens tussen de fasen die de “interface”worden genoemd. Emulsies hebben de neiging om een troebele verschijning omdat de vele fase interfaces verspreiden licht als het door de emulsie. Emulsies lijken wit wanneer alle licht gelijkmatig wordt verspreid. Als de emulsie verdund genoeg is, zal hogerfrequent (lage golflengte) licht meer worden verspreid en zal de emulsie blauwer lijken-dit wordt het “Tyndall-effect”genoemd., Als de emulsie is geconcentreerd genoeg, zal de kleur worden vervormd naar relatief langere golflengten, en zal meer geel lijken. Dit fenomeen is gemakkelijk waarneembaar bij het vergelijken van magere melk, die weinig vet bevat, met room, die een veel hogere concentratie melkvet bevat. Een voorbeeld is een mengsel van water en olie.
twee speciale categorieën emulsies-micro-en nanoemulsies, met druppelgroottes lager dan 100 nm-zijn doorschijnend., Deze eigenschap is te wijten aan het feit dat lichtgolven worden verspreid door de druppels alleen als hun grootte groter is dan ongeveer een kwart van de golflengte van het invallende licht. Aangezien het zichtbare spectrum van licht bestaat uit golflengten tussen 390 en 750 nanometer (nm), als de druppelgroottes in de emulsie lager zijn dan ongeveer 100 nm, kan het licht door de emulsie heen dringen zonder te worden verstrooid. Door hun gelijkenis in uiterlijk worden doorschijnende nanoemulsies en micro-emulsies vaak verward., In tegenstelling tot doorschijnende nanoemulsies, waarvoor gespecialiseerde apparatuur moet worden geproduceerd, worden micro-emulsies spontaan gevormd door “oplosbaar makende” oliemoleculen met een mengsel van oppervlakteactieve stoffen, co-oppervlakteactieve stoffen en co-oplosmiddelen. De vereiste oppervlakteactieve concentratie in een micro-emulsie is echter meerdere malen hoger dan die in een doorschijnende nanoemulsie en overschrijdt aanzienlijk de concentratie van de verspreide fase. Door de vele ongewenste neveneffecten van oppervlakteactieve stoffen is hun aanwezigheid in veel toepassingen nadelig of prohibitief., Bovendien wordt de stabiliteit van een micro-emulsie vaak gemakkelijk aangetast door verdunning, door verhitting of door het veranderen van pH-waarden.
veel voorkomende emulsies zijn inherent instabiel en hebben dus de neiging zich niet spontaan te vormen. Energie-input – door schudden, roeren, homogeniseren, of blootstelling aan power ultrasound-is nodig om een emulsie te vormen. Na verloop van tijd hebben emulsies de neiging om terug te keren naar de stabiele toestand van de fasen waaruit de emulsie bestaat., Een voorbeeld hiervan is de scheiding van de olie-en azijn componenten van vinaigrette, een onstabiele emulsie die snel zal scheiden, tenzij bijna continu geschud. Er zijn belangrijke uitzonderingen op deze regel – micro-emulsies zijn thermodynamisch stabiel, terwijl doorschijnende nanoemulsies kinetisch stabiel zijn.
of een emulsie van olie en water verandert in een “water-in-olie” emulsie of een “olie-in-water” emulsie is afhankelijk van de volumefractie van beide fasen en het type emulgator (oppervlakteactieve stof) (zie emulgator hieronder) aanwezig.,
Instabiliteitedit
Emulsiestabiliteit verwijst naar het vermogen van een emulsie om weerstand te bieden aan veranderingen in zijn eigenschappen in de loop van de tijd. Er zijn vier soorten instabiliteit in emulsies: flocculatie, creaming/sedimentatie, coalescentie en Ostwald rijping. Flocculatie treedt op wanneer er een aantrekkelijke kracht tussen de druppels, zodat ze vormen vlokken, zoals trossen druiven. Dit proces kan, indien het in zijn omvang wordt beheerst, worden gewenst om de fysische eigenschappen van emulsies, zoals hun stromingsgedrag, af te stemmen., Coalescentie treedt op wanneer druppels botsen tegen elkaar en combineren tot een grotere druppel te vormen, zodat de gemiddelde druppelgrootte toeneemt in de tijd. Emulsies kunnen ook worden afgeroomd, waarbij de druppels naar de top van de emulsie stijgen onder invloed van drijfvermogen of onder invloed van de centripetale kracht die wordt opgewekt bij gebruik van een centrifuge. Room is een veel voorkomend fenomeen in zuivel-en niet-zuivel dranken (d.w.z. melk, koffiemelk, amandelmelk, sojamelk) en verandert meestal de druppelgrootte niet., Sedimentatie is het tegenovergestelde fenomeen van creaming en wordt normaal gezien waargenomen in water-in-olie emulsies. Sedimentatie gebeurt wanneer de verspreide fase dichter is dan de continue fase en de gravitationele krachten trekken de dichtere bolletjes naar de bodem van de emulsie. Vergelijkbaar met creaming, sedimentatie volgt Stoke ‘ s wet.
een geschikt “oppervlakteactieve stof” (of “oppervlakteactieve stof”) kan de kinetische stabiliteit van een emulsie verhogen, zodat de grootte van de druppels met de tijd niet significant verandert., De stabiliteit van een emulsie, zoals een suspensie, kan worden bestudeerd in termen van zeta potentieel, wat de afstoting tussen druppels of deeltjes aangeeft. Als de grootte en verspreiding van druppels niet verandert in de tijd, wordt gezegd dat stabiel. Bijvoorbeeld, olie-in-water emulsies die mono – en diglyceriden en melkeiwit als oppervlakteactieve stof bevatten, toonden aan dat stabiele oliedruppels groter zijn gedurende 28 dagen opslag bij 25°C.,
Monitoring fysische stabiliteit edit
de stabiliteit van emulsies kan worden gekarakteriseerd met behulp van technieken zoals lichtverstrooiing, meting van de gefocusseerde straalreflectie, centrifugering en reologie. Elke methode heeft voor-en nadelen.
versnelde methoden voor de voorspelling van de houdbaarheid
het kinetische proces van destabilisatie kan vrij lang zijn – tot enkele maanden, of zelfs jaren voor sommige producten. Vaak moet de formuleerder dit proces versnellen om producten binnen een redelijke tijd te testen tijdens het productontwerp., Thermische methoden worden het meest gebruikt – deze bestaan uit het verhogen van de emulsie temperatuur om destabilisatie te versnellen (indien onder kritische temperaturen voor fase inversie of chemische afbraak). Temperatuur beïnvloedt niet alleen de viscositeit, maar ook de interfaciale spanning in het geval van niet-ionische oppervlakteactieve stoffen of, op een breder gebied, interacties tussen druppels binnen het systeem. Het opslaan van een emulsie bij hoge temperaturen maakt het mogelijk realistische omstandigheden voor een product te simuleren (bijv.,, een tube zonnebrandcrème emulsie in een auto in de zomerhitte), maar versnelt ook destabilisatieprocessen tot 200 keer.
mechanische versnellingsmethoden, waaronder trillingen, centrifugeren en roeren, kunnen ook worden gebruikt.
deze methoden zijn bijna altijd empirisch, zonder een solide wetenschappelijke basis.