Emulsion (Svenska)

emulsioner innehåller både en dispergerad och en kontinuerlig fas, med gränsen mellan faserna som kallas ”gränssnittet”. Emulsioner tenderar att ha ett grumligt utseende eftersom de många fasgränssnitten sprider ljus när det passerar genom emulsionen. Emulsioner visas vita när allt ljus är utspridda lika. Om emulsionen är utspädd nog, kommer högre frekvens (låg våglängd) ljus att spridas mer, och emulsionen kommer att synas blåare-detta kallas ”Tyndall – effekten”., Om emulsionen är koncentrerad nog, kommer färgen att förvrängas mot jämförelsevis längre våglängder,och kommer att visas mer gul. Detta fenomen är lätt att observera när man jämför skummjölk, som innehåller lite fett, till grädde, som innehåller en mycket högre koncentration av mjölkfett. Ett exempel skulle vara en blandning av vatten och olja.

två speciella klasser av emulsioner – mikroemulsioner och nanoemulsioner, med droppstorlekar under 100 nm – verkar genomskinliga., Denna egenskap beror på det faktum att ljusvågor sprids av dropparna endast om deras storlekar överstiger ungefär en fjärdedel av våglängden för det infallande ljuset. Eftersom det synliga ljusspektrumet består av våglängder mellan 390 och 750 nanometer (nm), om droppstorlekarna i emulsionen är under ca 100 nm, kan ljuset tränga igenom emulsionen utan att spridas. På grund av deras likhet i utseende är genomskinliga nanoemulsioner och mikroemulsioner ofta förvirrade., Till skillnad från genomskinliga nanoemulsioner, som kräver att specialutrustning produceras, bildas mikroemulsioner spontant genom ”solubiliserande” oljemolekyler med en blandning av ytaktiva ämnen, ko-ytaktiva ämnen och co-lösningsmedel. Den erforderliga ytaktiva koncentrationen i en mikroemulsion är emellertid flera gånger högre än den i en genomskinlig nanoemulsion och överstiger signifikant koncentrationen av den dispergerade fasen. På grund av många oönskade biverkningar orsakade av ytaktiva ämnen är deras närvaro ofördelaktig eller oöverkomlig i många applikationer., Dessutom äventyras stabiliteten hos ett mikroemulsion ofta lätt genom utspädning, genom uppvärmning eller genom att pH-nivåerna ändras.

vanliga emulsioner är i sig instabila och tenderar därför inte att bildas spontant. Energiingång – genom skakning, omrörning, homogenisering eller exponering för kraft ultraljud-behövs för att bilda en emulsion. Med tiden tenderar emulsioner att återgå till det stabila tillståndet hos de faser som innefattar emulsionen., Ett exempel på detta ses i separationen av vinaigrettes olje-och ättikskomponenter, en instabil emulsion som snabbt separeras om den inte skakas nästan kontinuerligt. Det finns viktiga undantag från denna regel-mikroemulsioner är termodynamiskt stabila, medan genomskinliga nanoemulsioner är kinetiskt stabila.

huruvida en emulsion av olja och vatten förvandlas till en” vatten-i-olja ”emulsion eller en” olja-i-vatten ” emulsion beror på volymfraktionen av båda faserna och typen av emulgeringsmedel (ytaktivt medel) (se emulgeringsmedel, nedan) närvarande.,

InstabilityEdit

Emulsionsstabilitet avser en emulsions förmåga att motstå förändring i dess egenskaper över tiden. Det finns fyra typer av instabilitet i emulsioner: flockning, creaming/sedimentation, koalescens och Ostwald mogning. Flocculation uppstår när det finns en attraktiv kraft mellan dropparna, så de bildar flocs, som druvor av druvor. Denna process kan önskas, om den kontrolleras i sin utsträckning, för att ställa in de fysikaliska egenskaperna hos emulsioner såsom deras flödesbeteende., Koalescens uppstår när droppar stöter på varandra och kombineras för att bilda en större droppe, så den genomsnittliga droppstorleken ökar över tiden. Emulsioner kan också genomgå creaming, där dropparna stiger till toppen av emulsionen under påverkan av flytkraft eller under påverkan av centripetalkraften inducerad när en centrifug används. Creaming är ett vanligt fenomen i mejeriprodukter och icke-mejeriprodukter (dvs mjölk, kaffemjölk, mandelmjölk, sojamjölk) och ändrar vanligtvis inte droppstorleken., Sedimentation är det motsatta fenomenet creaming och normalt observeras i vatten-i-olja emulsioner. Sedimentering sker när den dispergerade fasen är tätare än den kontinuerliga fasen och gravitationskrafterna drar de tätare globulerna mot botten av emulsionen. I likhet med creaming följer sedimentering Stokes lag.

ett lämpligt ”ytaktivt medel” (eller ”ytaktivt medel”) kan öka den kinetiska stabiliteten hos en emulsion så att dropparnas storlek inte förändras signifikant med tiden., Stabiliteten hos en emulsion, som en suspension, kan studeras när det gäller zeta-potential, vilket indikerar repulsionen mellan droppar eller partiklar. Om storleken och spridningen av droppar inte förändras över tiden sägs det vara stabilt. Till exempel visade oljeemulsioner i vatten innehållande mono-och diglycerider och mjölkprotein som ytaktivt ämne att stabil oljedroppstorlek över 28 dagars lagring vid 25 ° C.,

Monitoring physical stabilityEdit

stabiliteten hos emulsioner kan karakteriseras med hjälp av tekniker som ljusspridning, fokuserad strålreflektansmätning, centrifugering och reologi. Varje metod har fördelar och nackdelar.

accelererande metoder för hållbarhet predictionEdit

den kinetiska processen för destabilisering kan vara ganska lång – upp till flera månader, eller till och med år för vissa produkter. Ofta måste formuleraren påskynda denna process för att testa produkter i rimlig tid under produktdesignen., Termiska metoder är de vanligaste-dessa består av att öka emulsionstemperaturen för att påskynda destabilisering (om under kritiska temperaturer för fas inversion eller kemisk nedbrytning). Temperaturen påverkar inte bara viskositeten utan även den interfaciala spänningen vid icke-joniska ytaktiva ämnen eller, på ett bredare område, interaktioner mellan droppar i systemet. Lagring av en emulsion vid höga temperaturer möjliggör simulering av realistiska förhållanden för en produkt (t. ex., i en bil i sommarvärmen), men också accelererar destabiliseringsprocesser upp till 200 gånger.

mekaniska accelerationsmetoder, inklusive vibrationer, centrifugering och agitation, kan också användas.

dessa metoder är nästan alltid empiriska, utan en sund vetenskaplig grund.