Een emulsie is een fijn mengsel van twee niet-mengbare vloeistoffen, zoals bij een crème. Bij het emulgeren worden deze fasen stabiel met elkaar verbonden. Het doel is de inwendige fase in fijne druppels te verdelen en zo het grensvlak tussen de twee vloeistoffen te vergroten.
Hoe emulsies stabiel blijven
Emulsies zijn meestal troebel en melkachtig. Hoe lang ze houdbaar zijn, hangt onder meer af van temperatuur en pH-waarde. Bij het emulgeren moet de grensvlakspanning tussen olie en water worden overwonnen. Daarvoor zijn er twee wegen:
Energie toevoeren
Schuifkrachten verkleinen de druppeltjes en vergroten zo het grensvlak tussen de stoffen.
Oppervlakteactieve stoffen en emulgatoren
Zij hebben een lipofiel en een hydrofiel deel en vormen zo een brug tussen de fasen. Bovendien voorkomen zij dat druppeltjes weer samenvloeien.
Toch blijven emulsies onstabiele systemen. Na verloop van tijd vloeien fijne druppeltjes samen tot grotere, totdat de emulsie breekt. Zo ontstaat bijvoorbeeld boter wanneer room als vet-in-water-emulsie breekt. Fijnere druppeltjes hebben minder opwaartse kracht en vertragen de opromming. Daarnaast kunnen stoffen helpen die de viscositeit verhogen, de druppels elektrisch laten afstoten of op andere wijze grensvlakactief werken.
Toepassingen
Een klassiek voorbeeld zijn cosmetische emulsies die de zuurmantel en de barrière van de huid versterken. Andere typische toepassingen:
Waar het bij het emulgeren op aankomt
Naast procesparameters zoals temperatuur en druk bepaalt de techniek van de homogenisator de kwaliteit, de productiesnelheid en zelfs de haalbaarheid. Belangrijk zijn:
- Geometrie en toerentalafhankelijke afschuifsnelheden
- Spleetmaat van de rotor-statorvertanding
- Ontwerp van de toevoeren voor aanvullende grondstoffen
- Behuizing en aandrijving
- Reinigbaarheid en vrijheid van dode ruimten volgens actuele hygiënenormen
- Geharde vertanding bij abrasieve grondstoffen, zoals bij tandpasta
- Onderhoudsarme afdichting, meestal als dubbelwerkende mechanische afdichting van een passend materiaal
Verwante processen zijn het homogeniseren en het dispergeren. Wij adviseren en verkopen ook gebruikte homogeniseermengers en procesinstallaties.
Onze nieuwste innovatie is het doseerstation voor het rationeel wegen en doseren van vloeibare grondstoffen.
Overige processen
Veelgestelde vragen over emulgeren
Wat is een emulsie?
Een fijn mengsel van twee niet-mengbare vloeistoffen, bijv. olie en water, dat door emulgeren stabiel wordt verbonden – zoals bij crèmes en lotions.
Hoe wordt een emulsie stabiel?
Door energie-inbreng die de druppeltjes verkleint, en door emulgatoren of oppervlakteactieve stoffen die een brug vormen tussen de olie- en de waterfase. Verdikkingsmiddelen kunnen de opromming bovendien vertragen. Ook temperatuur en pH-waarde spelen een rol.
Waarom breekt een emulsie?
Fijne druppeltjes vloeien na verloop van tijd samen tot grotere druppels (coalescentie). Daardoor wordt het grensvlak kleiner en scheiden de fasen zich – zo ontstaat bijvoorbeeld boter uit room.
Waar komt het bij de homogenisator voor emulsies op aan?
Op geometrie, afschuifsnelheden en spleetmaat van de rotor-statorvertanding, de toevoer van aanvullende grondstoffen, het ontwerp van de aandrijving, reinigbaarheid en vrijheid van dode ruimten – bij abrasieve producten zoals tandpasta ook op geharde vertandingen en geschikte mechanische afdichtingen.