Procesy

Emulgowanie: jak wytwarzać stabilne emulsje

Emulsja to drobnodyspersyjna mieszanina dwóch niemieszających się cieczy – tak jak w przypadku kremu. Podczas emulgowania fazy te zostają ze sobą trwale połączone. Celem jest rozbicie fazy wewnętrznej na drobne krople i tym samym zwiększenie powierzchni międzyfazowej między obiema cieczami.

Drobne kropleWolniejsze śmietankowanie, stabilniejsze produkty.
Odpowiednia technikaPrecyzyjnie zaprojektowane uzębienie rotor-stator.
Higieniczna konstrukcjaBez martwych przestrzeni i łatwa do czyszczenia.

Jak emulsje zachowują stabilność

Emulsje są zazwyczaj mętne i mleczne. Ich trwałość zależy m.in. od temperatury i pH. Podczas emulgowania trzeba pokonać napięcie międzyfazowe między olejem a wodą. Służą do tego dwie drogi:

Dostarczenie energii

Siły ścinające rozdrabniają kropelki i w ten sposób zwiększają powierzchnię międzyfazową między substancjami.

Tenzydy i emulgatory

Mają część lipofilową i hydrofilową, dzięki czemu pośredniczą między fazami. Ponadto zapobiegają ponownemu łączeniu się kropelek.

Mimo to emulsje pozostają układami niestabilnymi. Z czasem drobne kropelki łączą się w większe, aż emulsja się rozwarstwia. W ten sposób powstaje na przykład masło, gdy rozwarstwia się śmietana – emulsja typu tłuszcz w wodzie. Drobniejsze kropelki mają mniejszą siłę wyporu i spowalniają śmietankowanie. Pomocne mogą być również substancje, które zwiększają lepkość, powodują elektrostatyczne odpychanie kropel lub działają powierzchniowo czynnie w inny sposób.

Zastosowania

Klasycznym przykładem są emulsje kosmetyczne, które wzmacniają płaszcz kwasowy i barierę ochronną skóry. Inne typowe zastosowania:

Co jest ważne przy emulgowaniu

Obok parametrów procesu, takich jak temperatura i ciśnienie, o jakości, szybkości produkcji, a nawet o wykonalności decyduje technika homogenizatora. Ważne są:

  • Geometria i szybkości ścinania zależne od prędkości obrotowej
  • Szczelina uzębienia rotor-stator
  • Konstrukcja doprowadzeń dla kolejnych surowców
  • Obudowa i napęd
  • Łatwość czyszczenia i brak martwych przestrzeni zgodnie z aktualnymi standardami higienicznymi
  • Hartowane uzębienie przy surowcach ściernych, np. takich jak pasta do zębów
  • Uszczelnienie o niskich wymaganiach konserwacyjnych, najczęściej uszczelnienie mechaniczne dwustronnego działania z odpowiednio dobranego materiału

Pokrewne procesy to homogenizacja i dyspergowanie. Doradzamy również przy zakupie i sprzedajemy używane mieszalniki homogenizujące i instalacje procesowe.

Naszą najnowszą innowacją jest stacja dozowania do racjonalnego ważenia i dozowania płynnych surowców.

Inne procesy

Chcą Państwo efektywnie wytwarzać stabilne emulsje? Chętnie doradzimy – od projektu aż po gotową instalację.

Najczęstsze pytania dotyczące emulgowania

Czym jest emulsja?

To drobnodyspersyjna mieszanina dwóch niemieszających się cieczy, np. oleju i wody, które dzięki emulgowaniu zostają trwale połączone – tak jak w kremach i balsamach.

Jak uzyskać stabilną emulsję?

Dzięki dostarczeniu energii, która rozdrabnia kropelki, oraz emulgatorom lub tenzydom, które pośredniczą między fazą olejową a wodną. Zagęstniki mogą dodatkowo spowolnić śmietankowanie. Znaczenie mają również temperatura i pH.

Dlaczego emulsja się rozwarstwia?

Z czasem drobne kropelki łączą się w większe krople (koalescencja). Powierzchnia międzyfazowa się zmniejsza, a fazy rozdzielają się – w ten sposób np. ze śmietany powstaje masło.

Co jest ważne w homogenizatorze do emulsji?

Geometria, szybkości ścinania i szczelina uzębienia rotor-stator, doprowadzanie kolejnych surowców, dobór napędu, łatwość czyszczenia i brak martwych przestrzeni – a przy produktach ściernych, takich jak pasta do zębów, także hartowane uzębienie i odpowiednie uszczelnienia mechaniczne.