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.
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
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.