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líquidos

Qué son las emulsiones: ejemplos, características, preparación y medición

¿Qué son las emulsiones?

Introducción

Las emulsiones son dispersiones de dos líquidos inmiscibles. Son de interés en muchas aplicaciones prácticas importantes en la industria alimentaria, cosmética, producción de petróleo, agricultura, química, petróleo y gas, farmacéutica y varias otras industrias de procesos.

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Hay dos tipos de emulsiones: tipo aceite en agua (O / W), donde el aceite forma la fase dispersa (gotas) y el agua forma la fase continua; y del tipo agua en aceite (W / O), donde el agua forma la fase dispersa (gotitas) y el aceite forma la fase continua. Sin un estabilizador interfacial eficaz, las emulsiones son sistemas inestables y se separan fácilmente en fases de aceite y agua cuando se detiene la agitación mecánica.

Una de las emulsiones más importantes es su inestabilidad inherente. Aunque las gotas dispersas son pequeñas, la gravedad ejerce una fuerza medible sobre ellas y con el tiempo se fusionan para formar gotas más grandes que tienden a asentarse en el fondo o subir a la parte superior de la mezcla. Este proceso finalmente hace que las fases interna y externa se separen en los dos componentes originales. Dependiendo de cómo esté formulada la emulsión y del entorno físico al que esté expuesta, esta separación puede tardar minutos, meses o milenios.

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Industrias y áreas de aplicación - Emulsiones

  • Leche es una emulsión de grasa láctea en una solución acuosa que contiene muchas proteínas, lactosa y sales diferentes. En la leche cruda, la grasa está presente en forma de glóbulos de grasa láctea, que están rodeados por una membrana. Cuando esta leche se homogeneiza en la fábrica, estos glóbulos se rompen y la grasa se dispersa en gotitas más pequeñas, también estabilizadas por proteínas.
  • margarina es una emulsión de gotas de agua en grasa, estabilizada por un empaque de cristales de grasa en forma de aguja dentro de la fase grasa continua.
  • Crema es una emulsión concentrada de grasa láctea en fase acuosa; la concentración depende del tipo de crema.
  • Helado es un producto muy complejo; entre otros, contiene gotitas de grasa láctea, pero también contiene cristales de azúcar, cristales de hielo y burbujas de aire.
  • Aderezos para ensaladas se elaboran emulsionando aceite vegetal en una mezcla acuosa que contiene vinagre. Cuando se hace en casa, esta emulsión es bastante inestable: las gotas se fusionan relativamente rápido, por lo que hay que agitarlas antes de usarlas. Las variantes comerciales generalmente se estabilizan con otros componentes.
  • Mayonesa es una emulsión muy concentrada de gotitas de aceite en agua, estabilizada por proteínas de la yema de huevo. La emulsión está tan concentrada (70-80% en volumen) que las gotitas de aceite se aprietan. Este apretón produce la agradable consistencia de la mayonesa.
  • Yema es una emulsión de grasa de huevo (y colesterol) en una solución acuosa, estabilizada por una mezcla de fosfolípidos.
  • Productos alimenticios. Los aderezos para ensaladas, salsas y otras salsas, aderezos para postres batidos, mantequilla de maní y helado también son ejemplos de emulsiones de diversas grasas y aceites comestibles. Además de afectar la forma física de los productos alimenticios, las emulsiones afectan el sabor porque los aceites emulsionados recubren la lengua, impartiendo "sensación en la boca".
  • Pinturas al agua y revestimientos normalmente son emulsiones de partículas aglutinantes a base de polímero. Se elaboran haciendo una emulsión de gotitas de monómeros en agua, después de lo cual los monómeros se polimerizan para formar partículas sólidas. Cuando se aplica, el agua y posiblemente otros disolventes se evaporan y las partículas de aglutinante se fusionan para formar una capa sólida.
  • Betún, una fracción pesada producida en el refinado de petróleo, suele ser demasiado viscosa para aplicarse directamente. Por lo tanto, el betún se emulsiona en agua a altas concentraciones. Las emulsiones O / W resultantes tienen una viscosidad mucho menor y, por lo tanto, son más fáciles de aplicar. Cuando se aplica (en la carretera o en un techo), la emulsión se rompe y las partículas de betún se fusionan en una sola capa.
  • Medicamentos y Drogas. Mezcla de almidón / gelatina Las micropartículas se preparan mediante el método de difusión de disolvente de emulsión de agua en aceite. El contenido de liberación de fármaco in vitro depende significativamente de la proporción de mezcla de almidón y la proporción de reticulante. Las micropartículas de mezcla de almidón / gelatina deberían ser un portador de liberación controlada útil para fármacos solubles en agua. En la industria farmacéutica, las emulsiones se utilizan para hacer que los medicamentos sean más sabrosos, para mejorar la eficacia controlando la dosis de los ingredientes activos, los medicamentos de liberación retardada y para proporcionar una estética mejorada para los medicamentos tópicos, como los ungüentos.
  • Aceites e hidrocarburos. Dos terceras partes de los crudos mundiales se producen de forma emulsionada; estas emulsiones son principalmente del tipo agua en aceite debido a los procesos de producción.
  • Insecticidas y pesticidas. En la industria agrícola, las emulsiones se utilizan como vehículos de distribución de insecticidas, fungicidas y pesticidas y se aplican normalmente mediante pulverización mediante equipos mecánicos.
  • In Cosméticos, las emulsiones son el vehículo de suministro de muchos agentes acondicionadores del cabello y la piel. Las emulsiones aniónicas y no iónicas se utilizan para proporcionar diversos aceites y ceras que proporcionan hidratación, tersura y suavidad al cabello y la piel. Otros ejemplos son las cremas faciales, lociones corporales, champús, geles de ducha, pastas dentales y fragancias.
  • Lubricantes, lechadas, aditivos, aceites para maquinaria, emulsiones poliméricas, colas, soluciones de almidón, lechadas de relleno mineral, emulsiones textiles, emulsiones submicrónicas y emulsiones de silicona.
  • Materiales de la batería - Los aglutinantes a base de agua para baterías se desarrollan utilizando tecnologías avanzadas de polímeros, para permitir la formación de electrodos negativos en baterías secundarias de iones de litio y baterías secundarias de níquel-hidrógeno. En comparación con los aglutinantes de batería convencionales (PVDF), estos aglutinantes tienen excelentes propiedades aglutinantes, resistencia a los electrolitos y propiedades cíclicas.

Puntos clave y características de las emulsiones.

  • Una emulsión es un tipo de coloide que se forma al combinar dos líquidos que normalmente no se mezclan.
  • En una emulsión, un líquido contiene una dispersión del otro líquido.
  • El proceso de mezclar líquidos para formar una emulsión se llama emulsificación.
  • Aunque los líquidos que las forman pueden ser transparentes, las emulsiones parecen turbias o coloreadas porque la luz es dispersada por las partículas suspendidas en la mezcla.
  • Seguridad y respeto al medio ambiente garantizados mediante el uso de agua como disolvente
  • La viscosidad se puede ajustar fácilmente
  • Idoneidad para aplicaciones de pegado y recubrimiento derivadas de la propiedad de la emulsión de formar una película cuando se seca
  • Excelente miscibilidad con pigmentos, disolventes, aditivos, etc.

Preparando emulsiones

Se prepara una emulsión agitando fuertemente la mezcla de los dos líquidos o pasando la mezcla por un molino coloidal conocido como homogeneizador. Las emulsiones así preparadas a partir de los líquidos puros no suelen ser estables y los dos líquidos se separan al reposar. Para obtener una emulsión estable, se agregan pequeñas cantidades de ciertas otras sustancias durante la preparación. Las sustancias así añadidas para estabilizar las emulsiones se denominan emulsionantes o agentes emulsionantes. Las sustancias comúnmente utilizadas como agentes emulsionantes son jabones de varios tipos, ácidos sulfónicos de cadena larga o coloides liofílicos como proteínas, goma y agar.

Las emulsiones se pueden preparar mediante varios métodos, dependiendo de la naturaleza de los componentes y el equipo. A pequeña escala, como en el laboratorio o en la farmacia, las emulsiones se pueden preparar utilizando un mortero seco de Wedgwood o de porcelana o una batidora o batidora mecánica. A gran escala, se pueden utilizar grandes tanques de mezcla para formar la emulsión mediante la acción de un impulsor de alta velocidad.

Emulsiones - preparación en industrias - tanques y mezcladores

Viscosidad de emulsiones

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  • La viscosidad de las emulsiones varía según la temperatura.
  • A medida que disminuye la temperatura, aumenta la viscosidad.
  • Al agregar agua, la viscosidad se puede ajustar a una viscosidad más baja
  • Para aumentar la viscosidad, se pueden utilizar espesantes de emulsión.

Mediciones de viscosidad de emulsiones para control de calidad

La medición de la viscosidad es una técnica extremadamente útil para el control de calidad.

  • Durante la homogeneización, muchas emulsiones sufrirán un aumento sustancial de viscosidad a medida que se reduce el tamaño de las gotas. La cantidad de este aumento será, por tanto, un buen indicador de la calidad de la emulsión.
  • La concentración de la emulsión tiene una fuerte correlación con la viscosidad de la emulsión, por lo tanto, la información de la viscosidad se puede utilizar de manera eficaz para predecir concentraciones con modelos predefinidos o definidos por el usuario.
  • Durante el proceso de mezcla, caracterizar la viscosidad - en línea puede ser útil para determinar la estabilidad de la emulsión, el punto final deseado del sistema de mezcla / combinación y para asegurar la continuidad. Si surge la necesidad, se pueden realizar ajustes en la intensidad de agitación, la velocidad de rotación y el equipo según los datos de viscosidad medidos y sus interpretaciones.
  • Las emulsiones son sistemas complejos con una amplia gama de aplicaciones y usos comerciales. La caracterización precisa de las emulsiones con los datos de viscosidad es fundamental para garantizar la estabilidad y el rendimiento de la emulsión.

La medición de la viscosidad obtenida con un viscosímetro en línea puede proporcionar un excelente punto de referencia de control de calidad y garantizar el control de calidad / control del proceso y el producto final. Lea nuestra nota de aplicación.

Emulsiones: nota de aplicación de gestión de viscosidad en línea
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