Emulsija yra medžiagų mišinys. Jame vienas komponentas susideda iš mažyčių dalelių, kurios netirpsta kitame. Šis ingredientas vadinamas „dispersine faze“. Kita medžiaga yra dispersinė terpė. Jame yra pirmasis komponentas. „Emulsija“yra lotyniškos kilmės terminas. Išvertus tai reiškia „melžiu, pienu“. Panagrinėkime šią koncepciją išsamiau.
Bendra informacija
Bet kokie du skysčiai, kurie nesimaišo ir chemiškai nereaguoja, gali būti emulsuojami. Vienas iš komponentų beveik visada yra vanduo. Kitą medžiagą sudaro silpnai polinės arba neutralios molekulės (pavyzdžiui, riebalai). Pirmoji žinoma emulsija yra pienas. Čia riebalų dalelės pasiskirsto vandenyje. Disperguotos fazės mažiausių dalelių dydis yra 1-50 mikronų, todėl emulsijos priskiriamos stambioms sistemoms. Mažos koncentracijos skysčiai – nestruktūruoti. Didelės koncentracijos mišiniai – struktūriniai. Pagal termodinamines savybes alyvos emulsija yra nestabili sistema. Faziniai lašeliai yra dideli, o mišinys bus nestruktūrinis.
Klasifikacija
Gautos emulsijos tipas priklauso nuo fazių tūrių ir jų sudėties santykio, nuoemulsiklio kiekis ir pobūdis, jo cheminis aktyvumas, maišymo būdas ir būdas.
- Tiesioginiai mišiniai su mažiausiomis nepolinio ir netirpio skysčio dalelėmis polinėje fazėje (o/w – iš posakio „aliejus vandenyje“). Tokiems mišiniams gali būti naudojami vandenyje tirpstantys emulsikliai, pavyzdžiui, bitumo dalelės. Jų molekulės adsorbuojamos ant m-fazės paviršiaus plėvelių, todėl sumažėja ne tik įtampa, bet ir sukuriama stipri plėvelė.
- Atvirkštiniai (w / m) mišiniai, kuriems naudojami vandenyje netirpūs emulsikliai.
Cheminis poveikis emulsijai, slėgis, sudėties pasikeitimas gali sukelti inversiją.
- Liofilinė emulsija yra mišinys, kuris susidaro spontaniškai, savaime. Jis laikomas termodinamiškai stabiliu. Pavyzdys yra kritiškai stabilios emulsijos, kai pasiekiama fazių maišymo temperatūros riba. Tepalinės alyvos ir aušinimo skysčiai taip pat patenka į šią kategoriją.
- Liofobinė emulsija yra mišinys, susidarantis mechaniniu, akustiniu arba elektriniu maišymu. Termodinaminiu požiūriu jie itin nestabilūs. Tokie mišiniai be emulsiklių neegzistuoja ilgą laiką. Jiems tinkami ingredientai: paviršinio aktyvumo medžiagos, stambiamolekulinės, vandenyje tirpios medžiagos, didelės dispersijos kietosios medžiagos.
Gauti
Yra dvi emulsijų gamybos technologijos. Pirmasis yra smulkaus frakcijų smulkinimo būdas. Antrasis yra plėvelės formavimo procesas, po kurio suskaidomas į mažus gabalėlius. Pirmajame variante medžiaga lėtai pridedamaišsklaidyta sistema. Tokiu atveju, pridedant, būtina nuolat maišyti dideliu greičiu. Šiuo atveju mišinio kokybė priklausys nuo įvairių veiksnių. Visų pirma, apie maišymo greitį, išsklaidytos medžiagos įvedimą ir tūrį, jos koncentraciją, temperatūrą ir terpės rūgštingumą. Antrasis metodas yra procesas, kurio metu ant kitos fazės paviršiaus susidaro plėvelė. Oras pučiamas iš apačios. Burbuliukai suskaido plėvelę į mažus lašelius ir sumaišo visą skysčio tūrį. Mūsų laikais jie pradėjo naudoti ultragarsą, o ne orą. Dėl to filmas suskaidomas į dar mažesnes dalis.
Mišinių sunaikinimas
Laikui bėgant emulsija spontaniškai suyra. Pasitaiko atvejų, kai reikia šį procesą paspartinti ir sumažinti junginio koncentraciją. Šis poreikis aktualus, kai labai koncentruota emulsija trukdo apdoroti medžiagą arba tinkamai ją naudoti. Yra keletas būdų, kaip pagreitinti tirpalo koncentracijos mažinimo procesą:
- Cheminis metodas. Naudojami reagentai, kurie ardo paties emulsiklio paviršiaus plėveles. Tokiu atveju neigiamas krūvis, sutelktas ant paviršiaus plėvelės, neutralizuojamas. Maisto papildų organinių priedų (biologiškai aktyvių medžiagų – demulsiklių) naudojimas grindžiamas tuo pačiu principu.
- Emulsiklio pridėjimas, dėl kurio susidaro katijonai, kurie pritraukia neigiamą paviršiaus krūvį ir destabilizuoja emulsiklio paviršiaus plėveles. Tirpalo būsenos stabilumas mažėja.
- Emulsiklio pakeitimas kitu paviršinio aktyvumo komponentu (paviršinio aktyvumo medžiaga). Jis atskiedžia pirmosios koncentraciją, bet pats nesudaro pakankamai tvirtos plėvelės.
- Šiluminis metodas. Taikant šį metodą, emulsija yra veikiama temperatūros, todėl ji atsiskiria.
- Mechaninis metodas. Ši parinktis taip pat vadinama separatoriaus metodu. Emulsija lėtai pumpuojama į indą, besisukantį dideliu kampiniu greičiu. Tirpalas suskirstomas į komponentus pagal svorio dalis.
- Elektros srovės tiekimo arba elektrolito įpylimo į emulsiją metodas. Šiuo metodu sunaikinamos neigiamo krūvio stabilizuotų mišinių paviršiaus plėvelės.
Programa
Emulsijų panaudojimo pramonėje spektras yra labai platus. Tiksliau, ryšiams naudojama:
- Margarino ir sviesto gamyboje.
- Muilo gamyboje.
- Kai gaminate natūralios gumos medžiagas.
- Statybose. Pavyzdžiui, bituminė emulsija yra nedegus junginys.
- Žemės ūkyje: pesticidai – įvairūs vaistai, naikinantys augalų kenkėjus.
- Medicinos reikmėms: įvairių vaistų, tepalų, kosmetikos gamyba.
- Tapyba naudojami įvairūs emulsiniai dažai.
- Kosmetika plaukams, emulsijos, apsaugančios plaukų paviršių dažymo metu. Pavyzdžiui, ryškinanti emulsija (tai yra dažų oksidatorius).
- Naftos pramonėje naudojamas vandens ir aliejaus mišinys,kurioje viena skystoji fazė dispersija į kitą vyksta mažyčiais lašeliais – rutuliukais.
