Эмульгация это: Зачем эмульгировать краситель?

Содержание

Эмульгирование - это... Что такое Эмульгирование?

Эмульгирование
        получение устойчивых эмульсий (См. Эмульсии). В промышленности Э. чаще всего осуществляют механическим перемешиванием ингредиентов эмульсии в различного типа смесителях: гомогенизаторах, коллоидных мельницах. Применяют также акустическую (звуковую и ультразвуковую) технику, в частности ультразвуковой диспергатор. Реже, главным образом в лабораторных условиях, эмульсии получают электрическим Диспергированием или методами конденсации, т. е. путем выделения капельно-жидкой фазы из пересыщенных паров, пересыщенных растворов или расплавов.          При достаточно низком поверхностном натяжении на границе фаз Э. может происходить самопроизвольно (спонтанно), т. е. без интенсивного подвода энергии извне, а лишь за счет энергии теплового движения молекул и слабых конвекционных токов жидкости. Так, например, образуются эмульсии при разбавлении водой эмульсолов (См. Эмульсолы) и масляных концентратов пестицидов (См. Пестициды), содержащих до 20—40% мыл или мылоподобных поверхностно-активных веществ (См. Поверхностно-активные вещества).         
Процесс, обратный Э., т. е. разрушение эмульсий, называется Деэмульгированием. Оба процесса играют важную роль в производстве пластмасс, каучуков, красок, полировочных составов и очищающих средств, биологически активных препаратов, пищевых продуктов и косметических средств.

         Л. А. Шиц.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Синонимы:
  • Эмульгаторы
  • Эмульсии

Смотреть что такое "Эмульгирование" в других словарях:

  • эмульгирование — эмульгация, диспергирование Словарь русских синонимов. эмульгирование сущ., кол во синонимов: 3 • диспергирование (5) • …   Словарь синонимов

  • ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ — процесс получения эмульсий. Осуществляется диспергированием одной жидкости в другой (напр., механическим перемешиванием) или конденсацией, т. е. выделением капельно жидкой фазы из пересыщенных паров, растворов или расплавов …   Большой Энциклопедический словарь

  • Эмульгирование —         нефти (a. emulsification; н. Emulgierung; ф. emulsionnement, emulsification; и. emulsificacion) процесс образования нефт. эмульсий (обратный Деэмульсации) под действием эмульгаторов и (или) энергии расширения газа, механической и др. B… …   Геологическая энциклопедия

  • эмульгирование — Диспергирование одной жидкости в другой, не смешивающейся с первой. [ГОСТ Р 51109 97] Тематики промышленная чистота …   Справочник технического переводчика

  • ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ — [emulsification] процесс получения устойчивых высокодисперсных эмульсий. Для эмульгирования используют два основных метода диспергирование и конденсацию. Механическое диспергирование одной жидкости в другую достигается перемешиванием мешалками,… …   Металлургический словарь

  • эмульгирование — я; ср. [от лат. emulgere доить] к Эмульгировать и Эмульгироваться. * * * эмульгирование процесс получения эмульсий. Осуществляется диспергированием одной жидкости в другой (например, механическим перемешиванием) или конденсацией, то есть… …   Энциклопедический словарь

  • Эмульгирование

    — [emulsification] (от латинского emulgeo выдаивать) процесс получения устойчивых высокодисперсных эмульсий. Для эмульгирования используются два основных метода диспергирование и конденсацию. Механическое диспергированияодной жидкости в другую… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • эмульгирование — emulsavimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Emulsijos gavimas. atitikmenys: angl. emulsification rus. эмульгация; эмульгирование …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • эмульгирование — 5.13 эмульгирование: Диспергирование одной жидкости в другой, не смешивающейся с первой. Источник: ГОСТ Р 51109 97: Промышленная чистота. Термины и определения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Эмульгирование — I ср. 1. процесс действия по несов. гл. эмульгировать I 2. Результат такого действия; образование эмульсии [эмульсия I 1.]; эмульсирование I 2.. II ср. 1. процесс действия по несов. гл. эмульгировать II, эмульгироваться II 2. Результат такого… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Процесс эмульгации, виды дисперсионных систем

Дисперсионная гомогенная система состоит из двух жидких веществ. Внешне неотличима от однородной жидкости и практически идентична по своим химико-физическим свойствам. Дисперсионная система является, к примеру, водой с равномерно распространенными мельчайшими частицами масла. В идеале полученное вещество однородно, но с момента эмульгирования начинается обратный процесс, в конечном результате приводящий к получению двух отдельных слоев. Взбалтывание возвращает исходную однородную структуру вещества.

Виды дисперсионных систем

Классифицируются эмульсии исходя из состава, соотношения фаз, количественной величины и характера эмульгатора, способа эмульгации. Эмульсионные смеси можно разделить на 4 типа:

  • прямые;
  • обратные;
  • лиофильные;
  • лиофобные.

Прямая эмульсия создается путем диспергирации неполярного вещества в полярной среде, иное название – «масло в воде». Эмульгаторами составу представленного типа служат калиевая, натриевая соль жирной кислоты. Адсорбция молекул происходит на поверхности разделения веществ, служит снижением поверхностного натяжения, создается предотвращающая распад пленка.

Инвертная (обратная) – это «вода в масле». Эмульгаторами выступают мыла, не поддающиеся растворению в воде. Прямая эмульсия превращается в обратную во время изменения пропорции веществ или под воздействием внешних факторов.

Лиофильного типа состав образуется самостоятельно, имеет высокую термическую и динамическую устойчивость.

Лиофобные составы смешиваются при звуковом, электрическом или физическом диспергировании, при образовании конденсата дисперсной фазы в расплавах или растворах, которые перенасыщены. Лиофобная эмаль неустойчива термально и динамически, для длительного существования примешиваются эмульгаторы.

Сгущенные до тестообразного состояния масла и лаки проходят процесс эмульгации легче, чем жидкие масла.

Разрушение

В конечном счете дисперсионный состав полностью разрушится. Иногда процесс приходится ускорять, для этого существует несколько способов:

  • химическое разрушение реагентом, устранение отрицательного заряда;
  • замещение эмульгатора составом, не способным к образованию прочных пленок;
  • добавление эмульгатора, обращение фаз;
  • разрушение нагреванием;
  • механическая сепарация;
  • воздействие током, электролитами.

Применение

Эмульсии незаменимы в медицине при производстве косметики и лекарств, в химической промышленности при изготовлении мыла, моющих средств. Множество продуктов питания являются прямыми продуктами реакции смешивания противоположных веществ. Эмульсионные составы находят применение в автомобильной, строительной промышленности, сельском хозяйстве. Живопись была бы невозможна без образования эмульсионных составов.

Создание СОЖ

Смазочно-охлаждающая жидкость предназначена для снижения температуры металла при резке, замедления износа и коррозии режущих деталей. В автомобиле СОЖ обеспечивает качественную работу двигателя. Для создания охлаждающей смазки необходимо использовать составляющие:

  • индустриальное масло И-20;
  • ситанол АЛМ-2 или АЛМ-7;
  • лауретсульфат натрия;
  • пропиленгликоль;
  • фурацилин;
  • трилон Б;
  • нитрит натрия;
  • мочевина карбамида;
  • отдушка – по желанию.

В качестве средств, препятствующих промерзанию состава, используют этиленгликоль, этанол, бутилцеллозольв.

 

05 марта 2016

Кондиционирующий эмульгатор | FORMULA МЫЛА

Производство: Франция
Кондиционирующий эмульгатор - катионный со-эмульгатор и кондиционирующее вещество, модификатор вязкости, получаемый из пальмового масла.

Применение: шампуни, кондиционеры, крема и лосьоны для лица. Ввод 4-5%.
INCI: Stearamidopropyl Dimethylamine
Это со-эмульгатор, который в кислой среде проявляет восхитительные кондиционирующие свойства (при рН 4,5-5,5). В таком случае, его сходство с кератином волос возрастает, волосы не путаются, и при мытье головы не возникает статистического эффекта. Для приготовления шампуней,бальзамов-ополаскивателей и масок вводите кондиционер-эмульгатор с эмульгатором БТМС в масляную фазу.
Кондиционер-эмульгатор также растворяется в подкисленной водной фазе. Добавляя в такую смесь ПАВы, Вы можете получить шампуни и «шелковые» гели для душа, даже без масляной фазы.

Функция: со-эмульгатор (улучшает стабильность эмульсии) и кондиционирующий компонент (облегчает расчесывание волос)

Происхождение: растительное (получен из пальмового масла)
Тип волос: все типы волос, особенно длинные, непослушные, секущиеся, окрашенные или вьющиеся волосы
Тип эмульсии: масло-в-воде
Растворимость: растворим при нагревании в масляной фазе и в подкисленной водной фазе

Свойства:
-в сочетании с эмульгатором БТМС образует стабильные эмульсии
-для проявления кондиционирующих свойств активируется в кислой среде (советуем использовать молочную кислоту для достижения рН 4,5-5,5)
-в кислой среде проявляет антистатические свойства, что облегчает расчесывание
-делает волосы мягкими, гладкими, облегчает расчесывание

Кондиционер-эмульгатор используется в основном в средствах для волос. Есть несколько способов работы с ним:
-создание эмульсий, в сочетании с эмульгатором БТМС (бальзамы-ополаскиватели, маски для волос)
-создание эмульсий, в сочетании с БТМС и ПАВами (кремообразные шампуни и бальзамы-ополаскиватели)
-средства для волос без масляной фазы, в сочетании с ПАВами (классические гелеобразные шампуни и «шелковые» гели для душа)

Идеально для:
-Классических шампуней и кремообразных шампуней
-Средства после шампуня, облегчающие расчесывание
-Укрепляющие и смягчающие маски для волос
-Лосьоны для волос

Температура плавления: 70°С
Дозировка: 4-5% вводятся в масляную фазу или в подкисленную водную фазу

Примечания:
-Старайтесь не использовать в сочетании с анионными ПАВами (например, с «мягкой очищающей основой»), во избежание дестабилизации эмульсии и потери кондиционирующих свойств.
-Используйте только в сочетании с другим эмульгатором или ПАВами, самостоятельно не образовывает эмульсии

Формула мыла

Что такое эмульгатор лецитин?

 

Эмульгатор лецитин представляет собой пищевую добавку, которая влияет на образование однородной массы. Это вещество является важной составляющей для правильного химического баланса в организме человека. Добавка используется при производстве шоколадных изделий, маргарина и кондитерской выпечки. Больше всего лецитина содержится в яичных желтках, семечках подсолнечника и плодах соевых бобов.

 

Как получают вещество?

 

 


Натуральный соевый лецитин используется для приготовления пищевых продуктов чаще других разновидностей данной пищевой добавки. Дело в том, что его получают из отходов обработки бобовых культур, так для производства не требуется закупка сырья.

 

Такой способ обработки позволяет решить сразу несколько проблем. Во-первых, нет необходимости заниматься утилизацией отходов, так как они будут выступать в качестве основного сырья в другом технологическом процессе. Во-вторых, это значительно удешевляет само производство вещества и не сильно повышает себестоимость продуктов питания, в которые его добавляют.

 


Польза соевого лецитина получила также и медицинское подтверждение. Этот элемент принимает активное участие в расщеплении сложных жиров, которые скапливаются в организме. Медицинские препараты на основе данного вещества применяются для лечения атеросклероза, улучшения функционального состояния печени, нормализации работы нервной системы.

 

Отзывы о соевом лецитине носят положительный характер. Люди, которые пользовались препаратами на его основе, отмечают, что у них улучшилось самочувствие, нормализовался процесс пищеварения, стало редкость неоправданная нервозность и ушло беспричинное состояние тревоги.

 

Вред для организма не доказан

 

 


В интернете «гуляет» много статей о вреде и пользе эмульгатора Е322. При этом большинство состоит из общих фраз и не дает никакой ясности читателю. После ознакомления с ними возникает еще больше вопросов. Вообще лучше без достоверной информации не доверять слухам и домыслам и не рисковать своим здоровьем. Интересующие вопросы необходимо уточнять у специалистов.

 

Поэтому стоит дать однозначный ответ: натуральный лецитин носит исключительно положительное действие и является важным микроэлементом организма, входящим в состав всех клеток. Опасность исходит от тех пищевых добавок, которые изготовлены из генетически модифицированных продуктов.


Согласно законодательству Российской Федерации использование подобных веществ в пищевой промышленности запрещено. Однако многие мошенники в погоне за прибылью пренебрегают запретами и добавляют в продукцию опасные элементы. Проблема в том, что выявить злоумышленников очень сложно, а еще сложнее доказать их вину и привлечь к ответственности.

 

 

 

Вредные вещества оказывают негативное влияние не сразу после употребления. Они накапливаются в организме годами, после чего начинают свое разрушающее воздействие. Поэтому проблема контроля производителей должна решаться на высшем государственном уровне. Нужно ужесточать наказание за использование вредных для жизни и здоровья человека элементов, а также чаще проводить проверки.

 

Применение соевого лецитина

 


Лецитин участвует во многих процессах, происходящих внутри клеток. Его способность к расщеплению сложных жиров позволяет укреплять стенки сосудов, препятствует образования на них холестериновых наростов и улучшает кровообращение. Особенно важным это является для пожилых людей, чтобы избежать излишней нагрузки на сердце.

 

 

Лецитин также входит в состав мышечной ткани, поэтому спортсменам необходимо правильно питаться, чтобы тренировки не проходили даром. Принимать гранулированный лецитин можно в качестве профилактики и абсолютно здоровым людям. Он не имеет побочных действий и противопоказаний, поэтому отпускается без рецепта от врача.


Суточная норма потребления лецитина для взрослого человека составляет 4000 миллиграмм. Это значение справедливо для здорового организма. При прохождении курса лечения норма может быть увеличена на усмотрения врача. Что касается необходимости вещества в определенное время года, то здесь нет какого-либо различия. Элемент одинаково необходим организму, как в летнюю жару, так и в зимние холода.

Эмульгатор

ЭМУЛЬГАТОР (а. emulsifying agent; н. Emulgator, Emulgiermittel, Emulseur; ф. emulgateur, agent emulsifiant; и. emulsificante) — стабилизатор эмульсий; вещество (или смесь), способствующее образованию эмульсий и придающее им устойчивость. Действие эмульгатора на границе раздела двух жидких фаз основано на образовании вокруг глобул дисперсной фазы адсорбционных оболочек с высокой структурной вязкостью (структурно-механического барьера), препятствующих сближению глобул и их коалесценции или флокуляции. Основные типы эмульгаторов: мыла и мылоподобные поверхностно-активные вещества, растворимые высокомолекулярными соединения, высокодисперсные твёрдые вещества.

Эмульгаторы лучше растворяются в дисперсионной среде, чем в дисперсной фазе. Поэтому для получения эмульсий типа "масло в воде" используют, например, олеат натрия, поливиниловый спирт, гидрофильные глинистые минералы (бентониты, каолин), а для эмульсий типа "вода в масле" — металлические мыла, асфальтеново-смолистые вещества, сажу. Природными эмульгаторами являются содержащиеся в нефтях нафтеновые кислоты, асфальтены и высокоплавкие парафины (t плавления свыше 80°С), действие которых усиливается наличием в пластовых водах минеральных солей, кислот и мелкодисперсных механических примесей. Стабилизирующее действие природных эмульгаторов оценивают по прочности межфазных плёнок, измеряя предельное напряжение сдвига выделенных из нефти асфальтенов в стандартном растворителе (смесь вазелинового масла и метаксилола). Основным типом синтетических эмульгаторов, применяемых в нефтегазодобыче, являются поверхностно активные вещества. Их эффективность как эмульгаторов характеризует гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ), т.е. соотношение гидрофильных и гидрофобных (липофильных) групп молекул поверхностно активных веществ. Эмульгаторы, стабилизирующие эмульсии обратного типа, имеют ГЛБ от 3,5 до 6, прямого типа (нефть в воде) — от 8 до 18. Смеси веществ большей частью эффективнее как эмульгаторы и чаще используются в составе эмульсий различного назначения.

В нефтегазодобыче эмульгаторы применяются для стабилизации инвертных эмульсий при бурении нефтяных скважин в сложных горно-геологических условиях (на 5-15% повышает скорость бурения), для снижения межфазного натяжения при полимерно-мицелярном заводнении; для стабилизации эмульсий, вводимых в пласт при технологии гидроразрыва, и др. (см. Гидравлический разрыв пласта).

Эмульгирование – определение и примеры эмульгирования

Определение эмульгирования

Эмульгирование или эмульгирование чего-либо определяется как смешивание двух жидкостей, которые обычно не смешиваются друг с другом с образованием эмульсии. Две жидкости могут образовывать разные типы эмульсий в зависимости от того, в какой жидкости была диспергирована, причем одна жидкость представляет собой дисперсную фазу, а другая – внешнюю фазу, которая добавляется в дисперсную фазу. Наша способность эмульгировать также играет жизненно важную роль в процессе пищеварения человека и происходит в тонкая кишка чтобы помочь расщеплению жиров.

Различные типы эмульсий

Существует три различных класса эмульсий: обычные, микроэмульсии и наноэмульсии. Они являются продуктом смешивания несмешивающихся жидкостей и содержат дисперсную фазу и внешнюю фазу. Их вид облачен из-за рассеяния света и имеет различные степени цвета, в зависимости от степени разбавления эмульсии. Обычные эмульсии обнаруживаются в продуктах повседневной жизни, таких как молоко, майонез и винегреты, и относительно нестабильны без присутствия эмульгатора. Они требуют применения силы для образования эмульсии и обычно разделяются на две фазы через некоторое время. Микроэмульсии и наноэмульсии определяются размером капель, причем обе имеют капли менее 100 нм. Эмульсии кажутся прозрачными, так как капли очень малы и не рассеивают свет, как обычные эмульсии. Микроэмульсии обычно спонтанно образуются молекулами масла, смешанными со стабилизатором, таким как поверхностно-активные вещества, в то время как наноэмульсии могут образовываться только с использованием специального оборудования.

Эмульгирование и пищеварение

Эмульгирование играет жизненно важную роль в расщеплении жиров триацилглицерина (TAG) при пищеварении человека. Когда еда достигает желудок смешивается с кислыми выделениями для производства химус, Небольшое количество химуса затем движется пилорического сфинктера в двенадцатиперстную кишку тонкой кишки, чтобы продолжить процесс пищеварения. Тем не менее, жиры гидрофобный Это означает, что они отталкивают воду и остаются в основном нерастворимыми в тонкой кишке. Эти жиры могут быть разрушены только ферментом липазой, чтобы произвести жирные кислоты и моноглицериды для более легкой абсорбции, но липаза растворима в воде, поэтому она может разрушать только поверхность жировых шариков. Именно здесь наша способность эмульгировать становится жизненно важной для пищеварения. Эмульгирование расщепляет жиры на более мелкие капельки и свободно плавает соли желчи и фосфолипиды набираются и окружают каждую каплю. Желчные соли и фосфолипиды амфипатический так и гидрофобные и гидрофильный поверхности и может гарантировать, что большие жировые шарики не могут реформироваться. Другой белок, называемый колипазой, связывается с поверхностью этих эмульсионных капель и помогает рекрутировать и закреплять липазу на поверхности капель. Этот процесс эмульгирования уменьшает площадь поверхности для липазы, чтобы эффективно переваривать жиры.

Эмульсия Нестабильность

Эмульгирование смешивает две разные жидкости, которые не смешиваются вместе, и заставляет их перемежаться с силой. Без присутствия эмульгатора для стабилизации эмульсии жидкости будут со временем отделяться. Для получения успешной эмульсии она должна оставаться объединенной без изменения размера капель в течение значительного периода времени. Существует четыре различных типа нестабильности в эмульсиях:

  • флокуляции: когда капли притягиваются друг к другу и спонтанно образуют хлопья
  • расслаивание: когда капли поднимаются или опускаются в зависимости от плавучести
  • Коалесценция: когда капли сливаются друг с другом, образуя капли большего размера
  • Созревание Оствальда: когда меньшие капли уменьшаются в размере, пока они не исчезнут, и свободные молекулы переотложатся на более крупные капли

Примеры эмульгирования

Мы постоянно эмульгируем жидкости в повседневной жизни, от человеческого тела до продуктов питания, которые мы потребляем, а также продуктов, которые мы используем. Кремы, мази и пасты от лекарств или продуктов для здоровья изготавливаются из стабилизированных эмульсий. Вот несколько примеров, иллюстрирующих важность эмульсий в нашей повседневной жизни:

Эмульсии в еде

Многие продукты, которые мы регулярно потребляем, состоят из эмульсий; Например, чтобы сделать винегреты для салатов, мы эмульгируем масло и уксус. Эта эмульсия чрезвычайно нестабильна и без постоянного перемешивания очень быстро отделяется. Майонез и голландские соусы также являются примерами эмульсий; обе являются эмульсиями масло-в-воде с добавлением яичного желтка для стабилизации. Масло – другой пример, и создано, когда мы эмульгируем воду в жире.

Эмульгирование в производстве молока

В старые времена молоко покупалось и потреблялось в сыром виде без обработки. В настоящее время для увеличения срока хранения молока в супермаркетах его обрабатывают эмульгированием. Молоко состоит из воды, белка и жира и, если его не трогать в течение определенного периода времени, образует два слоя. Чтобы этого не происходило, сырое молоко гомогенизируется, что означает, что две несмешивающиеся жидкости объединены в эмульсию. Сырое молоко нагнетается под чрезвычайно высоким давлением через крошечные отверстия. Это разбивает жир на мельчайшие частицы, которые равномерно распределяются в воде в молоке.

микроэмульсии

Микроэмульсии имеют частицы диаметром всего 400 – 600 нм. В настоящее время они используются во многих методах лечения заболеваний для доставки вакцин или уничтожения микробов. Эти капли соевого масла образуются с использованием моющих средств для стабилизации эмульсии и попадают в организм. Поскольку они имеют такой маленький диаметр, они увеличивают поверхностное натяжение и сильно притягиваются к другим липидам, заставляя их сливаться. Если эти капли сливаются с мембранами бактерии или вирусы в больших количествах, это вызывает разрыв мембраны, эффективно убивая бактерии /вирус, Это лечение не затрагивает большинство клеток или процессов человека, поэтому является относительно специфичным и целевым. Тем не менее, это лечение не используется внутривенно, так как эти микроэмульсии действительно влияют на красный кровь клетки и сперматозоиды.

Эмульгаторы

Эмульгаторы или эмульгаторы жизненно необходимы, когда мы хотим успешно эмульгировать жидкости. Это вещества, которые помогают стабилизировать эмульсию, позволяя ей оставаться в этой форме в течение значительного периода времени. Вот некоторые из механизмов, которые они используют:

  • Уменьшение межфазного натяжения: Несмешивающиеся жидкости отделены друг от друга их поверхностным натяжением и поддерживают как можно меньшую площадь поверхности, касающуюся друг друга. Некоторые эмульгаторы уменьшают это межфазное натяжение и позволяют жидкостям смешиваться без проблем.
  • Используя теорию отталкивания: Некоторые эмульгирующие агенты способны покрывать капли одной фазы и отталкивать другие капли, поэтому они не могут слипаться и образовывать более крупные капли. Это используется в пищеварении.
  • Увеличение вязкости среды: Некоторые эмульгаторы увеличивают вязкость среды, затрудняя реформирование глобул и отделение от дисперсной фазы.

Некоторые агенты, используемые для эмульгирования жидкостей, также используются для борьбы с пожарами, возникшими в результате разлива горючей жидкости. Они задерживают топливо в потоке воды, что препятствует его горению, эффективно предотвращая горение и распространение огня. Некоторые распространенные эмульгаторы:

  • Яичные желтки
  • Лецитин – это обычно используется во многих различных видах пищи
  • горчичный
  • Фосфаты натрия
  • Моющие средства
  • Эмульгирующий воск

Родственные термины по биологии

  • эмульсионный – А решение из двух несмешивающихся жидкостей, которые были принудительно смешаны вместе.
  • гидрофобный – молекула что отталкивает в присутствии воды.
  • пищеварение – процесс расщепления пищи в желудочно-кишечном тракте.
  • Эмульгатор – Вещество, которое помогает стабилизировать эмульсию, чтобы она не отделялась со временем.

викторина

1. Какие из следующих элементов не были сформированы в процессе эмульгирования?A. Скисшее молокоB. Сырое молокоC. МаслоD. Майонез

Ответ на вопрос № 1

В верно. Сырое молоко не подверглось процессу эмульгирования. A получают путем гомогенизации сырого молока, C получают из воды в жире и D получают путем смешивания масла и воды.

2. Какие из следующих предметов не содержат стабилизирующий эмульгатор / эмульгатор?A. МайонезB. МазиC. микроэмульсииD. Ни один из вышеперечисленных

Ответ на вопрос № 2

D верно. Все А, В и С содержат эмульгаторы, которые помогают им сохранять стабильность и предотвращают отделение несмешивающихся жидкостей. A использует яичный желток, B использует различные химикаты, а C использует моющие средства.

3. Какое из следующих утверждений является ложным?A. Снижение вязкости среды облегчает стабилизацию эмульсии.B. Микроэмульсии нельзя применять внутривенно.C. Покрытие капель одной фазы эмульгирующими агентами может препятствовать слиянию с ней других капель.D. Пищеварение требует эмульгирования жировых шариков, чтобы липаза могла эффективно расщеплять жиры.

Ответ на вопрос № 3

верно. Снижение вязкости среды фактически затрудняет стабилизацию эмульсии. Увеличение вязкости затрудняет реформирование глобул и отделение их от дисперсной фазы. Микроэмульсии нельзя использовать внутривенно, так как они воздействуют на эритроциты и сперматозоиды в организме. C является хорошо известным методом, используемым в процессе пищеварения, и D является верным, поскольку дробление жиров на более мелкие капли позволяет большей площади поверхности работать липазой, что облегчает расщепление молекул липидов.

ZIRAX

Эмульгатор для получения углеводородных эмульсий ЭКС-ЭМ

ТУ 2413-035-53501222-2003

Назначение

Эмульгатор ЭКС-ЭМ предназначен для приготовления углеводородных эмульсионных составов, используемых при бурении, глушении скважин с низким пластовым давлением  или при наличии поглощения, при выравнивании профилей приемистости нагнетательных скважин с температурами до 70°С, а также для использования в качестве компонента потокоотклоняющего состава при большеобъемных кислотных обработках добывающих скважин в карбонатных коллекторах. 

Эмульгатор ЭКС-ЭМ представляет собой комплексный реагент, включающий эмульгатор и добавку, снижающую температуру застывания и повышающую стабильность эмульсии. Эмульгатор ЭКС-ЭМ марок А и В представляет собой готовую к применению углеводородную фазу. Эмульгатор ЭКС-ЭМ марки Бпредставляет собой концентрат для приготовления составов на основе нефти.

Область применения

  • Добывающие скважины с коллекторами терригенного и карбонатного типов и обводненностью свыше 60 %.
  • Нагнетательные скважины с коллекторами терригенного и карбонатного типов и приемистостью до 700 м3/сутки.
  • Глушение скважин с АНПД.
  • Потокоотклонение при большеобъемных обработках скважин в карбонатных трещиноватых коллекторах с пониженным пластовым давлением.

Основные свойства эмульгатора ЭКС-ЭМ

ЭКС-ЭМ марка А

ЭКС-ЭМ марка Б

ЭКС-ЭМ марка В

 Внешний вид

Маслянистая подвижная жидкость от светло-коричневого до черного цвета, допускается наличие осадка

Плотность при 20 °С, г/см3

0,80-0,86

Не более 0,92

0,85-0,92

Массовая доля основного вещества, %,
не менее

10

50

-

Температура застывания, °С, не выше

-

Минус 40

     Не нормируется

Свойства эмульсий, стабилизированных ЭКС-ЭМ

Эмульгатор ЭКС-ЭМ позволяет, в зависимости от соотношения и состава водной и органической фаз, получать устойчивые гидрофобные эмульсии в широком диапазоне плотности от 950 до 1300 кг/м3, эффективной вязкости и структурно-реологических свойств.

Эмульсии являются термически стабильными: при температуре до 70оС не наблюдается расслоения на водную и органическую фазы.

Преимущества применения эмульсионных жидкостей, стабилизированных эмульгатором ЭКС-ЭМ

  • Максимальное сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта.
  • Хорошая прокачиваемость.
  • При использовании в качестве жидкости глушения сокращение сроков выхода скважины на режим в послеремонтный период.
  • Предотвращение поглощений.
  • Низкая коррозионная активность углеводородных эмульсионных жидкостей по сравнению с пластовыми водам или растворами солей.
  • Селективность действия (при контакте с нефтью гидрофобные эмульсии разжижаются и выносятся из пласта, а при контакте с пластовой водой резко увеличивают вязкость и структурные показатели, тем самым создавая нарастающее сопротивление для фильтрации последующих объемов жидкости со значительным снижением проницаемости по воде).
  • Увеличенная продолжительность эффекта.
  • Низкий расход эмульгатора и углеводородной фазы.

Технология применения

В качестве водной фазы для приготовления эмульсий могут использоваться минерализованные попутно добываемые пластовые воды различной плотности или растворы солей (NаСl, СаСl2 и др.)

В качестве органической фазы может использоваться скважинная нефть (для ЭКС-ЭМ марки Б).

Для получения более полной информации и подбора оптимальной дозировки реагента рекомендуется обращаться к специалистам службы продаж и сервиса компании «Полиэкс».

Эмульгатор ЭКС-ЭМ сертифицирован на применение в процессах добычи и транспорта нефти.

Эмульгирование - обзор | Темы ScienceDirect

1.21.4.1 Ультразвуковое эмульгирование

Эмульгирование - это процесс создания стабильной дисперсии двух несмешивающихся фаз; обычно вода и масло. Это достигается за счет приложения высокоэнергетического сдвига к смеси масло-вода для создания капель дисперсной фазы в объеме. Поскольку эмульсии по своей природе термодинамически нестабильны, требуется добавление эмульгатора для уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела масло-вода и для создания стерического и электростатического отталкивания между каплями эмульсии (Kentish et al., 2008). Обычные пищевые эмульсии включают соусы, маргарин, заправки для салатов и майонез.

Размер капли эмульсии является ключевым фактором для определения ее стабильности, а также внешнего вида. Более мелкие капли (например: ~ 100 нм) менее склонны к слипанию, расслоению и последующему фазовому разделению и делают эмульсию полупрозрачной и более «привлекательной» по внешнему виду (Leong et al., 2009; Abismaıl et al., 1999; Peshkovsky et al. др., 2013). С другой стороны, более крупные капли (например,> 100 нм) делают эмульсию непрозрачной и приводят к более быстрому разделению фаз (Abismaıl et al., 1999; McClements et al., 2015). Гомогенизация под высоким давлением и смешивание ротор-статор признаны наиболее эффективными методами приготовления эмульсии в настоящее время в пищевой и молочной промышленности. Тем не менее, ультразвуковая обработка становится все более интересной для эмульгирования из-за ее относительного удобства в очистке и обслуживании по сравнению с гомогенизацией под высоким давлением или микрофлюидизацией (Jafari et al., 2007).

Ультразвуковое эмульгирование должно регулироваться двумя механизмами (Kentish et al., 2008; Кентиш и Фэн, 2014). Во-первых, ультразвуковое поле создает распространяющиеся волны на границе раздела нефть-вода, которые впоследствии становятся нестабильными. Это приводит к превращению масляной фазы в непрерывную водную фазу (в типичной системе эмульгирования масло-в-воде), что приводит к образованию капель от среднего до большого. Впоследствии вызванные кавитацией сдвиг и турбулентность приводят к разрушению вновь образованных капель до субмикронных размеров (Li and Fogler, 1978). Первый механизм применим только в системах, где две фазы разделены перед эмульгированием, однако второй механизм продолжает уменьшать размер капель после образования грубой эмульсии (Leong et al., 2017а).

При согласованном потреблении энергии 20 кДж кг -1 , ультразвук 20 кГц показал многообещающие результаты в создании эмульсий со средним по объему размером капли 1,02 мкм, сравнимым с каплями размером 0,83 мкм, полученными с помощью микрофлюидизации (Mahdi Jafari et al. , 2006). Кроме того, пищевые эмульсии, приготовленные из льняного масла и обезжиренного молока с использованием ультразвука, показали стабильность до 7 дней без необходимости добавления внешнего эмульгатора (Shanmugam and Ashokkumar, 2014). Даже в системах, содержащих модификаторы вязкости, такие как ксантановая камедь, гуаровая камедь и камедь рожкового дерева, Kaltsa с коллегами продемонстрировали, что стабильные (до 10 дней) субмикронные эмульсии оливкового масла в воде могут быть получены с использованием только сывороточного протеина в качестве поверхностно-активное вещество (Kaltsa et al., 2013). Считалось, что в обоих вышеупомянутых случаях структурные изменения белков молока в результате воздействия кавитации усиливают их эмульгирующие свойства, создавая, таким образом, стабильные эмульсии (Shanmugam and Ashokkumar, 2014; Kaltsa et al., 2013).

Было обнаружено, что последовательное применение высокочастотного ультразвука (400 кГц – 3 МГц) после низкочастотного (20–100 кГц) также полезно для создания стабильных наноразмерных эмульсий. Ускоренный акустический поток и акустическое излучение во время высокочастотной обработки ультразвуком облегчают столкновение небольших капель эмульсии, образующихся во время цикла обработки низкочастотным ультразвуком, что приводит к образованию еще более мелких капель (Kamogawa et al., 2004). Этот процесс, известный как тандемное акустическое эмульгирование , было обнаружено с образованием наноэмульсий, которые были стабильными в течение 1-2 лет без добавления эмульгаторов (Kamogawa et al., 2004; Nakabayashi et al., 2011). Однако изменение последовательности применения ультразвука (низкая частота, затем высокая частота) привело к нестабильным эмульсиям (Leong et al., 2017a). Komagawa et al. (Kamogawa et al., 2004) использовали тандемную акустическую кавитацию для образования наноэмульсий олеиновой кислоты в воде, в то время как Nakabayashi et al.(Nakabayashi et al., 2011) формировали прозрачные наноэмульсии с использованием мономера этилендиокситиофена (EDOT) путем последовательного применения ультразвука 20 кГц, 1,6 МГц и 2,4 МГц.

Инкапсуляция эфирных масел с более высокой питательной ценностью и антимикробной активностью без ухудшения их качества в пищевых матрицах в последние годы вызывает растущий интерес. Однако из-за гидрофобной природы эфирных масел их включение в пищевые продукты на водной основе является сложной задачей.Интересно, что сообщалось об успешном создании стабильных микро- и наноэмульсий с помощью ультразвука с использованием различных эфирных масел, полученных из лимона (Rao and McClements, 2011), имбиря (de Barros Fernandes et al., 2016), апельсиновой корки (Hashtjin and Abbasi, 2015a, 2015b), листья базилика (Ghosh et al., 2013), семена аннато (Silva et al., 2015) и thymus daenensis (Moghimi et al., 2016). Некоторые такие наноэмульсии обладали улучшенными антимикробными свойствами по сравнению с исходными маслами, возможно, из-за способности наноэмульсий лучше достигать слоя мембраны бактериальной клетки и эффективно участвовать в разрушении фосфолипидного бислоя (Ghosh et al., 2013).

С другой стороны, снижение содержания жира в пищевых продуктах, обычно содержащих эмульсии типа «масло в воде», также вызывает растущий интерес из-за пользы для здоровья от потребления меньшего количества калорий. Однако простое снижение содержания жира изменяет желаемые сенсорные свойства (например, ощущение во рту или текстуру). Недавняя работа Leong et al. (Leong et al., 2017b, 2018) продемонстрировали способность ультразвука формировать двойные эмульсии вода-в-масле-в-воде, которые могут инкапсулировать водную среду внутри эмульгированных масляных капель (рис.15). Эти двойные эмульсии содержат кажущийся объем капелек жира, аналогичный эмульсии с более высоким содержанием жира, тем самым имитируя текстурные свойства полножирных продуктов, при этом снижая калорийность пищи. Хотя такие двойные эмульсии потенциально могут использоваться для производства пищевых продуктов с пониженным содержанием жира без изменения сенсорных свойств, их также можно использовать для инкапсуляции водорастворимых биоактивных соединений в пищевых продуктах (Leong et al., 2009).

Рис. 15. Оптические (слева) и флуоресцентные (справа) изображения под микроскопом двойных эмульсий вода-в-масле-воде, приготовленных из обезжиренного молока и подсолнечного масла с использованием ультразвука.Темные и желтые области на правом изображении представляют водную и масляную фазы соответственно.

Перепечатано с разрешения Leong et al. (2017b), авторское право 2017, Elsevier.

Эмульгирование - обзор | Темы ScienceDirect

20.3.3 Применение поверхностно-активных веществ

Существует множество областей применения поверхностно-активных веществ, наиболее важные из которых будут рассмотрены в этом разделе.

Эмульгирование. Поверхностно-активные вещества широко используются в повседневной жизни.От шампуней до мыла, чистящих средств, средств для удаления жира и моющих средств - во всех этих продуктах используются поверхностно-активные вещества. Они также используются для образования эмульсий, , то есть , для увеличения растворимости двух веществ, которые обычно не смешиваются. Мыло - очень хороший пример. Во время мытья рук вода растворяет все водорастворимые вещества на наших руках, оставляя после себя все не растворимые в воде вещества. Используя мыло в качестве поверхностно-активного вещества, эти вещества можно заключить в маленькие мицеллы и, таким образом, сделать водорастворимыми, что позволяет смыть их с рук.Обычно поверхностно-активные вещества с очищающими свойствами или поверхностно-активные вещества, которые используются для очистки, называются моющими средствами .

Стабилизация подвесов. Во многих суспензиях используются поверхностно-активные вещества, чтобы увеличить способность жидкости удерживать твердые частицы во взвешенном состоянии и избежать агрегации за счет образования слоев отталкивания вокруг объектов (см. Рис. 20.19). Эти слои основаны на отталкивающем действии одинаково заряженных поверхностей, которые могут быть введены с помощью поверхностно-активных веществ. В частности, если неполярная частица (например, шарик полимера) суспендирована в полярной жидкости (такой как вода), частицы имеют тенденцию быстро агрегироваться.Это связано с тем, что полярность растворителя и частиц различается, и поэтому частицы имеют тенденцию более легко группироваться. После добавления поверхностно-активного вещества поверхность частиц будет замаскирована, таким образом проявляя ту же полярность, что и растворитель. Кроме того, если используются ионные поверхностно-активные вещества, частицы будут иметь одинаковый заряд и, таким образом, отталкиваться друг от друга. Многие протоколы синтеза наночастиц полагаются на поверхностно-активные вещества, чтобы частицы оставались стабильными в растворе.

Рис. 20.19.Стабилизация суспензий, например, полимерных шариков в растворе. Поверхностно-активные вещества образуют слои вокруг частиц, которые отталкиваются из-за равномерного заряда поверхности, что позволяет избежать агрегации частиц.

Мицеллярные реакционные отделения. Во многих приложениях синтеза мицеллы образуются внутри растворителя и действуют как небольшие реакционные отсеки. Эти эмульсионные реакции используют локальное ограничение реакционных партнеров, например. , чтобы синтезировать компоненты только заданного размера.Опять же, синтез наночастиц является хорошим примером. Здесь маленькие мицеллы действуют как граница реакции и ограничивают рост наночастиц. Если размер мицелл варьируется, размер наночастиц можно оптимизировать.

Изменение поверхностного натяжения. Одно из основных применений поверхностно-активных веществ - изменение поверхностного натяжения жидкостей. Во многих приложениях жидкости, которые должны обрабатываться данной технической системой, могут не иметь достаточно высокого поверхностного натяжения.Это может быть критично, например, , если жидкость должна транспортироваться из резервуара на заданную подложку с помощью методом штамповки или штифтовой передачи. Если поверхностное натяжение жидкости слишком низкое, может быть невозможно транспортировать достаточное количество жидкости. В этом случае можно добавить поверхностно-активное вещество, которое будет мигрировать к границе раздела жидкости и увеличивать поверхностное натяжение. Например, масло с низким поверхностным натяжением (, например, силиконовое масло) может быть смешано с ионным поверхностно-активным веществом, имеющим полисилоксановый хвост.После миграции на поверхность заряженные головные группы поверхностно-активного вещества приведут к более сильному взаимодействию в межфазном слое и приведут к более сильным силам дисбаланса и, таким образом, к увеличению поверхностного натяжения. Это позволяет транспортировать большие количества жидкости через метод переноса жидкости, поскольку граница раздела жидкость / газ может выдерживать более высокие силы и, таким образом, удерживать большие количества жидкости.

Еще одним распространенным примером оптимизации поверхностного натяжения являются краски, используемые для струйной печати.Их обычно смешивают с поверхностно-активными веществами, чтобы оптимизировать их способность обнаруживаться без образования спутниковых капель. Кроме того, смачиваемость бумаги, на которую нанесены чернила, можно изменить, добавив подходящие поверхностно-активные вещества.

Стабилизация интерфейса. Многие приложения в микрофлюидике были бы невозможны без использования поверхностно-активных веществ для стабилизации границ раздела жидкость / жидкость. При работе с дискретными каплями жидкости используются поверхностно-активные вещества для стабилизации границы раздела жидкость / газ или жидкость / жидкость.

Цифровая микрофлюидика - хороший тому пример. Здесь перемещаемые капли обычно погружены в инертную масляную фазу. Поскольку электросмачивание вызывает значительное напряжение сдвига на границах, обычно рекомендуется стабилизировать границу с помощью подходящего поверхностно-активного вещества. Кроме того, поскольку площадь контакта между каплей и верхней и нижней подложками, несущими электроды, обычно велика (причина в том, что капля зажата между ними), рекомендуется использовать поверхностно-активное вещество, которое уменьшит неспецифическое взаимодействие между ними. капля и субстраты.Это особенно верно, если установка используется для аналитического анализа, в котором необходимо избегать потери аналита (, например, белка).

Второй распространенный пример - капельная микрофлюидика. Здесь капли диспергированы в масляной фазе, обнажая значительную площадь поверхности. Стабилизация капель важна не только для сохранения целостности капли во время формирования, но и для предотвращения прилипания капель к стенкам канала и для снижения риска (нежелательного) слияния капель.Путем введения поверхностно-активного вещества (либо в саму каплю, либо в масляную фазу) поверхность раздела капли стабилизируется, вызывая определенное отталкивание между отдельными каплями. Это значительно снижает риск коагуляции и слияния капель.

Пассивация. Многочисленные применения в биоаналитике требуют биохимической пассивации стенок каналов и субстратов для уменьшения неспецифической адсорбции, например, , белки. Это может быть достигнуто с использованием подходящих поверхностно-активных веществ, которые делают поверхности микрофлюидной системы более гидрофильными, тем самым ингибируя гидрофобное взаимодействие белков и (в основном) гидрофобного субстрата.Во многих сферах применения поверхностно-активные вещества Triton являются предпочтительным веществом в первую очередь. В зависимости от природной полярности субстрата может потребоваться использование поверхностно-активных веществ с более высокой неполярностью, особенно при работе с полимерами. В общем, неионные поверхностно-активные вещества предпочтительны для снижения риска изменения и / или дегенерации представляющих интерес белков.

Покрытия поверхностей. Точно так же, как поверхностно-активные вещества могут изменять поверхностное натяжение жидкостей, они могут также изменять свободную поверхностную энергию субстрата, тем самым позволяя или предотвращая смачивание данной жидкости.Типичный пример включает антиобледенительные покрытия, где, например, , стеклянное окно покрыто слоем поверхностно-активного вещества, которое снижает свободную энергию поверхности. В результате вода не смачивает поверхность, и поэтому на поверхности не будет наледи.

Моющие средства. Термин детергенты в биохимии обычно относится к поверхностно-активным веществам, используемым для лизиса клеток. Моющие средства обычно должны быть очень мягкими поверхностно-активными и биосовместимыми веществами, чтобы гарантировать, что они только разрушают клеточные мембраны и не изменяют значительно другие представляющие интерес соединения.Детергенты также используются для нарушения взаимодействия между белками или для разрушения их четвертичной и третичной структуры.

В общем, ионные поверхностно-активные вещества не являются хорошим выбором в качестве моющих средств, за некоторыми исключениями. Как указано, додецилсульфат натрия обычно используется для денатурирования белков во время гель-электрофореза. Он добавляет отрицательный заряд всем белкам независимо от их pI, что позволяет проводить последующее разделение только по размеру и весу. Кроме того, для растворения мембран можно использовать холевую кислоту и дезоксихолевую кислоту (оба являются очень слабыми анионными поверхностно-активными веществами).Иногда также можно использовать лауроилсаркозинат натрия.

Другими предпочтительными моющими средствами обычно являются гликозидные поверхностно-активные вещества, например, , n -додецил-β-D-мальтозид или n -октил-β-D-тиоглюкопиранозид, оба из которых являются очень мягкими реагентами, которые поддерживают активность белка во время лизиса клеток. Твин ПАВ часто используются в качестве ПАВ в промывочных буферах.

Риски для окружающей среды и здоровья. В зависимости от своей химической природы поверхностно-активные вещества могут иметь значительный период полураспада, и их влияние на окружающую среду необходимо учитывать.Поскольку поверхностно-активные вещества допускают такое широкое разнообразие процессов, они также действуют после использования, если не утилизированы должным образом. Поверхностно-активные вещества могут значительно изменить экосистему, если их исследовать в достаточном количестве. Другим важным аспектом является их способность к биоаккумуляции, , то есть , их способность накапливаться в организме животных или людей. Это особенно важно для галогенированных поверхностно-активных веществ, при этом фторированные и хлорированные поверхностно-активные вещества считаются основным риском. Для большинства поверхностно-активных веществ перед использованием необходимо провести анализ биотоксичности, чтобы оценить эти риски.Некоторые поверхностно-активные вещества (в первую очередь галогенированные) необходимо утилизировать надлежащим образом, тогда как другие (например, мыло) можно утилизировать просто как сточные воды.

Emulsify - Определение и примеры эмульгирования

Emulsify Определение

Эмульгирование, или эмульгирование чего-либо, определяется как смешивание двух жидкостей, которые обычно не смешиваются, с образованием эмульсии. Две жидкости могут образовывать разные типы эмульсий в зависимости от того, какая жидкость была диспергирована, в которой одна жидкость является дисперсной фазой, а другая - внешней фазой, которая добавляется в дисперсную фазу.Наша способность к эмульгированию также играет жизненно важную роль в процессе пищеварения человека и происходит в тонком кишечнике, помогая расщеплению жиров.

Различные типы эмульсий

Существует три различных класса эмульсий: обычные, микроэмульсии и наноэмульсии. Они являются продуктом смешения несмешивающихся жидкостей и содержат дисперсную фазу и внешнюю фазу. Их внешний вид мутный из-за рассеяния света и имеет разную степень цвета в зависимости от того, насколько разбавлена ​​эмульсия.Обычные эмульсии можно найти в продуктах повседневной жизни, таких как молоко, майонез и винегреты, и они относительно нестабильны без эмульгатора. Они требуют приложения силы для образования эмульсии и обычно разделяются на две фазы по прошествии некоторого времени. Микроэмульсии и наноэмульсии определяются размером капель, причем оба имеют размер капель менее 100 нм. Эмульсии кажутся полупрозрачными, поскольку капли очень маленькие и не рассеивают свет, как это делают обычные эмульсии.Микроэмульсии обычно самопроизвольно образуются из молекул масла, смешанных со стабилизатором, например поверхностно-активными веществами, в то время как наноэмульсии могут быть сформированы только с использованием специального оборудования.

Эмульгирование и разложение

Эмульгирование играет жизненно важную роль в расщеплении жиров триацилглицерина (ТАГ) в пищеварении человека. Когда пища достигает желудка, она смешивается с кислыми выделениями, образуя химус. Затем пилорический сфинктер продвигает небольшое количество химуса в двенадцатиперстную кишку тонкой кишки, чтобы продолжить процесс пищеварения.Однако жиры гидрофобны, что означает, что они отталкивают воду и остаются в основном нерастворимыми в тонком кишечнике. Эти жиры могут расщепляться только ферментом липазой с образованием жирных кислот и моноглицеридов для облегчения всасывания, но липаза растворима в воде, поэтому она может разрушать только поверхность жировых шариков. Именно здесь наша способность к эмульгированию становится жизненно важной для пищеварения. Эмульгирование расщепляет жиры на более мелкие управляемые капли, а свободно плавающие соли желчных кислот и фосфолипиды привлекаются и окружают каждую каплю.Соли желчных кислот и фосфолипиды являются амфипатическими, поэтому имеют как гидрофобные, так и гидрофильные поверхности и могут гарантировать, что большие жировые шарики не могут преобразоваться. Другой белок, называемый колипазой, связывается с поверхностью этих капель эмульсии и помогает рекрутировать липазу и закреплять ее на поверхности капли. Этот процесс эмульгирования уменьшает площадь поверхности липазы для эффективного переваривания жиров.

Нестабильность эмульсии

Эмульгирование смешивает две разные жидкости, которые не смешиваются друг с другом, и заставляет их смешиваться с силой.Без эмульгатора для стабилизации эмульсии жидкости со временем расслаиваются. Для получения успешной эмульсии она должна оставаться комбинированной без изменения размера капель в течение значительного периода времени. В эмульсиях существует четыре различных типа нестабильности:

  • Флокуляция: , когда капли притягиваются друг к другу и самопроизвольно образуют хлопья
  • Сливки: , когда капли поднимаются или опускаются в зависимости от плавучести
  • Коалесценция: , когда капли сливаются друг с другом и образуют более крупные капли
  • Созревание Оствальда: , когда более мелкие капли уменьшаются в размере до тех пор, пока они не исчезнут, а свободные молекулы снова откладываются на более крупные капли

Примеры эмульгирования

Мы постоянно эмульгируем жидкости в повседневной жизни, изнутри человеческого тела, в пищевые продукты, которые мы потребляем, а также в продукты, которые мы используем.Кремы, мази и пасты для лекарств или товаров для здоровья производятся из стабилизированных эмульгаторов. Вот несколько примеров, иллюстрирующих важность эмульсий в нашей повседневной жизни:

Эмульсии в продуктах питания

Многие продукты, которые мы регулярно потребляем, состоят из эмульсий; например, чтобы приготовить винегреты для салатов, мы эмульгируем масло и уксус. Эта эмульсия крайне нестабильна и без постоянного перемешивания очень быстро расслаивается. Майонез и голландский соусы также являются примерами эмульсий; обе представляют собой эмульсии типа масло в воде с добавлением яичного желтка для стабилизации.Сливочное масло - еще один пример, который создается, когда мы превращаем воду в масляный жир.

Эмульгирование в производстве молока

Раньше молоко покупали и употребляли в сыром виде, без обработки. В настоящее время для увеличения срока хранения молока в супермаркетах его обрабатывают путем эмульгирования. Молоко состоит из воды, белка и жира, и если его не трогать в течение некоторого времени, оно образует два слоя. Чтобы этого не произошло, сырое молоко гомогенизируют, то есть две несмешивающиеся жидкости объединяются в эмульсию.Сырое молоко под очень высоким давлением пропускается через крошечные отверстия. Это разбивает жир на крошечные частицы, которые равномерно распределяются в воде в молоке.

Микроэмульсии

Микроэмульсии имеют частицы диаметром всего 400-600 нм. В настоящее время они используются во многих средствах лечения болезней для доставки вакцин или уничтожения микробов. Эти капли соевого масла образуются с использованием детергентов для стабилизации эмульсии и попадают в организм. Поскольку они имеют такой малый диаметр, они увеличивают поверхностное натяжение и сильно притягиваются к другим липидам, заставляя их сливаться.Если эти капли сливаются с мембранами бактерий или вирусов в большом количестве, это вызывает разрыв мембраны, эффективно убивая бактерии / вирус. Это лечение не влияет на большинство клеток или процессов человека, поэтому является относительно специфичным и целевым. Однако это лечение не используется внутривенно, поскольку эти микроэмульсии действительно влияют на эритроциты и сперматозоиды.

Эмульгаторы

Эмульгаторы или эмульгаторы жизненно необходимы, когда мы хотим успешно эмульгировать жидкости.Это вещества, которые помогают стабилизировать эмульсию, позволяя ей оставаться в этой форме в течение значительного количества времени. Вот некоторые из используемых ими механизмов:
  • Снижение межфазного натяжения: Несмешивающиеся жидкости разделяются друг с другом своим межфазным натяжением и сохраняют как можно меньшую площадь поверхности, соприкасающейся друг с другом. Некоторые эмульгаторы снижают это межфазное натяжение и позволяют жидкостям легко смешиваться.
  • Использование теории отталкивания: Некоторые эмульгаторы способны покрывать капли одной фазы и отталкивать другие капли, поэтому они не могут слипаться и образовывать более крупные капли.Это используется в пищеварении.
  • Повышение вязкости среды: Некоторые эмульгаторы увеличивают вязкость среды, затрудняя преобразование глобул и их отделение от дисперсной фазы.

Некоторые агенты, используемые для эмульгирования жидкостей, также используются для тушения пожаров, возникших в результате разлива легковоспламеняющейся жидкости. Они улавливают топливо в потоке воды, что предотвращает его горение, эффективно предотвращая горение и распространение огня.Вот некоторые распространенные эмульгаторы:

  • Яичные желтки
  • Лецитин - обычно используется во многих различных продуктах питания
  • Горчичный
  • Фосфаты натрия
  • Моющие средства
  • Эмульгирующий воск

Связанные биологические термины

  • Эмульсия - раствор двух несмешивающихся жидкостей, которые были сильно перемешаны вместе.
  • Hydrophobic - Молекула, отталкивающая в присутствии воды.
  • Пищеварение - Процесс расщепления пищи в желудочно-кишечном тракте.
  • Эмульгатор - Вещество, которое помогает стабилизировать эмульсию, предотвращая ее расслоение с течением времени.

Тест

1. Какие из следующих компонентов не образовались в процессе эмульгирования?
A. Обезжиренное молоко
B. Сырое молоко
C. Масло
D. Майонез

Ответ на вопрос № 1

B правильный.Сырое молоко не подвергалось процессу эмульгирования. A получают путем гомогенизации сырого молока, C получают из воды с молочным жиром, а D получают путем смешивания масла и воды.

2. Какие из следующих продуктов не содержат стабилизирующий эмульгатор / эмульгатор?
A. Майонез
B. Мази
C. Микроэмульсии
D. Ни один из вышеперечисленных

Ответ на вопрос № 2

D правильный.Все продукты A, B и C содержат эмульгаторы, которые помогают им сохранять стабильность и предотвращают разделение несмешивающихся жидкостей. A использует яичный желток, B использует различные химические вещества, а C использует моющие средства.

3. Какое из следующих утверждений неверно?
A. Уменьшение вязкости среды облегчает стабилизацию эмульсии.
B. Микроэмульсии нельзя использовать внутривенно.
C. Покрытие капель одной фазы эмульгаторами может предотвратить слияние с ней других капель.
D. Для пищеварения требуется эмульгирование жировых шариков, чтобы липаза могла эффективно расщеплять жиры.

Ответ на вопрос № 3

правильный. Снижение вязкости среды фактически затрудняет стабилизацию эмульсии. Повышение вязкости затрудняет преобразование глобул и их отделение от дисперсной фазы. Микроэмульсии нельзя использовать внутривенно, так как они влияют на эритроциты и сперматозоиды в организме. C - хорошо известный метод, используемый в процессе пищеварения, а D - верный, поскольку разбиение жиров на более мелкие капли позволяет липазе работать с большей площадью поверхности, что облегчает расщепление липидных молекул.

Что такое эмульсия? - Food Republic

Вы видели, как люди эмульгируют продукты на кулинарных шоу и, возможно, видели «эмульсию» в модном меню, но вы все еще можете думать: «Что это именно?» Пора надеть учебные ботинки - мы идем по образовательному пути.

Что такое эмульгирование?
Эмульгирование - это научный процесс, в котором две несмешивающиеся (несмешиваемые) жидкости смешиваются вместе таким образом, чтобы они оставались смешанными. Вы, наверное, знаете, что масло и вода не смешиваются, но этот майонез на вашем сэндвиче? Это эмульсия.Это масло и уксус, как заправка для салата. Яичные желтки связывают две стороны, которые обычно не хотят соединяться; объединяя их силой, образуется нечто с текстурой, которая полностью отличается от его отдельных частей.

(Фото: ilovemypit / Flickr.) Некоторые заправки для салатов не являются полностью эмульгированными. Это нормально.

Как это работает?
Эмульгирование чего-либо означает, что вы либо диспергируете жир в воде (майонез, соус для сковороды), либо воду в жир (винегрет, масло), чтобы получить единообразный внешний вид.В случае винегрета в салате вы растворяете масло в воде (здесь водным элементом является уксус). Иногда можно увидеть, как масло плавает поверх уксуса, а иногда они смешаны. Они оба восхитительны, но только второй был эмульгирован. Соусы и заправки с однородной консистенцией лучше на вкус, лучше выглядят и имеют более приятное ощущение во рту. Это также помогает соусу или заправке покрывать еду. Ваша цель - приправить салат заправкой, а пасту - соусом.

Как можно использовать эмульгирование?
Вы, возможно, заметили выше, когда я упомянул сливочное масло, что молочные продукты представляют собой натуральные эмульсии сухих веществ молока (жиров) и воды, что довольно круто. Они меняются по мере того, как вы добавляете больше жира. Густые сливки более жирны, чем молоко, поэтому они более вязкие или «сливочные». В сливочном масле больше жира, чем в обоих маслах, и, возможно, оно «самое сливочное». Видишь, к чему я клоню? К сожалению, природа не дает нам всех необходимых эмульсий. Иногда для этого нам нужно немного науки.Если у вас есть доступ к модной лаборатории, вы, вероятно, сможете найти что-то, что быстро вибрирует, чтобы комбинировать ингредиенты, но вам это не нужно в вашей жизни. Нет, если вы дома делаете эмульсии, реальный ключ к успеху - это хороший венчик, блендер или кухонный комбайн, а также элемент, который не является ни жидким, ни жирным, чтобы объединить все это воедино. Вот несколько распространенных примеров эмульсий помимо винегрета:

Пан соус
Вы только что приготовили белок на чугунной сковороде, и в нем осталось немного сока и жареных продуктов.Добавьте масло, бульон, вино и зелень, затем энергично взбейте до эмульсии. Чтобы соус приобрел насыщенную, бархатистую консистенцию, вы можете сделать еще кое-что. Во-первых, используйте домашний бульон, сваренный на медленном огне с большим количеством костей; желатин из костей помогает соединению жира и жидкости. Вы также можете добавить немного кукурузного крахмала, чтобы сделать его более плотным и густым, но просеивайте его, постоянно взбивая, чтобы не образовались комочки.

Заправка для салата
Мой любимый прием для эмульгирования заправки для салата - это добавить немного горчицы.Дижон лучше всего подходит для винегретов, но в зависимости от того, что вы делаете, не стесняйтесь проявлять творческий подход и экспериментировать с другими (я использовала все виды горчицы во всех видах заправок). Затем переложите все ингредиенты в стеклянную банку с плотно закрывающейся крышкой и энергично встряхните до образования однородной эмульсии.

(Фото: Gloria Cabada-Leman / Flickr.) Сила встряхивания жира и воды в стеклянной банке достаточна для его эмульгирования. Яркий пример: дижонский винегрет.

Я побеседовал с шеф-поваром и мастером эмульсии Фрэнсисом Дерби из The Cannibal Beer & Butcher в Нью-Йорке, чтобы узнать мнение шеф-повара об этой технике и ее применении.

Какую эмульсию вы используете чаще всего?
Эмульсия, которую мы сейчас чаще всего используем, - это соус беарнез, классический вариант голландского. Мы делаем наши в блендере Vitamix, используя скорость лезвия, чтобы сделать сильную эмульсию и одновременно нагреть соус.

У вас есть эмульгатор, который вы используете?
Я использую разные для разных приложений. Каждая эмульсия индивидуальна. Иногда это яичный желток, горчица, желатин или ксантановая камедь.Для каждого эмульгатора существует множество различных применений.

Что люди делают не так, когда делают эмульсии в домашних условиях?
Самый распространенный способ разрушения эмульсии - слишком быстрое добавление жиров. Дать основе соуса «впитать» масло. Если двигаться слишком быстро, то получится разбитый беспорядок, похожий на яичницу-болтунью. Оттуда нет возможности вернуться; вам просто нужно начать все сначала. Поэтому важно не торопиться.

Это хороший совет.Какие еще советы по приготовлению эмульсий для домашних поваров?
При приготовлении холодных эмульсий, таких как свиная смесь для мортаделлы, держите все как можно холоднее. Это помогает сохранить стабильность эмульсии. Вы можете даже пойти дальше и положить части миксера в холодильник, прежде чем начать.

Я могу только представить, что бы сказала моя девушка, если бы она пришла домой и обнаружила в холодильнике блендер. В чем ваш секрет идеально эмульгированного соуса для сковороды?
Для соусов для сковороды я добавляю эмульсию к уменьшению.Поэтому для простого соуса на куриной сковороде вместо сливочного масла я буду использовать уже эмульгированное фондю beurre [растопленное масло, смешанное с водой]. Вот почему вы начинаете с чего-то уже стабильного.

Это умно. А как насчет заправки для салата?
Горчица - отличный способ сохранить эмульгированные заправки для салатов. Если вам нужен не тот аромат, который вам нужен, то небольшое количество ксантановой камеди поможет объединить его. Ксантан очень силен, поэтому его хватит на 0,25% от общего веса.Это примерно кончик небольшого ножа для очистки овощей и примерно литр повязки. Использование слишком большого количества сделает вашу повязку слишком вязкой и почти липкой.

Есть какие-нибудь советы по приготовлению домашнего майонеза?
Идите медленно!

«Эмульсия» и «эмульгирование» - довольно странные слова. Если бы вы могли составить новый термин, что бы это было?
Ха-ха, понятия не имею. «Медленные, гладкие жирные сливки?»

34.3B: Пищеварение и абсорбция - Биология LibreTexts

Чтобы питательные вещества (углеводы, липиды, витамины) усваивались для получения энергии, пища должна подвергаться химическому и механическому перевариванию.

Задачи обучения

  • Объяснять процессы пищеварения и усвоения

Ключевые моменты

  • Во рту углеводы расщепляются амилазой на мальтозу (дисахарид), а затем перемещаются по пищеводу, производя слизь для смазки, но не пищеварительные ферменты.
  • В двенадцатиперстной кишке дисахариды расщепляются на моносахариды ферментами, называемыми мальтазами, сукразами и лактазами; произведенные моносахариды затем всасываются в кровоток и транспортируются к клеткам для использования в метаболических путях для использования энергии.
  • В желудке белки расщепляются на пептиды, которые затем расщепляются на отдельные аминокислоты, которые всасываются в кровоток через тонкий кишечник.
  • Липиды перевариваются в основном в тонком кишечнике солями желчных кислот в процессе эмульгирования, что позволяет липазам разделять липиды на жирные кислоты и моноглицериды.
  • Моноглицериды и жирные кислоты проникают в абсорбирующие клетки тонкого кишечника через мицеллы; они покидают мицеллы и рекомбинируют в хиломикроны, которые затем попадают в кровоток.
  • Жирорастворимые витамины всасываются так же, как и липиды; водорастворимые витамины могут напрямую всасываться в кровоток из кишечника.

Ключевые термины

  • химическое пищеварение : процесс расщепления пищи ферментами на небольшие молекулы, которые организм может использовать.
  • липаза : Ферменты в соке поджелудочной железы, расщепляющие липиды.
  • хиломикрон : микроскопическая глобула триглицеридов и других липидов, покрытая белками, обнаруженная в кровеносных и лимфатических сосудах, которая связана с перевариванием жиров.
  • амилаза : любой из класса пищеварительных ферментов, присутствующих в слюне, которые расщепляют сложные углеводы, такие как крахмал, на более простые сахара, такие как глюкоза.
  • механическое пищеварение : Физическое разложение больших кусков пищи на более мелкие, к которым впоследствии могут получить доступ ферменты.

Переваривание и абсорбция

Пищеварение - это механическое и химическое разложение пищи на мелкие органические фрагменты.Под механическим пищеварением понимается физическое расщепление больших кусков пищи на более мелкие, к которым впоследствии могут получить доступ пищеварительные ферменты. При химическом пищеварении ферменты расщепляют пищу на небольшие молекулы, которые организм может использовать.

Важно разбить макромолекулы на более мелкие фрагменты, которые имеют подходящий размер для абсорбции через клеточные мембраны. Большие сложные молекулы белков, полисахаридов и липидов должны быть уменьшены до более простых частиц, прежде чем они будут поглощены пищеварительными эпителиальными клетками.Различные органы играют определенную роль в процессе пищеварения. Рацион животных требует углеводов, белков и жиров, а также витаминов и неорганических компонентов для баланса питания.

Пищеварительные ферменты - это ферменты, которые расщепляют полимерные макромолекулы на более мелкие строительные блоки, чтобы облегчить их усвоение организмом. Пищеварительные ферменты находятся в пищеварительном тракте животных. Пищеварительные ферменты разнообразны и обнаруживаются в слюне, секретируемой слюнными железами, в желудке, секретируемом клетками, выстилающими желудок, в панкреатическом соке, секретируемом экзокринными клетками поджелудочной железы, и в кишечных секретах (малых и больших) или как часть слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Кишечная микрофлора приносит пользу хозяину, собирая энергию от ферментации непереваренных углеводов и последующего поглощения короткоцепочечных жирных кислот. Кишечные бактерии также играют роль в синтезе витаминов B и K, а также в метаболизме желчных кислот, стеринов и ксенобиотиков.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Механическое и химическое пищеварение : Механическое и химическое переваривание пищи происходит в несколько этапов, начиная со рта и заканчивая прямой кишкой.

Углеводы

Переваривание углеводов начинается во рту. Фермент слюны амилаза начинает расщепление пищевого крахмала на мальтозу, дисахарид. Когда пища проходит через пищевод в желудок, переваривание углеводов не происходит. Кислая среда в желудке мешает амилазе продолжать расщеплять молекулы.

Следующий этап переваривания углеводов происходит в двенадцатиперстной кишке. Химус из желудка попадает в двенадцатиперстную кишку и смешивается с пищеварительными секретами поджелудочной железы, печени и желчного пузыря.Соки поджелудочной железы также содержат амилазу, которая продолжает расщепление крахмала и гликогена на мальтозу и другие дисахариды. Затем эти дисахариды расщепляются на моносахариды ферментами, называемыми мальтазами, сукразами и лактазами. Произведенные моносахариды абсорбируются, поэтому их можно использовать в метаболических путях для использования энергии. Они всасываются через эпителий кишечника в кровоток и транспортируются к различным клеткам организма.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Переваривание углеводов : Переваривание углеводов осуществляется несколькими ферментами.Крахмал и гликоген расщепляются на глюкозу амилазой и мальтазой. Сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар) расщепляются сахарозой и лактазой соответственно.

Белок

Большая часть переваривания белков происходит в желудке. Фермент пепсин играет важную роль в переваривании белков, расщепляя их на пептиды, короткие цепи из четырех-девяти аминокислот. В двенадцатиперстной кишке другие ферменты - трипсин, эластаза и химотрипсин - действуют на пептиды, превращая их в более мелкие пептиды.Эти ферменты вырабатываются поджелудочной железой и попадают в двенадцатиперстную кишку, где они также воздействуют на химус. Дальнейшему расщеплению пептидов на отдельные аминокислоты помогают ферменты, называемые пептидазами (те, которые расщепляют пептиды). Аминокислоты всасываются в кровоток через тонкий кишечник.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Переваривание и всасывание белка : Переваривание белка - это многоступенчатый процесс, который начинается в желудке и продолжается через кишечник. Белки всасываются в кровоток тонким кишечником.

Липиды

Переваривание липидов (жиров) начинается в желудке с помощью липазы языка и липазы желудка. Однако основная часть переваривания липидов происходит в тонком кишечнике за счет липазы поджелудочной железы. Когда химус попадает в двенадцатиперстную кишку, гормональные реакции вызывают выброс желчи, которая вырабатывается в печени и хранится в желчном пузыре. Желчь способствует перевариванию липидов, в первую очередь триглицеридов, путем эмульгирования. Эмульгирование - это процесс, при котором большие липидные глобулы разбиваются на несколько маленьких липидных глобул.Эти маленькие шарики широко распространены в химусе, а не образуют большие агрегаты. Липиды - гидрофобные вещества. Желчь содержит соли желчных кислот, которые имеют гидрофобную и гидрофильную стороны. Гидрофильная сторона желчных солей может взаимодействовать с водой, в то время как гидрофобная сторона взаимодействует с липидами, таким образом эмульгируя большие липидные глобулы в маленькие липидные глобулы.

Эмульгирование важно для переваривания липидов, потому что липазы могут эффективно воздействовать на липиды только тогда, когда они разбиты на мелкие агрегаты.Липазы расщепляют липиды на жирные кислоты и глицериды. Эти молекулы могут проходить через плазматическую мембрану клетки, проникая в эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника. Соли желчных кислот окружают длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды, образуя крошечные сферы, называемые мицеллами. Мицеллы перемещаются в щеточную кайму абсорбирующих клеток тонкой кишки, где длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды диффундируют из мицелл в абсорбирующие клетки, оставляя мицеллы в химусе.Длинноцепочечные жирные кислоты и моноглицериды рекомбинируют в абсорбирующих клетках с образованием триглицеридов, которые объединяются в глобулы, а затем покрываются белками. Эти большие сферы называются хиломикронами. Хиломикроны содержат триглицериды, холестерин и другие липиды; на их поверхности есть белки. Поверхность также состоит из гидрофильных фосфатных «головок» фосфолипидов. Вместе они позволяют хиломикрону перемещаться в водной среде, не подвергая липиды воздействию воды.Хиломикроны покидают абсорбирующие клетки посредством экзоцитоза, попадая в лимфатические сосуды. Оттуда они попадают в кровь по подключичной вене.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Переваривание и всасывание липидов : Липиды перевариваются и всасываются в тонком кишечнике.

Витамины

Витамины могут быть водорастворимыми или жирорастворимыми. Жирорастворимые витамины всасываются так же, как и липиды. Важно потреблять некоторое количество пищевых липидов, чтобы способствовать усвоению жирорастворимых витаминов.Водорастворимые витамины могут напрямую всасываться в кровоток из кишечника.

Эмульсии и способы и процессы эмульгирования

Скачать версию PDF

Эмульсии

используются в широком спектре промышленных и фармацевтических продуктов, включая продукты для глаз, местного применения, слизистых оболочек, внутривенных, внутримышечных и пероральных продуктов. Эмульсии также используются в качестве предшественников для получения полимерных микрочастиц, твердых липидных наночастиц, неорганических наночастиц и микрокапсул, заполненных маслом, и были разработаны в качестве предшественников магнитных частиц для визуализации, диагностики и доставки лекарств.Даже при их широком использовании они остаются малоиспользуемым форматом лекарственных препаратов.

В лекарственном препарате эмульсия может быть:

  1. Сам активный компонент
  2. Усилитель активности для совместно вводимого активного фармацевтического ингредиента (API), действующий либо пассивно как система растворитель / стабилизатор, либо активно как система, усиливающая проникновение / абсорбцию
  3. Фармацевтически неактивны и просто представляют собой элегантный носитель для рецептуры API

В своей простейшей форме эмульсия представляет собой смесь двух несмешивающихся жидкостей (обычно органического «масла» и воды), в которой одна жидкость (дисперсная фаза) находится в форме микроскопических капель, диспергированных в другой (непрерывной) фазе. .Эмульсии также содержат эмульгаторы - материалы, которые концентрируются на границе раздела фаз, чтобы снизить межфазное натяжение. Эмульгаторы уменьшают энергию, необходимую для разрушения дисперсной фазы на капли, и предотвращают их слипание, создавая силу отталкивания или физический барьер между ними.

Эмульсии, которые образуются путем диспергирования несмешивающейся с водой жидкости в водной фазе, называются масло-в-воде (мас. / Мас.), А эмульсии, имеющие водные капли, диспергированные в непрерывной масляной фазе, называются вода-в-масле (мас. / Мас.). .Более сложные «тройные» эмульсии имеют диспергированные капли, которые содержат более мелкие капли материала непрерывной фазы. Тройная эмульсия с водой, диспергированной в каплях масла, которые затем диспергированы в воде, называется эмульсией вода-в-масле-в-воде (в / м / в), а менее распространенный обратный аналог - в масле в воде. -водо-масло (м / б / м). Эти типы эмульсий схематически показаны на рисунке 1.

Большинство эмульсий содержат капли со средним диаметром> 1 мкм, однако мини-эмульсии и наноэмульсии могут быть образованы с размерами капель в диапазоне 100-500 нм, а при правильном составе могут быть получены высокостабильные микроэмульсии с каплями самого маленького как несколько нанометров.Эмульсия Пикеринга - это эмульсия, стабилизированная сверхмелкозернистыми твердыми частицами, а не молекулярными эмульгаторами. Стабилизирующие частицы выбираются или конструируются так, чтобы угол контакта с водой составлял около 90 °, так что они смачиваются непрерывной и дисперсной фазами. Следовательно, они остаются на границе раздела капель, где они могут служить барьером для слияния капель.

Эмульгирование

Изменение свободной энергии Гибба, ΔG, при образовании эмульсии из двух объемных жидкостей определяется известным уравнением: ΔG = ΔH – TΔS , где ΔH - изменение энтальпии, T - температура, а ΔS - изменение энтропии.

100 мл эмульсии мас. / Мас., Содержащей 10% мас. / Мас. Масла в виде капель размером 1 мкм, содержат 2 x 1013 капель с общей площадью поверхности 60 м2

Не вдаваясь глубоко в относительные энергетические вклады, свободная энергия эмульгирования положительна. Первым следствием этого является то, что эмульгирование редко является спонтанным процессом и, следовательно, требует затрат энергии. Эта энергия обычно возникает в результате механического сдвига, обеспечиваемого смесителями различных типов, а конечный размер капель эмульсии зависит не только от химического состава, но и от количества приложенной энергии.Простые мешалки лопастного типа подходят, когда требуемый размер капель превышает ~ 10 мкм, но для получения более мелких капель обычно требуется более высокий сдвиг. Обычно используются роторно-статорные смесители с высоким сдвигом. Они работают путем перекачивания фаз эмульсии через узкий зазор между перфорированным цилиндром (статором) и лопастями быстро вращающейся мешалки, размещенной внутри него (ротор), где силы достаточны для создания капель размером около 1 мкм (рис. 2).

Для получения еще меньших наноразмерных капель в малых масштабах можно использовать ультразвуковые устройства, но их обычно нецелесообразно масштабировать.Гомогенизаторы высокого давления легко масштабируются и могут также производить эмульсии с наноразмерными каплями. Фазы эмульсии перекачиваются вместе под высоким давлением в небольшой объем или через небольшое отверстие - камеру взаимодействия, где давление в десятки тысяч фунтов на квадратный дюйм создает очень высокие силы сдвига (рис. 3).

Эмульсии со средним размером капель всего 0,2 мкм могут быть сформированы таким способом, что важно, поскольку они поддаются стерилизации путем фильтрации через фильтр 0.Фильтр 2 мкм.

Эмульсии получают путем добавления одной фазы к другой с течением времени, при этом одна или обе фазы содержат эмульгатор, и прикладывая усилие сдвига. В некоторых случаях одна или обе фазы нагреваются перед смешиванием, чтобы способствовать эмульгированию. Фазы перемешивают до тех пор, пока средний размер капель не окажется в пределах спецификации. Для верхних мешалок это просто вопрос времени, тогда как в гомогенизаторе высокого давления каждая порция смеси подвергается лишь кратковременному перемешиванию при прохождении через камеру взаимодействия, поэтому после сбора продукт первого прохождения эмульгирования может затем необходимо повторно пропустить через машину, пока не будет получен желаемый размер.Нередко требуется несколько проходов для достижения желаемого размера капель.

Стабилизация

Второе следствие положительного изменения свободной энергии эмульгирования состоит в том, что большинство эмульсий термодинамически нестабильны, и со временем капли имеют тенденцию коалесцировать, образуя отдельные масляные и водные фазы. Чтобы приготовить эмульсии со стабильностью при хранении, необходимой для фармацевтического продукта (1-3 + года), необходимо правильно выбрать эмульгаторы и / или добавить полимерные стабилизаторы.

Наиболее распространенными эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий являются амфифильные молекулы с полярной группой, гидрофильной, присоединенной к неполярной группе, гидрофобной (рис. 4).

Они могут быть анионными (например, алкилсульфаты, сульфонаты и фосфаты, жирные кислоты), катионными (например, соли четвертичного алкиламмония) или неионными (например, полисорбаты). Это относительно небольшие молекулы, которые концентрируются на границе раздела масло-вода, чтобы предотвратить слипание капель.Анионные и катионные эмульгаторы предотвращают слипание капель, сообщая каплям статический заряд, который делает их взаимно отталкивающими и предотвращает близкое сближение. Неионные эмульгаторы создают физический барьер для слипания капель. Полимеры с более высокой молекулярной массой, растворенные в непрерывной фазе, также помогают стабилизировать капли от коалесценции аналогично тому, как это делают неионные эмульгаторы.

Микроэмульсии - это особый случай, когда они содержат такие высокие уровни эмульгаторов и часто соэмульгаторов (обычно> 10 мас.% От состава), что межфазное натяжение между дисперсной и непрерывной фазами близко к нулю.Это означает, что TΔS> ΔH и ΔG <0, поэтому они образуются спонтанно и термодинамически стабильны.

Иногда, если дисперсная фаза имеет конечную растворимость, материал непрерывной фазы диффундирует от более мелких капель к более крупным. Эти более крупные капли растут за счет более мелких и имеют тенденцию со временем увеличивать средний размер капель. Этот процесс, называемый созреванием Оствальда, можно предотвратить путем растворения растворенного вещества в дисперсной фазе, которая полностью нерастворима в непрерывной фазе, перед эмульгированием.Это эффективно, потому что любая потеря жидкости дисперсной фазы из мелких капель в результате созревания Оствальда вызывает увеличение химического потенциала растворенного вещества в этих каплях, поэтому материал дисперсной фазы диффундирует обратно к маленьким каплям.

Гравитационное осаждение капель или вспенивание происходит, когда плотности двух фаз эмульсии различаются, а вязкость эмульсии достаточно мала, чтобы капли могли двигаться. Для предотвращения разделения фаз в случаях, когда плотность фаз не может быть изменена, обычно повышают вязкость эмульсии - либо путем растворения загустителей в непрерывной фазе, либо путем составления эмульсии с высокой объемной долей дисперсной фазы, так что сама упаковка капель приводит к более высокой вязкости.Плотная упаковка монодисперсных недеформируемых сфер в трех измерениях дает теоретический максимум, составляющий 74% от объема дисперсной фазы. В специально разработанных эмульсиях с высоким содержанием внутренней фазы (HIPE) дисперсная фаза составляет более 74% рецептуры, что допустимо из-за широкого распределения капель по размеру, стабильных границ раздела фаз и деформируемой природы жидких капель. HIPE имеют значительную вязкость и не склонны разделяться под действием силы тяжести.

Стабильность эмульсий масло / вода, стабилизированных заряженными эмульгаторами, зависит от концентрации электролита.Как и в случае с большинством других коллоидных систем, эмульсии дестабилизируются высокими концентрациями электролитов, особенно когда они содержат многовалентные ионы, и наблюдаются агрегация и коалесценция капель. Это хорошо описывается теорией DLVO. Использование неионных эмульгаторов и полимерных стабилизаторов с заряженными эмульгаторами или вместо них значительно увеличивает стабильность эмульсии в присутствии солей. Это связано с тем фактом, что дестабилизация является результатом вызванного солью снижения электростатического отталкивания между заряженными каплями, созданными с помощью ионных эмульгаторов.

Добавление API

APls можно добавлять в эмульсию несколькими способами. Если эмульсия просто должна использоваться в качестве элегантного носителя для доставки API, например, местно, и API растворим в одной из жидких фаз, то его можно добавить к этой фазе перед эмульгированием. Если его нужно добавить в непрерывную фазу, его можно добавить после приготовления эмульсии плацебо. Если API должен быть добавлен в непрерывную фазу, но он не растворяется в ней, его можно просто диспергировать или добавить в виде раствора в растворителе, который смешивается с непрерывной фазой.Некоторые AP1 являются поверхностно-активными и добавляются изначально, поскольку они могут способствовать эмульгированию дисперсной фазы. Когда используются белки, например антиген или антитело, белок лучше добавлять последним, поскольку в противном случае высокие сдвиговые силы могут его денатурировать. Также необходимо соблюдать осторожность, так как адсорбция белков на гидрофобных поверхностях, таких как диспергированные капли масла, может вызвать их конформационное изменение и денатурацию или представить иным образом скрытые нецелевые эпитопы клеткам иммунной системы.

Для приготовления продукта постоянного качества фармацевтические составы на основе эмульсий характеризуются рядом методов, обычно используемых для характеристики коллоидов. К ним относятся гранулометрический состав (что может быть сложным измерением, если API находится в форме частиц, с размером частиц, аналогичным размеру частиц дисперсной фазы эмульсии), электрический заряд капель (с помощью измерений дзета-потенциала), вспенивание или скорость осаждения (с помощью Turbiscan), разделение фаз (на глаз) и реология.На стадии разработки реометр с параллельными пластинами используется для определения вязкости и сложных характеристик потока, тогда как на производстве вискозиметр Брукфилда является более простым инструментом контроля качества.

Выводы

Эмульсии

представляют собой элегантный пассивный или активный носитель для доставки лекарств. Знание потенциальных механизмов нестабильности рецептуры и правильная рецептура могут дать рецептуры с подходящим сроком хранения. При выборе подходящих вспомогательных веществ утверждение регулирующих органов может быть простым, что приведет к появлению новых продуктов с улучшенной эффективностью, безопасностью, соответствием нормам и предложением продления патента для управления жизненным циклом.

Значение эмульгатора в кулинарии и выпечке

Вы встретите термин «эмульгировать», когда будете готовить соус Беарнез, голландский, майонез, айоли или заправку для салатов. Эти и другие соусы являются примерами эмульгированных пищевых продуктов. Эмульгаторы могут быть густой жидкостью или кремообразным полутвердым веществом.

Эмульгировать означает объединить два ингредиента, которые обычно нелегко смешать. Ингредиенты обычно представляют собой жир или масло, например оливковое масло, и жидкость на водной основе, например бульон, уксус или воду.Масло и вода не смешиваются естественным образом, поэтому для смешивания этих ингредиентов до однородного состояния используется интенсивное взбивание. Они могут образовывать временную суспензию, которая может быстро снова расслаиваться, или превращаться в полупостоянную или перманентную эмульсию, которая прослужит дольше. Но независимо от того, сколько взбивания происходит, если не будет добавлен эмульгатор, смесь не будет стабильной и расслоится или сломается.

Эмульгаторы

Эмульгаторы могут помочь сделать суспензию стабильной, поскольку они удерживают частицы масла в жидкости.Эмульгаторы - это частицы, один конец которых притягивается к воде, а другой конец - к маслу. Или у них есть площадь поверхности, которая может инкапсулировать диспергированные капли. Это могут быть белки, диглицериды, моноглицериды или крошечные фрагменты клеток.

Обычные эмульгаторы включают яичные желтки (в которых белковый лецитин является эмульгатором), масло (белковый казеин заставляет его работать), сыр, горчицу, мед, томатную пасту, кетчуп, мисо и чесночную пасту.

Как эмульгировать

Традиционный способ приготовления эмульсии - очень медленно смешивать жидкости, обычно по капле, при интенсивном взбивании.Это разбрасывает крошечные капли жидкости друг на друга. Кухонный комбайн или блендер - отличный инструмент для этой задачи. Вы также можете использовать венчик или взбиватель.

Кислые жидкости помогают процессу, изменяя pH смеси. Вот почему вы часто найдете лимонный сок или уксус в рецептах эмульгирования жидкостей. Температура также важна при приготовлении эмульсии. Если ингредиенты будут слишком холодными или слишком теплыми, эмульсия разорвется и расслоится.

Во время взбивания внимательно следите за эмульсией.Если он начинает выглядеть свернувшимся, вероятно, он вот-вот разорвется, и вам нужно принять меры, чтобы остановить это разделение.

Исправление поврежденных эмульсий

К сожалению, эмульсии иногда могут расщепляться или расслаиваться, если их слишком быстро объединить. Но, к счастью, есть способы их исправить. Как правило, вы должны добавить чайную ложку воды и взбить смесь или взбить ее в блендере, пока она снова не станет однородной. Чтобы закрепить эмульсию на основе разбитого яйца, такую ​​как майонез, сначала снова приготовьте соус из яичного желтка и воды или лимонного сока, а затем медленно добавьте разбитую эмульсию; это должно спасти соус.Если вы готовите майонез и видите на его поверхности растущее масло, значит, для этого нужно немного больше воды; взбейте в него ложку.

Чтобы исправить сломанный винегрет, взбейте его в миске или энергично встряхните в закрытом контейнере. Тогда используйте его немедленно. В них часто содержится лишь небольшое количество эмульгатора, поэтому они могут расслаиваться при стоянии в течение любого периода времени.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *