Первый метод дает хорошие результаты, если на заключительном этапе используется механическое режущее устройство, такое как коллоидная мельница или поточный смеситель, первый метод предварительного смешивания обычно дает хорошие результаты.
Получив хорошо составленный и стабильный премикс, коллоидная мельница или поточный миксер могут завершить работу по эмульгированию. Зона интенсивных гидравлических сдвиговых сил внутри коллоидной мельницы или поточной смесительной головки разбивает капли внутренней фазы на части и создает частицы небольшого размера, который обычно требуется. Если используется достаточное количество эмульгатора для огромного увеличения площади поверхности, создаваемой этим процессом, конечный продукт должен проявлять повышенную стабильность.
В некоторых случаях хорошая эмульсия может быть получена с умеренным уровнем приложенной механической энергии, но плохая эмульсия получается, если уровень энергии увеличивается. Увеличение приложенной энергии вызывает дополнительное уменьшение размера частиц, но без корректировки концентрации эмульгатора более мелкие частицы нестабильны. Это называется чрезмерной переработкой эмульсии. Технологическое оборудование, такое как поточные смесители, которые предлагают управление зонами сдвига (несколько настраиваемых зон с высоким усилием сдвига) и управление порядком смешивания (адаптируемые камеры смешивания для подачи технологического материала в различные положения в зоне сдвига), обеспечивает важные преимущества для разработка и переработка промышленных эмульсий.
Снижение вязкости дисперсной фазы усиливает образование эмульсии, но каких эффектов можно ожидать от изменений вязкости непрерывной фазы? Снижение вязкости должно способствовать более легкому образованию эмульсии из-за пониженного межфазного натяжения. Хотя это правда, необходимо учитывать еще один фактор. Увеличение вязкости непрерывной фазы значительно улучшит стабильность эмульсии за счет замедления неизбежного подъема капель масла к верху. В большинстве случаев этот более стабильный готовый продукт является первостепенной задачей, и решение получить это преимущество за счет преодоления более высокого межфазного натяжения на этапе механической обработки с радостью принимается.
Мониторинг и контроль вязкости процесса эмульгирования становится критически важным для достижения повторяемого и эффективного процесса.
Контроль качества обработки и нанесения эмульсии
Учитывая физические свойства эмульсий, информация для проверки результатов с помощью надежного процесса контроля качества (QC) чрезвычайно важна для обеспечения надежных результатов процессов диспергирования и гомогенизации для разных партий.
Сливание - это явление, при котором дисперсная фаза отделяется, образуя слой поверх непрерывной фазы. Примечательно, что при взбивании дисперсная фаза остается в состоянии глобул, так что она может повторно диспергироваться при встряхивании. Сливки можно минимизировать, если увеличить вязкость непрерывной фазы. Самый простой способ - положить эмульсию на полку и наблюдать за ее образованием с течением времени. Минимальный приемлемый срок хранения может указываться в спецификации контроля качества. К сожалению, цена такой простоты заключается в том, что плохая партия может быть обнаружена только после того, как продукт будет доставлен покупателю. Чтобы избежать этого, процесс вспенивания можно ускорить путем нагревания эмульсии или ее центрифугирования. Затем эти результаты должны быть соотнесены с соответствующей статической скоростью вспенивания при комнатной температуре. Все эти измерения скорости вспенивания просты, но неточны.
На стабильность эмульсии могут влиять различные факторы. Общие проблемы с нестабильностью эмульсии - это коалесценция, флокуляция, расслаивание и разрушение. Поэтому становится важным отслеживать его свойства в реальном времени и вносить адаптивные корректировки:
- Концентрация эмульгатора
- Соотношение масло / вода
- Интенсивность перемешивания
- Температура смешивания
- Время смешивания
Учитывая, что вязкость эмульсии не является статическим параметром, а варьируется в зависимости от требований процесса, а также от самой обработки, очень важно отслеживать и контролировать вязкость в течение всего цикла обработки.