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liquides

Que sont les émulsions: exemples, caractéristiques, préparation et mesure

Que sont les émulsions?

Introduction

Les émulsions sont des dispersions de deux liquides non miscibles. Ils présentent un intérêt dans de nombreuses applications pratiques importantes dans les secteurs alimentaire, cosmétique, pétrolier, agricole, chimique, pétrolier et gazier, pharmaceutique et dans plusieurs autres industries de transformation.

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Il existe deux types d'émulsions: de type huile-dans-eau (H / E), où l'huile forme la phase dispersée (gouttelettes) et l'eau forme la phase continue; et du type eau-dans-huile (E / H), où l'eau forme la phase dispersée (gouttelettes) et l'huile forme la phase continue. Sans un stabilisant interfacial efficace, les émulsions sont des systèmes instables et elles se séparent facilement en phases huile et eau lorsque l'agitation mécanique est arrêtée.

L'une des émulsions les plus importantes est leur instabilité inhérente. Bien que les gouttes dispersées soient petites, la gravité exerce une force mesurable sur elles et, au fil du temps, elles se fusionnent pour former des gouttes plus grosses qui ont tendance à se déposer vers le bas ou à monter vers le haut du mélange. Ce processus provoque finalement la séparation des phases interne et externe en deux composants d'origine. Selon la façon dont l'émulsion est formulée et l'environnement physique auquel elle est exposée, cette séparation peut prendre des minutes, des mois ou des millénaires.

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Domaines d'application et industries - Émulsions

  • Lait est une émulsion de matière grasse laitière en solution aqueuse contenant de nombreuses protéines, lactose et sels différents. Dans le lait cru, la matière grasse se présente sous forme de globules de matière grasse du lait, qui sont entourés d'une membrane. Lorsque ce lait est homogénéisé en usine, ces globules sont cassés et la graisse est dispersée en plus petites gouttelettes, également stabilisées par des protéines.
  • Margarine est une émulsion de gouttelettes d'eau dans la graisse, stabilisée par un tassement de cristaux de graisse en forme d'aiguille à l'intérieur de la phase grasse continue.
  • de crème liquide est une émulsion concentrée de matière grasse laitière en phase aqueuse; la concentration dépend du type de crème.
  • Crème glacée est un produit très complexe; entre autres, il contient des gouttelettes de matière grasse laitière, mais il contient également des cristaux de sucre, des cristaux de glace et des bulles d'air.
  • Vinaigrettes sont fabriqués en émulsifiant de l'huile végétale dans un mélange aqueux contenant du vinaigre. Lorsqu'elle est faite à la maison, cette émulsion est plutôt instable: les gouttelettes fusionnent relativement rapidement, il faut donc la secouer avant utilisation. Les variantes commerciales sont généralement stabilisées par d'autres composants.
  • Mayonnaise est une émulsion très concentrée de gouttelettes d'huile dans l'eau, stabilisée par les protéines du jaune d'oeuf. L'émulsion est si concentrée (70 à 80% en volume) que les gouttelettes d'huile sont pressées ensemble. Cette compression donne la belle consistance de la mayonnaise.
  • de jaunes d'œufs est une émulsion de graisse d'oeuf (et de cholestérol) en solution aqueuse, stabilisée par un mélange de phospholipides.
  • Produits alimentaires. Les vinaigrettes, les sauces et autres sauces, les garnitures de dessert fouettées, le beurre d'arachide et la crème glacée sont également des exemples d'émulsions de diverses graisses et huiles comestibles. En plus d'affecter la forme physique des produits alimentaires, les émulsions ont un impact sur le goût, car les huiles émulsifiées recouvrent la langue, donnant une sensation en bouche.
  • Peintures à l'eau et revêtements sont généralement des émulsions de particules de liant à base de polymère. Ils sont fabriqués en faisant une émulsion de gouttelettes de monomères dans l'eau, après quoi les monomères sont polymérisés pour former des particules solides. Lorsqu'ils sont appliqués, l'eau et éventuellement d'autres solvants s'évaporent et les particules de liant fusionnent pour former une couche solide.
  • Bitume, une fraction lourde produite dans le raffinage du pétrole, est généralement trop visqueuse pour être appliquée directement. Par conséquent, le bitume est émulsionné dans l'eau à un niveau élevé. Les émulsions H / E résultantes ont une viscosité beaucoup plus faible et sont donc plus faciles à appliquer. Lorsqu'elle est appliquée (sur la route ou sur un toit), l'émulsion se brise et les particules de bitume fusionnent en une seule couche.
  • Médicaments et médicaments. Les microparticules de mélange d'amidon / gélatine sont préparées par la méthode de diffusion de solvant en émulsion eau-dans-huile. La teneur en libération de médicament in vitro dépend de manière significative du rapport de mélange d'amidon et du rapport de réticulation. Les microparticules de mélange d'amidon / gélatine devraient être un support d'administration à libération contrôlée utile pour les médicaments solubles dans l'eau. Dans l'industrie pharmaceutique, les émulsions sont utilisées pour rendre les médicaments plus appétissants, pour améliorer l'efficacité en contrôlant le dosage des ingrédients actifs, des médicaments à libération retardée et pour fournir une esthétique améliorée pour les médicaments topiques tels que les onguents.
  • Huiles et hydrocarbures. Les deux tiers des pétroles bruts mondiaux sont produits de manière émulsionnée; ces émulsions sont principalement du type eau-dans-huile en raison des procédés de fabrication.
  • Insecticides et pesticides. Dans l'industrie agricole, les émulsions sont utilisées comme véhicules de livraison d'insecticides, de fongicides et de pesticides et sont généralement appliquées par pulvérisation au moyen d'un équipement mécanique.
  • In produits de beauté, les émulsions sont le véhicule de distribution de nombreux agents revitalisants pour les cheveux et la peau. Les émulsions anioniques et non ioniques sont utilisées pour délivrer diverses huiles et cires qui procurent hydratation, douceur et douceur aux cheveux et à la peau. D'autres exemples sont les crèmes pour le visage, les lotions pour le corps, les shampooings, les gels douche, les dentifrices et les parfums.
  • Lubrifiants, boues, additifs, huiles pour machines, émulsions polymères, colles, solutions d'amidon, boues de charge minérale, émulsions textiles, émulsions submicroniques et émulsions de silicone.
  • Matériaux de batterie - Les liants à base d'eau pour batteries sont développés en utilisant des technologies polymères avancées, pour permettre la formation d'électrodes négatives dans les batteries secondaires lithium-ion et les batteries secondaires nickel-hydrogène. Comparés aux liants de batterie conventionnels (PVDF), ces liants ont d'excellentes propriétés de liaison, de résistance aux électrolytes et des propriétés de cycle.

Points clés et caractéristiques des émulsions

  • Une émulsion est un type de colloïde formé en combinant deux liquides qui ne se mélangent normalement pas.
  • Dans une émulsion, un liquide contient une dispersion de l'autre liquide.
  • Le processus de mélange de liquides pour former une émulsion est appelé émulsification.
  • Même si les liquides qui les forment peuvent être limpides, les émulsions semblent troubles ou colorées parce que la lumière est diffusée par les particules en suspension dans le mélange.
  • Sécurité et respect de l'environnement assurés par l'utilisation de l'eau comme solvant
  • La viscosité peut être facilement ajustée
  • Aptitude aux applications de collage et de revêtement dérivée de la propriété de l'émulsion de former un film une fois séchée
  • Excellente miscibilité avec les pigments, les solvants, les additifs, etc.

Préparation des émulsions

Une émulsion est préparée en secouant fortement le mélange des deux liquides ou en faisant passer le mélange dans un broyeur colloïdal connu sous le nom d'homogénéisateur. Les émulsions ainsi préparées à partir des liquides purs ne sont généralement pas stables et les deux liquides se séparent au repos. Pour obtenir une émulsion stable, de petites quantités de certaines autres substances sont ajoutées lors de la préparation. Les substances ainsi ajoutées pour stabiliser les émulsions sont appelées émulsifiants ou émulsifiants. Les substances couramment utilisées comme agents émulsifiants sont des savons de divers types, des acides sulfoniques à longue chaîne ou des colloïdes lyophiles comme les protéines, la gomme et l'agar.

Les émulsions peuvent être préparées par plusieurs méthodes, selon la nature des composants et de l'équipement. A petite échelle, comme en laboratoire ou en pharmacie, les émulsions peuvent être préparées en utilisant un mortier et un pilon Wedgwood ou porcelaine sec ou un mélangeur ou mélangeur mécanique. A grande échelle, de grands réservoirs de mélange peuvent être utilisés pour former l'émulsion par l'action d'une turbine à grande vitesse.

Émulsions - préparation dans l'industrie - réservoirs et mélangeurs

Viscosité des émulsions

Émulsions conceptuelles de température-viscosité
  • La viscosité des émulsions varie en fonction de la température.
  • Lorsque la température diminue, la viscosité augmente.
  • En ajoutant de l'eau, la viscosité peut être ajustée à une viscosité inférieure
  • Pour augmenter la viscosité, des épaississants en émulsion peuvent être utilisés

Mesures de viscosité des émulsions pour le contrôle qualité

La mesure de la viscosité est une technique extrêmement utile pour le contrôle qualité.

  • Pendant l'homogénéisation, de nombreuses émulsions subiront une augmentation substantielle de la viscosité lorsque la taille des gouttelettes est réduite. Le montant de cette augmentation sera donc un bon indicateur de la qualité de l'émulsion.
  • La concentration de l'émulsion a une forte corrélation avec la viscosité de l'émulsion, par conséquent les informations de viscosité peuvent être utilisées efficacement pour prédire les concentrations avec des modèles prédéfinis ou définis par l'utilisateur.
  • Pendant le processus de mélange, la caractérisation de la viscosité en ligne peut être utile pour déterminer la stabilité de l'émulsion, le point final souhaité du système de mélange / mélange et pour assurer la continuité. Si besoin est, des ajustements de l'intensité d'agitation, de la vitesse de rotation, de l'équipement peuvent être effectués en fonction des données de viscosité mesurées et de ses interprétations.
  • Les émulsions sont des systèmes complexes avec une large gamme d'applications et d'utilisations commerciales. Une caractérisation précise des émulsions avec les données de viscosité est essentielle pour garantir la stabilité et les performances de l'émulsion.

La mesure de la viscosité obtenue avec un viscosimètre en ligne peut fournir une excellente référence QC et assurer l'AQ / CQ du processus et du produit final. Veuillez lire notre note d'application.

Émulsions - Note d'application pour la gestion de la viscosité en ligne
Produits suggérés par Rheonics

Les densimètres et viscosimètres Rheonics sont disponibles sous forme de sondes et de systèmes à flux continu pour une installation dans des skids de mélange, des réservoirs de stockage, un terminal de chargement, des lignes de traitement et dans des cuves de transport. Tous les produits Rheonics sont conçus pour résister aux environnements de processus les plus difficiles, aux températures élevées, aux chocs, aux vibrations, aux abrasifs et aux produits chimiques.

Avantages uniques avec le SRV / SRD

Haute stabilité et insensible aux conditions de montage: toute configuration possible

Rheonics SRV et SRD utilisent un résonateur coaxial breveté unique, dans lequel deux extrémités des capteurs se tordent dans des directions opposées, annulant les couples de réaction lors de leur montage et les rendant ainsi totalement insensibles aux conditions de montage et aux débits. L'élément de capteur se trouve directement dans le fluide, sans exigences particulières en matière de boîtier ou de cage de protection.

Sensor_Pipe_mounting Montage - Tuyaux
Sensor_Tank_mounting Montage - Réservoirs

Relevés instantanés précis de la qualité de la production - Vue d'ensemble complète du système et contrôle prédictif

Rhéonique RhéoPulse le logiciel est puissant, intuitif et pratique à utiliser. Le fluide de process en temps réel peut être surveillé sur l'IPC intégré ou sur un ordinateur externe. Plusieurs capteurs répartis dans l'usine sont gérés à partir d'un seul tableau de bord. Aucun effet de la pulsation de pression du pompage sur le fonctionnement du capteur ou la précision de la mesure. Aucun effet de vibration.

Mesures en ligne, aucune ligne de dérivation n'est nécessaire

Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité (et de densité) en temps réel. Aucune ligne de dérivation n'est requise: le capteur peut être immergé en ligne; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision des mesures.

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cellule à circulation

Conformité ATEX et IECEx

SRV et SRD sont des capteurs à sécurité intrinsèque certifiés par ATEX et IECEx pour une utilisation dans des environnements dangereux. Ces capteurs sont conformes aux exigences essentielles de sécurité et de santé relatives à la conception et à la construction des équipements et des systèmes de protection destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives. Les certifications intrinsèquement sûres et antidéflagrantes détenues par Rheonics permettent également de personnaliser un capteur existant. Des capteurs personnalisés peuvent être fournis pour les applications nécessitant une unité allant jusqu'à plusieurs milliers d'unités. avec des délais de plusieurs semaines.

Rhéonique SRV & SRD sont tous deux certifiés ATEX et IECEx. (En savoir plus)

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Émulsions - solutions de viscosité rhéonique pour l'industrie chimique et alimentaire
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