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液体

エマルジョンとは:例、機能、準備と測定

エマルジョンとは何ですか?

概要

エマルジョンは、XNUMXつの非混和性液体の分散液です。 それらは、食品、化粧品、石油生産、農業、化学、石油およびガス、製薬および他のいくつかのプロセス産業における多くの重要な実用的用途に関心があります。

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エマルジョンにはXNUMXつのタイプがあります。水中油型(O / W)タイプで、油が分散(液滴)相を形成し、水が連続相を形成します。 油中水(W / O)タイプでは、水が分散(液滴)相を形成し、油が連続相を形成します。 効果的な界面安定剤がないと、エマルジョンは不安定なシステムであり、機械的攪拌を停止すると、油相と水相に容易に分離します。

エマルジョンの最も重要なもののXNUMXつは、固有の不安定性です。 分散した液滴は小さいですが、重力がそれらに測定可能な力を及ぼし、時間の経過とともにそれらは合体してより大きな液滴を形成し、混合物の底に沈むか、または上部に上昇する傾向があります。 このプロセスにより、最終的に内部フェーズと外部フェーズがXNUMXつの元のコンポーネントに分離されます。 エマルジョンの配合方法とそれがさらされる物理的環境に応じて、この分離には数分、数か月、または数千年かかる場合があります。

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応用分野と産業-エマルジョン

  • ミルク は、多くの異なるタンパク質、乳糖、塩を含む水溶液中の乳脂肪の乳濁液です。 生乳では、脂肪は膜に囲まれた乳脂肪球の形で存在します。 この牛乳が工場で均質化されると、これらの小球が壊れ、脂肪が小さな液滴に分散され、タンパク質によって安定化されます。
  • マーガリン は脂肪中の水滴のエマルジョンであり、連続脂肪相内の脂肪の針状結晶のパッキングによって安定化されています。
  • クリーム 水相中の乳脂肪の濃縮エマルジョンです。 濃度はクリームの種類によって異なります。
  • アイスクリーム 非常に複雑な製品です。 とりわけ、乳脂肪の液滴が含まれていますが、砂糖の結晶、氷の結晶、空気の泡も含まれています。
  • サラダドレッシング 酢を含む水性混合物に植物油を乳化することによって作られています。 家庭で作られた場合、このエマルジョンはかなり不安定です。液滴は比較的速く合体するため、使用する前に振る必要があります。 市販のバリアントは通常、他のコンポーネントによって安定化されます。
  • マヨネーズソース は、卵黄からのタンパク質によって安定化された、水中の油滴の非常に濃縮されたエマルジョンです。 エマルジョンは非常に濃縮されているため(70〜80 vol。%)、油滴が一緒に圧搾されます。 この一緒に絞ると、マヨネーズの素晴らしい一貫性が生まれます。
  • 卵黄 は、リン脂質の混合物によって安定化された、水溶液中の卵脂肪(およびコレステロール)のエマルジョンです。
  • 食品。 サラダドレッシング、グレービーソース、その他のソース、ホイップデザートのトッピング、ピーナッツバター、アイスクリームも、さまざまな食用油脂のエマルジョンの例です。 乳化油が舌を覆い、「口当たり」を与えるため、乳濁液は食品の物理的形態に影響を与えるだけでなく、味にも影響を与えます。
  • 水性塗料 とコーティング 通常、ポリマーベースのバインダー粒子のエマルジョンです。 それらは、水中でモノマーの液滴のエマルジョンを作ることによって作られ、その後、モノマーは重合されて固体粒子を形成します。 適用されると、水および場合によっては他の溶媒が蒸発し、バインダー粒子が融合して固体層を形成します。
  • ビチューメン、石油精製で生成される重い留分は、通常、粘性が高すぎて直接適用できません。 したがって、ビチューメンは水中で高濃度で乳化されます。得られるO / Wエマルションは粘度がはるかに低いため、塗布が容易です。 (道路や屋根に)塗布すると、乳剤が壊れ、ビチューメン粒子がXNUMXつの層に融合します。
  • 医薬品と医薬品。 澱粉/ゼラチンブレンド微粒子は、油中水型エマルジョン溶媒拡散法によって調製されます。 インビトロでの薬物放出含有量は、デンプン混合比および架橋剤比に大きく依存します。 デンプン/ゼラチンブレンド微粒子は、水溶性薬物の有用な制御放出送達担体であるはずです。 製薬業界では、乳濁液を使用して医薬品をより口当たりの良いものにし、有効成分、遅延放出薬の投与量を制御することで有効性を改善し、軟膏などの局所薬の美観を改善します。
  • 油と炭化水素。 世界の原油のXNUMX分のXNUMXは、乳化された方法で生産されています。 これらのエマルジョンは、製造工程のため、主に油中水型です。
  • 殺虫剤と殺虫剤。 農業業界では、エマルジョンは殺虫剤、殺菌剤、殺虫剤の送達媒体として使用され、通常は機械装置を介して噴霧することによって適用されます。
  • In 化粧品、エマルジョンは、多くのヘアおよびスキンコンディショニング剤のデリバリービヒクルです。 アニオン性および非イオン性エマルジョンは、髪と肌に潤い、滑らかさ、柔らかさを提供するさまざまなオイルとワックスを供給するために使用されます。 他の例としては、フェイスクリーム、ボディローション、シャンプー、シャワージェル、歯磨き粉、フレグランスがあります。
  • 潤滑剤、スラリー、添加剤、機械油、ポリマーエマルジョン、接着剤、でんぷん溶液、ミネラルフィラースラリー、テキスタイルエマルジョン、サブミクロンエマルジョン、シリコーンエマルジョン。
  • 電池材料 –電池用の水性バインダーは、高度なポリマー技術を利用して開発されており、リチウムイオン二次電池とニッケル水素二次電池で負極を形成できるようになっています。 従来のバッテリーバインダー(PVDF)と比較して、これらのバインダーは優れた結合特性、電解質耐性、およびサイクル特性を備えています。

エマルジョンの要点と特徴

  • エマルジョンは、通常は混合しないXNUMXつの液体を組み合わせて形成されるコロイドの一種です。
  • エマルジョンでは、一方の液体にもう一方の液体の分散液が含まれています。
  • 液体を混合してエマルジョンを形成するプロセスは、乳化と呼ばれます。
  • それらを形成する液体は透明であるかもしれませんが、光が混合物中の懸濁粒子によって散乱されるため、エマルジョンは曇ったり着色したりします。
  • 水を溶剤として使用することで安全性と環境への配慮を確保
  • 粘度は簡単に調整できます
  • 乾燥時にフィルムを形成するエマルジョンの特性に由来する接着およびコーティング用途への適合性
  • 顔料、溶剤、添加剤などとの優れた混和性

エマルジョンの準備

エマルジョンは、XNUMXつの液体の混合物を強く振とうするか、ホモジナイザーと呼ばれるコロイドミルに混合物を通過させることによって調製されます。 このように純粋な液体から調製されたエマルジョンは通常安定しておらず、XNUMXつの液体は放置すると分離します。 安定したエマルジョンを得るために、調製中に少量の他の物質が添加されます。 このようにエマルジョンを安定化するために添加される物質は、乳化剤または乳化剤と呼ばれます。 乳化剤として一般的に使用される物質は、さまざまな種類の石鹸、長鎖スルホン酸、またはタンパク質、ガム、寒天などの親液性コロイドです。

エマルジョンは、コンポーネントと機器の性質に応じて、いくつかの方法で調製できます。 小規模では、実験室や薬局のように、エマルジョンは、乾燥したウェッジウッドまたは磁器の乳鉢と乳棒、または機械式ブレンダーまたはミキサーを使用して調製できます。 大規模では、大型の混合タンクを使用して、高速インペラの作用によりエマルジョンを形成することができる。

エマルジョン-産業での準備-タンクとミキサー

エマルジョンの粘度

温度-粘度-概念-エマルジョン
  • エマルジョンの粘度は温度によって異なります。
  • 温度が下がると、粘度が上がります。
  • 水を加えることにより、粘度をより低い粘度に調整することができます
  • 粘度を上げるために、エマルジョン増粘剤を使用することができます

品質管理のためのエマルジョンの粘度測定

粘度測定は、品質管理に非常に役立つ手法です。

  • 均質化中、液滴サイズが小さくなると、多くのエマルジョンの粘度が大幅に上昇します。 したがって、この増加量は、エマルジョンの品質の良い指標になります。
  • エマルジョンの濃度は、エマルジョンの粘度と強い相関関係があるため、粘度情報を効果的に使用して、事前定義またはユーザー定義のモデルで濃度を予測できます。
  • 混合プロセス中、粘度の特性評価–インラインは、エマルジョンの安定性、混合/混合システムの望ましいエンドポイントを決定し、連続性を確保するのに役立ちます。 必要に応じて、測定された粘度データとその解釈に応じて、攪拌強度、回転速度、装置の調整を行うことができます。
  • エマルジョンは、幅広い用途と商業用途を備えた複雑なシステムです。 エマルジョンの安定性と性能を確保するには、粘度データを使用したエマルジョンの正確な特性評価が重要です。

インライン粘度計で得られた粘度測定は、優れたQCベンチマークを提供し、プロセスと最終製品のQA / QCを保証します。 アプリケーションノートをお読みください。

エマルジョン–オンライン粘度管理アプリケーションノート
Rheonics 推薦済製品

Rheonics 密度計と粘度計は、ブレンディングスキッド、貯蔵タンク、積み込みターミナル、プロセスライン、輸送容器に設置するためのプローブおよびフロースルーシステムとして利用できます。 全て Rheonics 製品は、最も過酷なプロセス環境、高温、高レベルの衝撃、振動、研磨剤、化学物質に耐えるように設計されています。

SRV / SRDのユニークな利点

高い安定性と取り付け条件の影響を受けない:あらゆる構成が可能

Rheonics SRV と SRD は独自の特許取得済みの同軸共振器を使用しており、センサーの両端が反対方向にねじれ、取り付け時の反動トルクが相殺されるため、取り付け条件や流量の影響をまったく受けなくなります。 センサー素子は流体中に直接設置され、特別なハウジングや保護ケージは必要ありません。

Sensor_Pipe_mounting 取り付け-パイプ
Sensor_Tank_mounting 取り付け-タンク

生産品質に関する即時の正確な読み出し–完全なシステム概要と予測制御

Rheonics' レオパルス ソフトウェアは強力で直感的で使いやすいです。 リアルタイムのプロセス流体は、統合されたIPCまたは外部コンピューターで監視できます。 プラント全体に広がる複数のセンサーは、単一のダッシュボードから管理されます。 ポンプによる圧力脈動がセンサーの動作や測定精度に影響を与えることはありません。 振動の影響はありません。

インライン測定、バイパスラインは不要

プロセスストリームにセンサーを直接取り付けて、リアルタイムの粘度(および密度)測定を行います。 バイパスラインは不要です。センサーはインラインで使用できます。 流量と振動は、測定の安定性と精度に影響を与えません。

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フロースルーセル

ATEXおよびIECExコンプライアンス

SRV および SRD は、危険な環境での使用について ATEX および IECEx によって認定された本質安全センサーです。 これらのセンサーは、爆発の可能性のある雰囲気での使用を目的とした機器および保護システムの設計および構造に関する重要な健康および安全要件に準拠しています。 本質安全防爆認証は、 Rheonics 既存のセンサーのカスタマイズも可能です。 カスタム センサーは、XNUMX つのユニットから最大数千のユニットを必要とするアプリケーションに提供できます。 リードタイムは数か月ではなく数週間です。

Rheonics SRV & SRD ATEXとIECExの両方の認定を受けています。 (詳しくはこちら)

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エマルション - rheonics 化学、食品産業向けの粘度ソリューション
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